一种机械人钢卷捆带拆除和回收装置及其方法与流程

[0001]本发明涉及一种机械人钢卷捆带拆除和回收装置及其方法，属于机器人钢卷捆带拆除和回收技术领域。背景技术：[0002]随着生活水平的不断提高，家电和汽车已经成为人们生活的必需品，作为主要原料之一的冷轧板材的需求量也达到了高点，目前国内大部分钢铁厂冷轧板加工前钢卷捆带拆除作业主要由人工完成，工作区域危险性高，劳动强度大，属于重复性工作，部分钢铁厂采用了某种机器人拆捆带及捆带收集装置，其拆捆带的方法是采用一个液压缸驱动钢铲在一侧将捆带铲起并将其压在钢铲和一侧的挡块之间，另一个液压缸驱动剪刀将捆带剪断。[0003]现有的捆带被铲起的时候由于单边受力，捆带会对拆捆带端部执行器产生一个反作用扭矩，该反作用扭矩会传递到机器人上，对机器人造成一定的损伤，同时也使拆捆带端部执行器承受很大的力，为了克服这一缺点需要选用负载更大的机器人，增加拆捆带端部执行器的机械强度，以及在机器人和拆捆带端部执行器之间增加缓冲装置，采用驱动能力更强的液压缸驱动钢铲和剪刀，铲捆带的过程钢铲是进行一个斜下方向的运动，这需要准确定位钢铲下降的位置和轨迹，如果下降过早或过晚都无法将捆带顺利铲起，甚至会损伤钢卷本身，为了准确定位该位置，需要增加高精度传感器检测捆带位置，反复示教机器人以找到合适的下降轨迹，而钢卷捆带本身的松紧变化，也就是捆带与钢卷表面之间缝隙的大小，也会对铲捆带的成功率产生影响。其配套的捆带收集装置是采用电机驱动钢叉将拆除完的捆带先打成卷，再用液压缸压紧的方式，其缺点在于捆带用电机、钢叉打卷的松紧长度不一，压紧后虽整体成长条形，但形状不规则，收集时用空间较多，同时捆带压扁后发生严重的塑性变形，捆带无法二次利用。技术实现要素：[0004]本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种机械人钢卷捆带拆除和回收装置，本发明结构简单，使用方便，可以使捆带收集成结构紧密的圆柱形，对捆带的损伤较小使得捆带可以二次利用，可以有效解决背景技术中的问题。[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：[0006]一种机械人钢卷捆带拆除和回收装置，包括有机械人本体，所述机械人本体一侧安装有拆捆带端部执行器，所述拆捆带端部执行器内不包括有与机械人本体一端固定连接的壳体，且壳体内壁一侧固定连接有直线导轨一，所述直线导轨一的滑块1与气缸一固定连接，所述气缸一的缸体一端固定连接有导杆二，且导杆二另一端固定连接有剪刀，所述直线导轨一表面固定连接有导向杆，导向杆与壳体连接，且导向杆表面活动套接有夹钳一与夹钳二，导向杆对夹钳一与夹钳二只起到限位作用，所述夹钳一一端与气弹簧缸体固定连接，且夹钳一与气弹簧之间套接插设有销轴，所述气弹簧一缸杆固定连接有顶杆，且顶杆与夹钳一相连接，所述销轴内卡合连接有限位螺钉，所述气弹簧缸体与气缸一缸体固定连接，所述气缸一的缸杆固定连接有导杆一，且导杆一与夹钳二固定连接，所述机械人本体一侧安装有捆带回收机构。[0007]进一步而言，所述剪刀与直线导轨一相连接，所述销轴圆心重合处开设有圆弧槽，销轴与限位螺钉活动连接，所述夹钳一、夹钳二、剪刀均采用穿有弹簧的导杆与气缸一连接。[0008]进一步而言，所述夹钳一和夹钳二前端均设计成燕尾槽形，所述夹钳一通过气弹簧与气缸一缸体固定，剪刀与气缸一缸体固定，夹钳二与气缸一缸杆固定。[0009]进一步而言，所述捆带回收机构内部包括有支架，且支架顶端一侧固定连接有电机，所述支架顶端另一侧固定连接有导向架，且支架顶端安装有气缸二，所述气缸二一端固定连接有连接板，且连接板底端固定连接有直线导轨二，所述连接板另一端固定连接有卷曲箱体，所述主动链轮安装在电机的输出轴上，所述链轮六一端通过链条固定连接有链轮七。[0010]进一步而言，所述直线导轨二与支架固定连接，且支架的后端固定连接有导料器，[0011]进一步而言，所述链轮一、链轮二安装在卷曲箱体内，所述主动链轮通过链条驱动链轮六、链轮一、链轮二、链轮三、链轮四、链轮五。