拆碼跺機(jī)器人負(fù)壓夾具密封方式改造與優(yōu)化

摘要：大多數(shù)煙草工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)通過機(jī)器人完成碼垛入庫和拆垛出庫，實(shí)現(xiàn)了成品卷煙出入庫自動化，在拆碼垛過程中，機(jī)器人大多采用負(fù)壓夾具完成煙箱的吸附和夾取，負(fù)壓夾具由吸盤和負(fù)壓腔體構(gòu)成，為了便于吸盤的更換，吸盤和負(fù)壓腔體之間采用快速螺絲固定，長時間使用后，會出現(xiàn)螺絲松動、空氣泄露，造成負(fù)壓不足，煙箱掉落等問題，通過對負(fù)壓夾具密封方式的改造和優(yōu)化，解決了該類問題，降低了卷煙損失還提高了設(shè)備運(yùn)行效率，具有非常好的推廣價值。

Abstract： Most tobacco industry manufacturers use robots to complete palletizing and destacking， and unstacking and unloading of finished cigarettes. In the process of destacking and stacking， robots mostly use negative pressure fixtures to complete the adsorption and clamping of cigarette boxes. The pressure clamp is composed of a suction cup and a negative pressure cavity. In order to facilitate the replacement of the suction cup， fast screws are used to fix the suction cup and the negative pressure cavity. After long-term use， the screws will loosen and air leaks， resulting in insufficient negative pressure. Problems such as dropping， through the modification and optimization of the sealing method of the negative pressure fixture， solve this type of problem， reduce the loss of cigarettes， and improve the equipment operating efficiency， which has a very good promotion value.

關(guān)鍵詞：負(fù)壓夾具;快速螺絲;拆碼垛機(jī)器人

Key words： negative pressure fixture;quick screws;depalletizing robot

0 ?引言

煙草卷煙企業(yè)的成品卷煙經(jīng)入庫分揀機(jī)分揀后由機(jī)器人進(jìn)行碼垛到托盤上，然后進(jìn)入成品高架庫儲存，出庫時再由機(jī)器人進(jìn)行拆垛，經(jīng)分揀后裝車運(yùn)送到市場，所有的拆垛/碼垛操作都是由機(jī)器人上的負(fù)壓夾具系統(tǒng)通過負(fù)壓吸附煙箱完成的，近段時間經(jīng)常出現(xiàn)由于負(fù)壓夾具系統(tǒng)負(fù)壓不足造成煙箱掉落等問題，掉落的煙箱除了造成條煙損壞外，還增加了操作人員的勞動強(qiáng)度。

1 ?原因分析

拆碼垛機(jī)器人的負(fù)壓夾具系統(tǒng)主要由機(jī)架、小孔多路抗泄漏負(fù)壓吸盤、多級負(fù)壓發(fā)生器、壓力開關(guān)，以及其它附屬的電氣、氣動元器件組成。拆碼垛夾具系統(tǒng)的負(fù)壓由多級負(fù)壓發(fā)生器產(chǎn)生，壓縮空氣經(jīng)過濾器后分流到每一個吸盤的控制電磁閥，電磁閥的出氣端口通過氣管接到多級負(fù)壓發(fā)生器上，機(jī)器人通過對電磁閥的控制來實(shí)現(xiàn)對煙箱的抓取和釋放。壓力開關(guān)檢測吸盤內(nèi)腔的負(fù)壓是否達(dá)到抓取要求，當(dāng)檢測值達(dá)到設(shè)定值時機(jī)器人就可以吸附煙箱了。如圖1所示。

