本發(fā)明涉及一種基于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)拆箱系統(tǒng)，屬于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
目前，在工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用中，很多工廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)商品自動(dòng)打包封箱的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用，但在實(shí)際生產(chǎn)中，很多時(shí)候需要將用紙箱封裝好的物品從紙箱中取出來(lái)以便進(jìn)行下一道工序。對(duì)于切割封箱帶、打開(kāi)箱蓋以及將箱內(nèi)物體取出這些工序，如果使用專用的機(jī)構(gòu)完成這項(xiàng)作業(yè)能夠在最大程度上實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化，拆箱系統(tǒng)是生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，其質(zhì)量直接影響到生產(chǎn)效率。但是目前市場(chǎng)上的拆箱系統(tǒng)基本是在多個(gè)工位實(shí)現(xiàn)該功能，工位多，占地面積大，生產(chǎn)效率低；還有許多生產(chǎn)中使用人工拆箱，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于優(yōu)化現(xiàn)有拆箱系統(tǒng)的多工位效率低的問(wèn)題，而提供一種基于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)拆箱系統(tǒng)，用于工業(yè)化生產(chǎn)中對(duì)使用封箱帶封裝的紙箱實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)拆封并且取出箱內(nèi)物品的功能。為解決上述技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的構(gòu)思是：將拆箱的各個(gè)工序分配到一個(gè)長(zhǎng)方體型材框架的不同面上，先實(shí)現(xiàn)切割側(cè)面的封箱帶的功能，然后是切割正上面的主封箱帶，接著用真空吸盤將箱蓋打開(kāi)，最后使用滾珠絲杠將箱內(nèi)物品取出。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種基于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)拆箱系統(tǒng)，包括主體框架，兩個(gè)側(cè)面割刀裝置、一個(gè)主割刀裝置、四個(gè)翻蓋機(jī)構(gòu)和一個(gè)升降取物裝置，所述側(cè)面割刀裝置安裝在主體框架前面的兩側(cè)，所述主割刀裝置安裝在主體框架前面的頂部，所述翻蓋機(jī)構(gòu)對(duì)稱安裝于主體框架的底部，所述升降取物裝置安裝于主體框架的后部。所述主體框架包括四個(gè)第一個(gè)豎架、兩個(gè)第一橫梁、兩個(gè)第二橫梁、四個(gè)第二豎架、兩個(gè)第三橫梁、一個(gè)第四橫梁、四個(gè)第五橫梁；所述兩個(gè)第一橫梁和兩個(gè)第二橫梁交替垂直固定成一個(gè)長(zhǎng)方形框架，其四角的下部固定四個(gè)第一個(gè)豎架，四角的上部固定四個(gè)第二豎架，在四個(gè)第二豎架的頂部固定由四個(gè)第五橫梁組成的長(zhǎng)方形框架，一個(gè)第四橫梁固定在第二橫梁上面的兩根第二豎架的中部，兩個(gè)第三橫梁固定在第四橫梁的上下兩側(cè)，一個(gè)法蘭盤固定在兩個(gè)第三橫梁和第四橫梁上。