[0012]进一步而言，所述链轮一前端面固定安装有压轮一，所述链轮二前端面固定连接有压轮二，所述链轮三前端面固定连接有压轮三。[0013]一种机械人钢卷捆带拆除和回收装置的使用方法，包括钢卷捆带拆除和卷捆带回收，所述钢卷捆带拆除步骤为：[0014]s1、机械人本体带动拆捆带端部执行器到达钢卷上方，并通过壳体上面的传感器检测捆带位置后，拆捆带端部执行器定位到使捆带在夹钳一和夹钳二之间的某一位置；[0015]s2、拆捆带端部执行器逐渐下降直至夹钳一、夹钳二与钢卷上面接触，此时夹钳一绕销轴摆动一定角度，夹钳二沿导杆一轴线移动一定距离，剪刀沿导杆二轴线移动一定距离，保证夹钳一、夹钳二与钢卷表面更好的贴合；[0016]s3、气缸一有杆腔通气，气缸一气缸杆缩回，气缸杆带动夹钳一移动；[0017]s4、气缸体带动夹钳一和剪刀移动，当一侧夹钳与捆带接触时停止移动，另一侧继续向捆带移动，直到两侧均与捆带接触；[0018]s5、气缸一内压力升高，从而使夹钳一、夹钳二作用在捆带上的力增加，直至两侧夹钳将捆带铲起，并沿着夹钳前端燕尾槽斜面进入到燕尾槽内部卡住，此时气缸一的压力进一步升高，夹钳一被捆带和夹钳二固定住无法继续移动；[0019]s6、安装在夹钳一上的气弹簧开始压缩，气缸一缸体继续带动剪刀向捆带移动将捆带剪断。[0020]所述卷捆带回收步骤为：[0021]s1、机械人本体带动拆捆带端部执行器上的夹钳一和夹钳二夹持下的捆带移动到捆带回收机构上方；[0022]s2、气缸二有杆腔通气，在气缸二的驱动下，连接板、卷曲箱体升起一定高度，压轮一、压轮二与压轮三之间出现一定的空隙；[0023]s3、机械人本体将捆带放置三个压轮之间的空隙和导向架内，气缸一有杆腔通气，夹钳一、夹钳二、剪刀回位，将捆带释放；[0024]s4、机械人本体回到原位，气缸二有杆腔通气，压轮一、压轮二与压轮三压紧捆带；[0025]s5、电机通电，带动压轮一、压轮二、压轮三转动，捆带卷曲成螺旋形，由于捆带卷曲半径不变，所以捆带自动扣紧，卷曲成型的捆带从导料器滑出，从而完成一个钢卷捆带拆除和回收循环。[0026]本发明的技术效果和优点：[0027]1、本发明中，在拆捆带端部执行器的作用下，将捆带定位在两个夹钳之间的任意位置即可，降低了对拆捆带端部执行器定位和运动轨迹的严格要求，同时铲起捆带时，捆带两侧同时被铲起，拆捆带端部执行器均匀受力，不会承受过大的扭矩作用。[0028]2、本发明中，在拆捆带端部执行器的作用下，夹钳端部的燕尾槽设计也可以准确定位被铲起捆带的位置，以适应捆带松紧度的变化，与剪刀一侧的夹钳采用气弹簧，可以实现捆带先夹紧再剪切的动作，这样气缸一次动作即可完成夹紧后，再剪切的过程，提高了工作效率。[0029]3、本发明中，在捆带回收机构的作用下，捆带回收装置采用上下布置的三个压轮对捆带进行卷曲，捆带卷曲形状一致，并且占用空间小。[0030]4、本发明中，在捆带回收机构的作用下，通过控制三个压轮之间的相对位置可以控制捆带卷曲的半径，由于捆带变形较为平缓损伤不大，这样捆带可以回收利用。附图说明[0031]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。[0032]图1是本发明的主视图；[0033]图2是本发明的拆捆带端部执行器结构示意图；[0034]图3是本发明的捆带回收机构结构示意图；[0035]图4是本发明的捆带回收机构后端面结构示意图；[0036]图5是本发明的捆带回收机构后端面部分结构示意图。[0037]图中标号：1、机械人本体；2、拆捆带端部执行器；201、壳体；202、气缸一；203、夹钳一；204、销轴；205、顶杆；206、限位螺钉；207、夹钳二；208、导杆一；209、直线导轨一；2010、剪刀；2011、导杆二；2012、导向杆；2013、气弹簧；3、捆带回收机构；301、支架；302、电机；303、主动链轮；304、导向架；305、气缸二；306、直线导轨二；307、卷曲箱体；308、连接板；309、链轮一；3010、链轮二；3011、链轮七；3012、链轮三；3013、链轮四；3014、链轮五；3015、链轮六；3016、导料器；3017、压轮一；3018、压轮二；3019、压轮三。