摘 要：為了降低卷煙碼垛機(jī)器人的故障率，并減少設(shè)備維護(hù)量和降低備件成本，對煙箱吸取裝置改造，包括負(fù)壓管路和吸盤，還包括負(fù)壓電磁閥，所述負(fù)壓管路與所述負(fù)壓電磁閥的輸出口相接，所述負(fù)壓電磁閥的輸入口與所述吸盤通過管路相接，所述負(fù)壓電磁閥的排氣口與大氣相通。將負(fù)壓直接接入負(fù)壓電磁閥來實(shí)現(xiàn)對煙箱的吸取和放置，利用負(fù)壓電磁閥直接控制吸盤的負(fù)壓，相比于原有的煙箱吸取機(jī)構(gòu)中的真空發(fā)生器，負(fù)壓電磁閥內(nèi)部的氣路結(jié)構(gòu)更為簡單，通路較大，不易積塵，氣路更為暢通，可靠性也更高。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人 真空發(fā)生器 負(fù)壓電磁閥

中圖分類號：TP242.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0010-01

機(jī)器人普遍應(yīng)用于煙草、食品、機(jī)械等行業(yè)，特別在自動化物流系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，機(jī)器人自動搬運(yùn)、碼垛系統(tǒng)主要由搬運(yùn)機(jī)器人、工件自動識別系統(tǒng)、自動啟動裝置、自動傳輸裝置等組成，適合于工件自動搬運(yùn)、碼垛的場合，尤其適合于自動化程度較高的流水線等工業(yè)場合，提高生產(chǎn)效率和自動化程度。我公司使用的碼垛機(jī)器人是成品庫自動化物流系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，主要用途是實(shí)現(xiàn)對煙箱的抓取和放置，將上游不同牌號煙箱依次堆放在相應(yīng)的木托盤上，形成24件煙為一垛的整托盤，再通過相關(guān)設(shè)備輸送至高架庫存放。

1 機(jī)器人組成及工作原理

機(jī)器人由控制柜和本體組成，其中本體由六個關(guān)節(jié)軸組成，分別由六臺伺服交流電機(jī)控制，第六關(guān)節(jié)軸帶動煙箱吸取裝置。

煙箱吸取裝置工作原理如圖1所示，高壓空氣通過氣管1進(jìn)入煙箱吸取裝置，經(jīng)過真空發(fā)生器2，在吸盤3上產(chǎn)生負(fù)壓，利用負(fù)壓原理實(shí)現(xiàn)對煙箱4的抓取和放置。

2 存在問題

真空發(fā)生器內(nèi)有一真空開關(guān)負(fù)責(zé)檢測負(fù)壓的大小，當(dāng)負(fù)壓大于或等于其設(shè)定值時，機(jī)器人可正常工作，若負(fù)壓低于其設(shè)定值時，機(jī)器人報“真空無法建立”故障，且停止工作。由于真空發(fā)生器的內(nèi)部氣路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且通路小，通路容易積塵，造成氣路不暢通，產(chǎn)生負(fù)壓值可能會低于真空開關(guān)設(shè)定值，導(dǎo)致無法吸取煙箱而停止工作。

另外，在煙箱吸取裝置運(yùn)行的過程中還存在掉煙、打煙現(xiàn)象，故障率高；真空發(fā)生器需要經(jīng)常要拆下清洗，但是清洗后效果較差，因此經(jīng)常要更換新的真空發(fā)生器，維護(hù)量大，并且造成備件成本增加。

3 改造措施

為改造后煙箱吸取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，煙箱吸取裝置包括負(fù)壓管路7和吸盤3，還包括負(fù)壓電磁閥5，負(fù)壓管路7與負(fù)壓電磁閥5的輸出口A相接，負(fù)壓電磁閥5的輸入口P與吸盤3通過管路相接，負(fù)壓電磁閥5的排氣口R與大氣相通。其中負(fù)壓電磁閥5可采用常斷型二位三通電磁閥。

該煙箱吸取裝置的工作原理為：將負(fù)壓通過負(fù)壓管路接入負(fù)壓電磁閥的A口，而P口經(jīng)管路與吸盤連接，R口直接與大氣通。當(dāng)煙箱吸取裝置處于非工作狀態(tài)時，負(fù)壓電磁閥中的P口和A口是斷開的，負(fù)壓直接經(jīng)過A口、R口通到大氣；而當(dāng)工作時，負(fù)壓電磁閥獲得電壓信號，電磁力會克服復(fù)位彈簧力使閥芯向左移動，此時P口與A口相通，并封住R口，吸盤產(chǎn)生負(fù)壓，實(shí)現(xiàn)煙箱吸取。一旦負(fù)壓電磁閥的電壓信號被切斷，在閥芯復(fù)位彈簧力的作用下，閥芯向右移動，P口負(fù)壓被切斷，A口與R口相通，吸盤負(fù)壓消失，實(shí)現(xiàn)煙箱放置。

考慮到煙箱吸取裝置中可能會出現(xiàn)負(fù)壓不夠的情況，可能導(dǎo)致安全事故或者生產(chǎn)中斷等情況，因此還可以在負(fù)壓電磁閥的輸入口與吸盤之間的管路上還設(shè)有負(fù)壓檢測器6，該負(fù)壓檢測器6對管路中的負(fù)壓大小進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到負(fù)壓達(dá)不到規(guī)定閾值時，可以觸發(fā)故障報警。

另外，負(fù)壓電磁閥可以連接至少一個吸盤，每個負(fù)壓電磁閥分別連接有三個吸盤，由于負(fù)壓產(chǎn)生的方式以及負(fù)壓電磁閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此即使連接多個吸盤，仍能確保每個吸盤以足夠的負(fù)壓來吸取煙箱。

4 結(jié)論

（1）負(fù)壓指的是從管路中抽取氣體來形成負(fù)壓的過程，已標(biāo)出氣體的實(shí)際流向，這種方式不同于現(xiàn)有技術(shù)中的通過通入高壓氣體來形成真空，而是直接從管路中抽氣來形成負(fù)壓。這種負(fù)壓形成的氣路結(jié)構(gòu)相比于真空發(fā)生器的結(jié)構(gòu)來說比較簡單，且通路較大，不容易積塵，氣路比較暢通，可靠性也較高。

（2）煙箱吸取裝置中所采用的負(fù)壓電磁閥由于上述特點(diǎn)，因此不需要經(jīng)常性的更換，只需要進(jìn)行簡單清潔，清潔效果也比較好。

（3）在成本方面，煙箱吸取裝置所采用的負(fù)壓電磁閥等元件價格較為便宜，且不需經(jīng)常更換，因此成本低廉，便于推廣。

參考文獻(xiàn)

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