所述側(cè)面割刀裝置包括安裝在與法蘭盤相對(duì)面的第二豎架上的U型支架、第一支架和第二支架構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定三腳架，第三支架連接在兩個(gè)第二支架上加強(qiáng)穩(wěn)定三腳架的連接，直線導(dǎo)軌安裝在第二支架上，滑板安裝在直線導(dǎo)軌上，固定架安裝在滑板上，兩個(gè)第一彈簧安裝在固定架的兩個(gè)桿上，第一無(wú)桿氣缸通過(guò)兩個(gè)L型支架固定在固定架上，第一擺動(dòng)氣缸通過(guò)第四支架安裝在第一無(wú)桿氣缸上，第一刀架安裝在第一擺動(dòng)氣缸上，第一標(biāo)準(zhǔn)氣缸一端通過(guò)第五支架固定在第二豎架，另一端通過(guò)第一氣缸連接件和第六支架固定在滑板上。所述主割刀裝置包括第一薄板和第二薄板焊接在第二橫梁上，兩個(gè)加強(qiáng)板通過(guò)螺釘固定在第二薄板上，兩個(gè)連接板通過(guò)螺釘連接在兩個(gè)加強(qiáng)板上，第二無(wú)桿氣缸通過(guò)兩個(gè)支架固定在兩個(gè)連接板上，第二擺動(dòng)氣缸通過(guò)第七支架安裝在第二無(wú)桿氣缸上，第二刀架通過(guò)螺釘固定在第二擺動(dòng)氣缸上。所述翻蓋機(jī)構(gòu)包括第一橫桿通過(guò)兩個(gè)第一軸承安裝在兩個(gè)第一豎架上，搖臂焊接在第一橫桿上，氣缸附件一通過(guò)搖臂上的孔用銷釘連接，氣缸連接件一兩端分別與氣缸附件一和第二標(biāo)準(zhǔn)氣缸連接，第八支架與氣缸連接件一的耳軸相連，第八支架固定在固定支架上，固定支架連接到第一橫梁或者第二橫梁上，第二標(biāo)準(zhǔn)氣缸的另一端通過(guò)氣缸連接件二與氣缸附件二相連，氣缸附件二焊接在固定支架上；兩套第一哈佛結(jié)構(gòu)一、兩套第二哈佛結(jié)構(gòu)二焊接在第一旋轉(zhuǎn)軸上，分別布置在搖臂兩端，裝有第二彈簧的套筒與哈佛結(jié)構(gòu)二通過(guò)螺釘連接，滑桿通過(guò)套筒蓋與套筒連接，連接塊焊接在滑桿上，帶座軸承通過(guò)螺釘固定在連接塊上，第二旋轉(zhuǎn)軸兩端連接到兩個(gè)帶座軸承上，兩套第二哈佛結(jié)構(gòu)一、兩套第二哈佛結(jié)構(gòu)二焊接到第二旋轉(zhuǎn)軸上，兩個(gè)真空吸盤通過(guò)真空吸盤連接件固定到第二哈佛結(jié)構(gòu)二上，兩個(gè)扭簧通過(guò)帶座軸承和連接在第二旋轉(zhuǎn)軸上的銷釘固定。所述升降取物裝置包括吊架第一固定橫梁與兩個(gè)吊架支架焊接，兩個(gè)加強(qiáng)架通過(guò)第一墊板與吊架支架用螺釘連接，加強(qiáng)架和吊架第一固定橫梁通過(guò)第二墊板和第三墊板與兩個(gè)第五橫梁通過(guò)螺釘連接；兩個(gè)導(dǎo)軌墊板支架一端通過(guò)墊塊與吊架第一固定橫梁用螺釘固定，另一端與吊架第二固定橫梁焊接，吊架第二固定橫梁通過(guò)兩個(gè)墊塊與兩個(gè)第一橫梁用螺釘固定，兩個(gè)導(dǎo)軌墊板焊接在兩個(gè)導(dǎo)軌墊板支架上；電機(jī)固定架通過(guò)螺釘與兩個(gè)導(dǎo)軌墊板支架連接，L型支架墊板焊接在電機(jī)固定架上，L型支架一端與電機(jī)通過(guò)螺釘連接，另一端與L型支架墊板通過(guò)螺釘連接，聯(lián)軸器一端與電機(jī)連接，另一端與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠一端與第一軸承支撐單元連接，第一軸承支撐單元與軸承墊板通過(guò)螺釘連接，軸承墊板焊接在軸承固定架一上，滾珠絲杠另一端與第二軸承支撐單元連接，第二軸承支撐單元與軸承固定架二通過(guò)螺釘連接，軸承固定架一和軸承固定架二與兩個(gè)導(dǎo)軌墊板支架通過(guò)螺釘連接，滾珠絲杠的絲杠螺母通過(guò)連接器與工作臺(tái)連接，兩個(gè)導(dǎo)軌支架與兩個(gè)導(dǎo)軌墊板通過(guò)螺釘連接，直線導(dǎo)軌安裝在兩個(gè)導(dǎo)軌支架上，工作臺(tái)兩端與直線導(dǎo)軌通過(guò)螺釘連接，兩個(gè)吸盤吊架通過(guò)螺釘與吸盤吊架墊板連接，兩個(gè)吸盤吊架墊板焊接在工作臺(tái)上，小孔吸盤安裝在兩個(gè)吸盤吊架上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下突出實(shí)質(zhì)特征點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明集拆箱工序和取物的所有過(guò)程在一個(gè)工位上，大大提高了生產(chǎn)效率，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，代替人做重復(fù)、單調(diào)的工作，提高效率，節(jié)約資源，使操作人員處于比較安全和省力的地位，并且節(jié)省了大量時(shí)間，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。