具体实施方式[0038]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。[0039]如图1-图5所示，一种机械人钢卷捆带拆除和回收装置，包括有机械人本体1，机械人本体1一侧安装有拆捆带端部执行器2，拆捆带端部执行器2内不包括有与机械人本体1一端固定连接的壳体201，且壳体201内壁一侧固定连接有直线导轨一209，直线导轨一209滑块1与气缸一202固定连接，气缸一202的一端固定连接有导杆二2011，且导杆二2011另一端固定连接有剪刀2010，导向杆2012与壳体固定，且导向杆2012表面活动套接有夹钳一203与夹钳二207，导向杆对夹钳一203与夹钳二207起导向作用夹钳一203一端固定连接有气弹簧2013，且夹钳一203与气弹簧2013之间套接插设有销轴204，气弹簧2013一端固定连接有顶杆205，且顶杆205与夹钳一203相连接，销轴204内卡合连接有限位螺钉206，气弹簧2013缸体与气缸一202缸体固定连接，气缸一202的缸杆端部与导杆一208固定连接，且导杆一208与夹钳二207固定连接，机械人本体1一侧安装有捆带回收机构3，剪刀2010与直线导轨一209的滑块2固定连接，销轴204圆心重合处开设有圆弧槽，销轴204与限位螺钉206活动连接，夹钳一203、夹钳二207、剪刀2010均采用穿有弹簧的导杆与气缸一202连接，夹钳一203和夹钳二207前端均设计成燕尾槽形，夹钳一203通过气弹簧2013与气缸一202缸体固定，剪刀2010与气缸一202缸体固定，夹钳二207与气缸一202缸杆固定，保留了在其竖直方向上的一个移动自由度，这样当拆捆带端部执行器压到钢卷上时有一定的缓冲，同时也保证其可以适应于钢卷圆弧面的变化，使其更好的贴合，当两个夹钳相向运动时，燕尾槽下面的尖角逐渐压入到钢卷与捆带之间的缝隙中，随着两个夹钳的进一步运动，捆带就会沿着燕尾槽的斜面被逐渐铲起，并最终被固定在燕尾槽内，由于气缸缸体和缸杆均可以沿直线导轨运动，所以只需要将捆带放到两个夹钳之间即可，当气缸一202有杆腔通气时，两个夹钳均向中间移动，最先与捆带接触的夹钳即固定，另一个夹钳则继续向捆带移动，这样不需要特别精准定位捆带位置即可，由于气弹簧2013的存在可以使气缸一202的一次运动即可完成先将捆带夹紧到一定力之后再进行剪切。[0040]如图3-图5所示，捆带回收机构3内部包括有支架301，且支架301顶端一侧固定连接有电机302，支架301顶端另一侧固定连接有导向架304，且支架301顶端安装有气缸二305，气缸二305一端固定连接有连接板308，且连接板308底端固定连接有直线导轨二306，并且直线导轨二306与支架301固定连接，连接板308另一端固定链接有卷曲箱体307，主动链轮303安装在电机302的输出轴上，链轮一309、链轮二3010安装在卷曲箱体307内，主动链轮303通过链条驱动链轮六3015、链轮一309、链轮二3010、链轮三3012、链轮四3013、链轮五3014，链轮六3015为双排链轮，这里说另一链轮通过链条驱动链轮七3011，支架301的后端固定连接有导料器3016，链轮一309前端面固定安装有压轮一3017，链轮二3010前端面固定连接有压轮二3018，链轮三3012前端面固定连接有压轮三3019。[0041]一种机械人钢卷捆带拆除和回收装置的使用方法，包括钢卷捆带拆除和卷捆带回收，钢卷捆带拆除步骤为：[0042]s1、机械人本体1带动拆捆带端部执行器2到达钢卷上方，并通过壳体201上面的传感器检测捆带位置后，拆捆带端部执行器定位到使捆带在夹钳一203和夹钳二207之间的某一位置；[0043]s2、拆捆带端部执行器逐渐下降直至夹钳一203、夹钳二207与钢卷上面接触，此时夹钳一203绕销轴204摆动一定角度，夹钳二207沿导杆一208轴线移动一定距离，剪刀2010沿导杆二2011轴线移动一定距离，保证夹钳一203