拆碼跺機器人負壓夾具密封方式改造與優化

摘要：大多數煙草工業生產企業通過機器人完成碼垛入庫和拆垛出庫，實現了成品卷煙出入庫自動化，在拆碼垛過程中，機器人大多采用負壓夾具完成煙箱的吸附和夾取，負壓夾具由吸盤和負壓腔體構成，為了便于吸盤的更換，吸盤和負壓腔體之間采用快速螺絲固定，長時間使用后，會出現螺絲松動、空氣泄露，造成負壓不足，煙箱掉落等問題，通過對負壓夾具密封方式的改造和優化，解決了該類問題，降低了卷煙損失還提高了設備運行效率，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.

關鍵詞：負壓夾具;快速螺絲;拆碼垛機器人

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

0 ?引言

煙草卷煙企業的成品卷煙經入庫分揀機分揀后由機器人進行碼垛到托盤上，然后進入成品高架庫儲存，出庫時再由機器人進行拆垛，經分揀后裝車運送到市場，所有的拆垛/碼垛操作都是由機器人上的負壓夾具系統通過負壓吸附煙箱完成的，近段時間經常出現由于負壓夾具系統負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度。

1 ?原因分析

拆碼垛機器人的負壓夾具系統主要由機架、小孔多路抗泄漏負壓吸盤、多級負壓發生器、壓力開關，以及其它附屬的電氣、氣動元器件組成。拆碼垛夾具系統的負壓由多級負壓發生器產生，壓縮空氣經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壓發生器上，機器人通過對電磁閥的控制來實現對煙箱的抓取和釋放。壓力開關檢測吸盤內腔的負壓是否達到抓取要求，當檢測值達到設定值時機器人就可以吸附煙箱了。如圖1所示。

機器人夾具包括三個多路小孔抗泄漏負壓海綿吸盤，負壓吸盤底板與負壓發生器采用快擰螺釘連接，

在機器人工作時，由于機械手臂快速運動的慣性，很容易導致快擰螺釘脫落、負壓泄露，造成煙箱吸附不足、煙箱掉落。

2 ?改進內容

為解決上述問題，對吸盤的固定方式進行了改造和優化，原有的拆碼垛夾具系統包括吸盤底板和吸盤腔體，吸盤腔體內設置有負壓腔，吸盤底板覆蓋安裝于吸盤腔體外，且負壓腔朝向吸盤底板的一側設置了吸氣口，為了保證吸氣時空氣不能泄露，在吸盤腔體外圍設置了多個底板安裝孔，吸盤底板也設置了對應的安裝限位孔，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的底板安裝孔和腔體限位孔，通過旋轉快速螺絲，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，即可保證負壓腔體的密封性。

為了保證負壓夾具系統使用效果，還要加強日常保養，保養方法如下：

①日常維護。該夾具系統設計考慮周全，在關鍵部分均采取保護措施，因此維護簡單方便，為延長產品使用壽命、減少故障發生率，建議對設備進行定期維護，以下為一些日常維護需注意的環節：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行一次檢查，如發現海綿變形，導致系統真空度大幅下降，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、漏氣的現象出現，本日常維護建議每兩周進行一次;3）清潔吸盤內腔：卸下抽吸面板底部快擰螺釘，用壓縮空氣清潔真空腔內部灰塵，清潔抽吸面板小孔，檢查微孔有無堵塞，建議每個月進行一次。

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

③備件更換。如壓力開關故障或者電磁閥吸合故障，則需要更換相應元件。

3 ?改造效果

措施實施后，機器人負壓夾具系統由于吸盤密封不緊密負壓泄露造成成品卷煙掉落現象明顯減少，累計避免了20余萬元的成品卷煙損失，同時設備運行效率每年提高了3.2%。改造后，設備運行順暢，極少發生該類事故，維修人員無需進入機器人工作區域，在機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生，同時也降低了勞動強度。

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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，主要從事設備維修與管理研究工作。