附圖說(shuō)明圖1是一種基于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)拆箱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2是整體使用的型材框架結(jié)構(gòu)總圖。圖3是側(cè)面割刀裝置示意圖。圖4是側(cè)面割刀裝置示意圖。圖5是主割刀裝置示意圖。圖6是翻蓋機(jī)構(gòu)裝置示意圖。圖7是翻蓋機(jī)構(gòu)的套筒示意圖。圖8是取物機(jī)構(gòu)的裝置示意圖。圖9是取物機(jī)構(gòu)的裝置示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施做進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示，一種基于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)拆箱系統(tǒng)，包括主體框架1，兩個(gè)側(cè)面割刀裝置2、一個(gè)主割刀裝置3、四個(gè)翻蓋機(jī)構(gòu)4和一個(gè)升降取物裝置5，所述側(cè)面割刀裝置2安裝在主體框架1前面的兩側(cè)，所述主割刀裝置3安裝在主體框架1前面的頂部，所述翻蓋機(jī)構(gòu)4對(duì)稱安裝于主體框架1的底部，所述升降取物裝置5安裝于主體框架1的后部。如圖2所示，所述主體框架1包括四個(gè)第一個(gè)豎架10、兩個(gè)第一橫梁11、兩個(gè)第二橫梁12、四個(gè)第二豎架9、兩個(gè)第三橫梁7、一個(gè)第四橫梁8、四個(gè)第五橫梁13；所述兩個(gè)第一橫梁11和兩個(gè)第二橫梁12交替垂直固定成一個(gè)長(zhǎng)方形框架，其四角的下部固定四個(gè)第一個(gè)豎架10，四角的上部固定四個(gè)第二豎架9，在四個(gè)第二豎架9的頂部固定由四個(gè)第五橫梁13組成的長(zhǎng)方形框架，一個(gè)第四橫梁8固定在第二橫梁12上面的兩根第二豎架9的中部，兩個(gè)第三橫梁7固定在第四橫梁8的上下兩側(cè)，一個(gè)法蘭盤6固定在兩個(gè)第三橫梁7和第四橫梁8上。如圖3和圖4所示，所述側(cè)面割刀裝置2包括安裝在與法蘭盤6相對(duì)面的第二豎架9上的U型支架31、第一支架25和第二支架26構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定三腳架，第三支架27連接在兩個(gè)第二支架26上加強(qiáng)穩(wěn)定三腳架的連接，直線導(dǎo)軌24安裝在第二支架26上，滑板16安裝在直線導(dǎo)軌24上，固定架17安裝在滑板16上，兩個(gè)第一彈簧23安裝在固定架17的兩個(gè)桿上，第一無(wú)桿氣缸19通過(guò)兩個(gè)L型支架18固定在固定架17上，第一擺動(dòng)氣缸22通過(guò)第四支架20安裝在第一無(wú)桿氣缸19上，第一刀架21安裝在第一擺動(dòng)氣缸22上，第一標(biāo)準(zhǔn)氣缸15一端通過(guò)第五支架30固定在第二豎架9，另一端通過(guò)第一氣缸連接件29和第六支架28固定在滑板16上。如圖5所示，所述主割刀裝置3包括主割刀裝置3包括第一薄板32和第二薄板33焊接在第二橫梁12上，兩個(gè)加強(qiáng)板34通過(guò)螺釘固定在第二薄板33上，兩個(gè)連接板35通過(guò)螺釘連接在兩個(gè)加強(qiáng)板34上，第二無(wú)桿氣缸37通過(guò)兩個(gè)支架36固定在兩個(gè)連接板35上，第二擺動(dòng)氣缸39通過(guò)第七支架40安裝在第二無(wú)桿氣缸37上，第二刀架38通過(guò)螺釘固定在第二擺動(dòng)氣缸39上。