、夹钳二207与钢卷表面更好的贴合；[0044]s3、气缸一202有杆腔通气，气缸一202气缸杆缩回，气缸杆带动夹钳一203移动；[0045]s4、气缸一202缸体带动夹钳一203和剪刀2010移动，气缸一202缸杆带动夹钳二207移动，当一侧夹钳与捆带接触时停止移动，另一侧继续向捆带移动，直到两侧均与捆带接触；[0046]s5、气缸一202内压力升高，从而使夹钳一203、夹钳二207作用在捆带上的力增加，直至两侧夹钳将捆带铲起，并沿着夹钳前端燕尾槽斜面进入到燕尾槽内部卡住，此时气缸一202的压力进一步升高，夹钳一203被捆带和夹钳二207固定住无法继续移动；[0047]s6、安装在夹钳一203上的气弹簧2013开始压缩，气缸一202缸体继续带动剪刀2010向捆带移动将捆带剪断。[0048]卷捆带回收步骤为：[0049]s1、机械人本体1带动拆捆带端部执行器上的夹钳一203和夹钳二207夹持下的捆带移动到捆带捆带回收机构3上方；[0050]s2、气缸二305有杆腔通气，在气缸二305的驱动下，连接板308、卷曲箱体307升起一定高度，压轮一3017、压轮二3018与压轮三3019之间出现一定的空隙；[0051]s3、机械人本体1将捆带放置到三个压轮之间的空隙和导向架304内，气缸一202有杆腔通气，夹钳一203、夹钳二207、剪刀2010回位，将捆带释放；[0052]s4、机械人本体1回到原位，气缸二305有杆腔通气，压轮一3017、压轮二3018与压轮三3019压紧捆带；[0053]s5、电机302通电，带动压轮一3017、压轮二3018、压轮三3019转动，捆带卷曲成螺旋形，由于捆带卷曲半径不变，所以捆带自动扣紧，卷曲成型的捆带从导料器3016滑出，从而完成一个钢卷捆带拆除和回收循环。[0054]为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。[0055]本发明工作原理：在使用时，机械人本体1带动拆捆带端部执行器2到达钢卷上方，并通过壳体201上面的传感器检测捆带位置后，拆捆带端部执行器定位到使捆带在夹钳一203和夹钳二207之间的某一位置，并逐渐下降直至夹钳一203、夹钳二207与钢卷上面接触，此时夹钳一203绕销轴204摆动一定角度，夹钳二207沿导杆一208轴线移动一定距离，剪刀2010沿导杆二2011轴线移动一定距离，保证夹钳一203、夹钳二207与钢卷表面更好的贴合，气缸一202有杆腔通气，气缸一202气缸杆缩回，，气缸缸体带动夹钳一203和剪刀2010移动，气缸缸杆带动夹钳二207移动，当一侧夹钳与捆带接触时停止移动，另一侧继续向捆带移动，直到两侧均与捆带接触，此时气缸一202内压力升高，从而使夹钳一203、夹钳二207作用在捆带上的力增加，直至两侧夹钳将捆带铲起，并沿着夹钳前端燕尾槽斜面进入到燕尾槽内部卡住，此时气缸一202的压力进一步升高，夹钳一203、夹钳二207被捆带固定住无法继续移动，此时安装在夹钳一203上的气弹簧2013开始压缩，气缸一202缸体继续带动剪刀2010向捆带移动将捆带剪断，机械人本体1带动拆捆带端部执行器上的夹钳一203和夹钳二207夹持下的捆带移动到捆带捆带回收机构3上方，气缸二305有杆腔通气，在气缸二305的驱动下，连接板308、卷曲箱体307升起一定高度，压轮一3017、压轮二3018与压轮三3019之间出现一定的空隙，机械人本体1将捆带放置到三个压轮之间的空隙和导向架304内，气缸一202有杆腔通气，夹钳一203、夹钳二207、剪刀2010回位，将捆带释放，机械人本体1回到原位，气缸二305有杆腔通气，压轮一3017、压轮二3018与压轮三3019压紧捆带，电机302通电，带动压轮一3017、压轮二3018、压轮三3019转动，捆带卷曲成螺旋形，由于捆带卷曲半径不变，所以捆带自动扣紧，卷曲成型的捆带从导料器3016滑出，从而完成一个钢卷捆带拆除和回收循环。[0056]以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。