機(jī)器人夾具包括三個多路小孔抗泄漏負(fù)壓海綿吸盤，負(fù)壓吸盤底板與負(fù)壓發(fā)生器采用快擰螺釘連接，

在機(jī)器人工作時，由于機(jī)械手臂快速運(yùn)動的慣性，很容易導(dǎo)致快擰螺釘脫落、負(fù)壓泄露，造成煙箱吸附不足、煙箱掉落。

2 ?改進(jìn)內(nèi)容

為解決上述問題，對吸盤的固定方式進(jìn)行了改造和優(yōu)化，原有的拆碼垛夾具系統(tǒng)包括吸盤底板和吸盤腔體，吸盤腔體內(nèi)設(shè)置有負(fù)壓腔，吸盤底板覆蓋安裝于吸盤腔體外，且負(fù)壓腔朝向吸盤底板的一側(cè)設(shè)置了吸氣口，為了保證吸氣時空氣不能泄露，在吸盤腔體外圍設(shè)置了多個底板安裝孔，吸盤底板也設(shè)置了對應(yīng)的安裝限位孔，腔體安裝孔的橫截面為正多邊形，吸盤底板的安裝孔略大于腔體安裝孔，底板安裝孔和腔體限位孔之間均穿過有快速鎖緊螺絲，鎖緊螺絲的螺桿部依次穿過對應(yīng)的底板安裝孔和腔體限位孔，通過旋轉(zhuǎn)快速螺絲，可以把吸盤底板和吸盤腔體緊密連接在一起，形成密封腔。本次改造在保留了原來的快速螺絲密封功能基礎(chǔ)上，在吸盤腔體后方又增加了一個M5螺母，并將吸盤底板螺絲孔徑擴(kuò)大到允許M5螺絲穿過，安裝時使用長度為70MM的M5的螺釘穿過吸盤海綿底板，然后與吸盤腔體后方的M5螺母對接，將螺絲與螺母擰緊后，即可保證負(fù)壓腔體的密封性。

為了保證負(fù)壓夾具系統(tǒng)使用效果，還要加強(qiáng)日常保養(yǎng)，保養(yǎng)方法如下：

①日常維護(hù)。該夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮周全，在關(guān)鍵部分均采取保護(hù)措施，因此維護(hù)簡單方便，為延長產(chǎn)品使用壽命、減少故障發(fā)生率，建議對設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)，以下為一些日常維護(hù)需注意的環(huán)節(jié)：1）易損件檢查：抽吸面板底部密封海綿由于長期壓縮和摩擦，會逐漸磨損和變形，建議每兩周對海綿進(jìn)行一次檢查，如發(fā)現(xiàn)海綿變形，導(dǎo)致系統(tǒng)真空度大幅下降，須立即更換海綿;2）檢查真空管路：檢查真空管路連接處是否有松動、漏氣的現(xiàn)象出現(xiàn)，本日常維護(hù)建議每兩周進(jìn)行一次;3）清潔吸盤內(nèi)腔：卸下抽吸面板底部快擰螺釘，用壓縮空氣清潔真空腔內(nèi)部灰塵，清潔抽吸面板小孔，檢查微孔有無堵塞，建議每個月進(jìn)行一次。

②常規(guī)檢查。每年徹底檢查一次氣路，檢查氣路連接是否正常，如有需要，需對老化部件進(jìn)行更換處理。

③備件更換。如壓力開關(guān)故障或者電磁閥吸合故障，則需要更換相應(yīng)元件。

3 ?改造效果

措施實(shí)施后，機(jī)器人負(fù)壓夾具系統(tǒng)由于吸盤密封不緊密負(fù)壓泄露造成成品卷煙掉落現(xiàn)象明顯減少，累計(jì)避免了20余萬元的成品卷煙損失，同時設(shè)備運(yùn)行效率每年提高了3.2%。改造后，設(shè)備運(yùn)行順暢，極少發(fā)生該類事故，維修人員無需進(jìn)入機(jī)器人工作區(qū)域，在機(jī)器人吸附的煙箱下面收拾散落的條煙，有效地避免了安全事故的發(fā)生，同時也降低了勞動強(qiáng)度。

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收稿日期：2020年1月11日。

作者簡介：兌幸福（1972-），男，河南鄭州人，本科，工程師，主要從事設(shè)備維修與管理研究工作。