如圖6和圖7所示，所述翻蓋機(jī)構(gòu)4包括第一旋轉(zhuǎn)軸50通過(guò)兩個(gè)第一軸承49安裝在兩個(gè)第一豎架10上，搖臂48焊接在第一旋轉(zhuǎn)軸50上，氣缸附件一46通過(guò)搖臂48上的孔用銷釘連接，氣缸連接件一45兩端分別與氣缸附件一46和第二標(biāo)準(zhǔn)氣缸44連接，第八支架47與氣缸連接件一45的耳軸相連，第八支架47固定在固定支架41上，固定支架41連接到第一橫梁11或者第二橫梁12上，第二標(biāo)準(zhǔn)氣缸44的另一端通過(guò)氣缸連接件二43與氣缸附件二42相連，氣缸附件二42焊接在固定支架41上；兩套第一哈佛結(jié)構(gòu)一51、兩套第二哈佛結(jié)構(gòu)二52焊接在第一旋轉(zhuǎn)軸50上，分別布置在搖臂48兩端，裝有第二彈簧65的套筒53與哈佛結(jié)構(gòu)二52通過(guò)螺釘連接，滑桿55通過(guò)套筒蓋54與套筒53連接，連接塊56焊接在滑桿55上，帶座軸承57通過(guò)螺釘固定在連接塊56上，第二旋轉(zhuǎn)軸58兩端連接到兩個(gè)帶座軸承57上，兩套第二哈佛結(jié)構(gòu)一59、兩套第二哈佛結(jié)構(gòu)二62焊接到第二旋轉(zhuǎn)軸58上，兩個(gè)真空吸盤64通過(guò)真空吸盤連接件63固定到第二哈佛結(jié)構(gòu)二62上，兩個(gè)扭簧61通過(guò)帶座軸承57和連接在第二旋轉(zhuǎn)軸58上的銷釘60固定。如圖8和圖9所示，所述升降取物裝置5包括吊架第一固定橫梁71與兩個(gè)吊架支架70焊接，兩個(gè)加強(qiáng)架67通過(guò)第一墊板69與吊架支架70用螺釘連接，加強(qiáng)架67和吊架第一固定橫梁71通過(guò)第二墊板66和第三墊板68與兩個(gè)第五橫梁13通過(guò)螺釘連接；兩個(gè)導(dǎo)軌墊板支架78一端通過(guò)墊塊90與吊架第一固定橫梁71用螺釘固定，另一端與吊架第二固定橫梁87焊接，吊架第二固定橫梁87通過(guò)兩個(gè)墊塊88與兩個(gè)第一橫梁11用螺釘固定，兩個(gè)導(dǎo)軌墊板72焊接在兩個(gè)導(dǎo)軌墊板支架78上；電機(jī)固定架89通過(guò)螺釘與兩個(gè)導(dǎo)軌墊板支架78連接，L型支架墊板73焊接在電機(jī)固定架89上，L型支架75一端與電機(jī)74通過(guò)螺釘連接，另一端與L型支架墊板73通過(guò)螺釘連接，聯(lián)軸器91一端與電機(jī)74連接，另一端與滾珠絲杠81連接，滾珠絲杠81一端與第一軸承支撐單元76連接，第一軸承支撐單元76與軸承墊板77通過(guò)螺釘連接，軸承墊板77焊接在軸承固定架一92上，滾珠絲杠81另一端與第二軸承支撐單元95連接，第二軸承支撐單元95與軸承固定架二94通過(guò)螺釘連接（這里軸承支撐單元均配有對(duì)應(yīng)軸承，第二軸承93安裝在第一軸承支撐單元內(nèi)，第二軸承支撐單元同理），軸承固定架一92和軸承固定架二94與兩個(gè)導(dǎo)軌墊板支架78通過(guò)螺釘連接，滾珠絲杠81的絲杠螺母通過(guò)連接器82與工作臺(tái)83連接，兩個(gè)導(dǎo)軌支架79與兩個(gè)導(dǎo)軌墊板72通過(guò)螺釘連接，直線導(dǎo)軌80安裝在兩個(gè)導(dǎo)軌支架79上，工作臺(tái)83兩端與直線導(dǎo)軌80通過(guò)螺釘連接，兩個(gè)吸盤吊架84通過(guò)螺釘與吸盤吊架墊板85連接，兩個(gè)吸盤吊架墊板85焊接在工作臺(tái)83上，小孔吸盤86安裝在兩個(gè)吸盤吊架84上。本發(fā)明裝置的使用過(guò)程如下：切割紙箱兩側(cè)面的封箱帶—切割箱蓋上面的封箱帶—真空吸盤將箱蓋翻開(kāi)成110度—電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠帶動(dòng)小孔吸盤將箱內(nèi)的物品取出。首先，如圖3所示，側(cè)面割刀裝置2切割封箱帶具體過(guò)程為：當(dāng)待作業(yè)的紙箱位于工位上時(shí)，通過(guò)工業(yè)機(jī)器人翻轉(zhuǎn)主體框架1，使側(cè)面割刀裝置2正下對(duì)于箱蓋，第一標(biāo)準(zhǔn)氣缸15通過(guò)滑板16驅(qū)動(dòng)整個(gè)第一無(wú)桿氣缸19和第一擺動(dòng)氣缸22裝置沿著直線導(dǎo)軌24運(yùn)動(dòng)到適合切割側(cè)面封箱帶的位置，第一擺動(dòng)氣缸22安裝有第一刀架21，第一刀架21上裝有美工刀片，這里第一擺動(dòng)氣缸與第一無(wú)桿氣缸通過(guò)第四支架20來(lái)實(shí)現(xiàn)連接固定。