阀口袋自动上袋机器人系统设计研究

陈燕明，李雪梅，董龙刚，朱召阳

（桂林电子科技大学机电工程学院，广西 桂林 541004）

1 引言

近年来，我国粉体工业发展势头迅猛，尤其是超细粉体具有众多优异性能，使得粉体的应用领域不断扩大[1-2]，这对粉体包装技术也提出了更高的要求。粉体包装中常选用阀口袋[3]作为包装用袋。阀口袋有糊合阀口袋和缝合阀口袋之分[3-4]。目前，在粉体包装中，缝合阀口袋包装在水泥、矿粉等粉体的包装中被普遍使用，其半自动化包装线已经获得了较广泛地应用，可自动完成粉料的充填、计量、码垛等，但在阀口袋的上袋环节却尚未实现自动化[5]，如图1 所示。因上袋时需要将叠压成扁平状态的软质阀口袋的阀口张开，再准确套至充填机的出料管上，现有自动上袋装置[6-7]多采用传统的机械结构设计来实现，柔性差且故障率较高，难以广泛地应用。人工上袋不仅劳动强度大、效率低，而且现场装袋工人不可避免地暴露在现场的粉尘中，遭受粉尘污染危害[8]，上袋作业场所已成国家安监局职业健康执法监控重点范围[9]。

图1 阀口袋人工上袋作业Fig.1 Manual Bagging Operation of Valved Sack

与此同时，机器人技术也越来越多地应用到包装问题的解决中来[10]。在粉体包装过程中，将成熟的商品化工业机器人和机器视觉系统集成到上袋系统中来，由视觉引导带有上袋末端执行器的工业机器人完成阀口袋的定位、拾取、夹紧、开袋、套袋等一系列上袋工序，从而较大幅度地简化系统机械结构并提高系统柔性，已成为实现阀口袋自动上袋的可行解决方案之一。……