第一擺動(dòng)氣缸22旋轉(zhuǎn)90度使刀片轉(zhuǎn)到切割角度，然后第一無(wú)桿氣缸19帶動(dòng)第一擺動(dòng)氣缸22和刀片裝置運(yùn)動(dòng)一端距離實(shí)現(xiàn)切割側(cè)面封箱帶。這里的浮動(dòng)裝置上的第一彈簧23是為了保證紙箱錯(cuò)位時(shí)封箱帶的順利切割。經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程紙箱側(cè)面的封箱帶全被切割開(kāi)來(lái)。其次，圖5主割刀切割主封箱帶具體過(guò)程。接上一步切割側(cè)面之后，工業(yè)機(jī)器人將系統(tǒng)的主割刀裝置3上的刀片正對(duì)于紙箱上面的封箱帶，第二無(wú)桿氣缸37帶動(dòng)第二擺動(dòng)氣缸39以及它上面裝有刀片的第二刀架38運(yùn)動(dòng)一端距離實(shí)現(xiàn)正上方封箱帶的切割。這里擺動(dòng)氣缸與無(wú)桿氣缸通過(guò)第七支架40來(lái)實(shí)現(xiàn)連接固定。然后，圖6打開(kāi)箱蓋的具體過(guò)程。實(shí)質(zhì)是一個(gè)四連桿運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。紙箱有4個(gè)半面的箱蓋，所以這里有4個(gè)翻蓋機(jī)構(gòu)。以下一個(gè)翻蓋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。首先第二標(biāo)準(zhǔn)氣缸44通過(guò)第八支架47和搖臂48連接，搖臂是焊接在第一旋轉(zhuǎn)軸50上的，第一旋轉(zhuǎn)軸安裝有兩個(gè)套筒53，套筒內(nèi)裝有第二彈簧65和滑桿55，滑桿通過(guò)帶座軸承裝有第二旋轉(zhuǎn)軸58，該軸上裝有兩個(gè)真空吸盤64，該軸與帶座軸承之間裝有兩個(gè)扭簧61，扭簧通過(guò)銷釘來(lái)固定。這里的扭簧和彈簧是用來(lái)復(fù)位的。這里當(dāng)真空吸盤吸住箱蓋的時(shí)候，氣缸帶動(dòng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)，搖臂帶動(dòng)套筒和滑桿轉(zhuǎn)動(dòng)，由于力的傳遞，最后第二旋轉(zhuǎn)軸58也帶動(dòng)真空吸盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使箱蓋與初始位置成110度角度。這里的翻蓋機(jī)構(gòu)是成對(duì)使用的，先是一對(duì)翻蓋機(jī)構(gòu)打開(kāi)外部的箱蓋，接著另外一對(duì)翻開(kāi)內(nèi)部的箱蓋，當(dāng)箱內(nèi)的物品被升降裝置取出后，真空吸盤吹氣，翻蓋過(guò)程結(jié)束。最后，如圖8所示為升降取物裝置的具體過(guò)程。當(dāng)翻蓋機(jī)構(gòu)將四個(gè)箱蓋全部打開(kāi)之后，電機(jī)74驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠81運(yùn)動(dòng)，滾珠絲杠通過(guò)一個(gè)連接器82帶動(dòng)工作臺(tái)83上下運(yùn)動(dòng)，為保證工作臺(tái)的順利運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)還須安裝在兩個(gè)直線導(dǎo)軌80上，工作臺(tái)通過(guò)兩個(gè)吸盤吊架84和小孔吸盤86連接。取物過(guò)程如下：小孔吸盤在上面一系列的機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下，先向下運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)碰觸到箱內(nèi)的物體，然后小孔吸盤抓取物體，然后小孔吸盤在滾珠絲杠的帶動(dòng)下上升實(shí)現(xiàn)取物的功能，當(dāng)將箱內(nèi)物品提升至紙箱的高度，此時(shí)翻蓋機(jī)構(gòu)停止工作，等待下一步作業(yè)。