CN105565017A - 纸板码垛装置及纸板码垛机 - Google Patents

纸板码垛装置及纸板码垛机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纸板码垛机及纸板码垛装置，纸板码垛机包括纸板码垛装置、纸板送入机构、托盘送入机构和纸垛送出机构；纸板码垛装置包括：主体框架，主体框架包括外框架和内框架；外框架上位于其一侧设有纸板提升机构，外框架顶梁上设有抓手机构和抓手平移机构，外框架立柱上设有进纸规纸机构；内框架上设有托盘升降送出机构，内框架顶梁上设***垛规纸机构。本发明的纸板码垛机，实现了托盘的自动送入及纸板送入、进纸规纸、提升、抓取、平移、转动、释放、码垛规纸、纸垛下降、纸垛送出的自动化，能将打包后的瓦楞纸板或纸箱整齐地按预定的摆放位置和规则进行码垛，实现了自动化操作，码垛质量好，码垛速度快，节省了人力。

Description

纸板码垛装置及纸板码垛机
技术领域
本发明涉及纸板生产包装设备技术领域，具体涉及对模切打包后的纸板进行码垛的纸板码垛机及其纸板码垛装置。
背景技术
瓦楞纸板因机械强度高能抵受搬运过程中的碰撞和摔跌，被广泛用作纸箱生产的主要原料。生产过程中，由上游的模切机模切及打包机打包后的瓦楞纸板，需要整齐地堆码到托盘上，以便于后续的缠膜运输和存储。目前采取的措施是：打包后的瓦楞纸板或纸箱由人工搬运堆码到托盘上，人工堆码方式存在的问题是：不但劳动强度大，生产效率低，而且难以保证码垛整齐规范，码垛质量差。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种纸板码垛装置，应用于纸板码垛机，替代人工码垛，以降低劳动强度，提高码垛效率和码垛质量。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：纸板码垛装置，包括：主体框架，所述主体框架包括外框架和内框架，所述外框架包括外框架立柱和外框架顶梁，所述内框架包括内框架立柱和内框架顶梁；所述外框架上位于其一侧设有纸板提升机构，所述外框架顶梁上设有抓手机构和抓手平移机构；所述内框架上设有托盘升降送出机构。
利用本发明的纸板码垛装置码垛时，纸板提升机构带动纸板向上提升到预定高度，抓手机构夹紧纸板，纸板提升机构下降复位，抓手平移机构带动抓手机构和纸板移动到位于托盘升降送出机构上的托盘上方预定的位置，抓手机构释放纸板，将纸板摆放到托盘上的指定位置，托盘上每当摆放满一层纸板后，由托盘升降送出机构带动托盘下降一定高度，然后摆放另一层纸板，当整个托盘码垛完成后，托盘升降送出机构下降到预定位置，并将托盘及纸垛送出。本发明的纸板码垛装置替代人工码垛，降低了劳动强度，提高了码垛效率和码垛质量。
以下为对本发明的纸板码垛装置的多项进一步优化设计：
其中，所述纸板提升机构包括由动力装置驱动可升降的货叉。
进一步地，所述货叉为开合式货叉，所述货叉的每一个叉分别连接有货叉开合气缸。送入纸板前，货叉开合气缸控制货叉处于打开状态，便于纸板顺利送入，避免发生干涉；送入纸板后，货叉开合气缸控制货叉收拢，从而将纸板承托在货叉上，便于后续提升。
其中，所述抓手机构包括：夹纸板机构，所述夹纸板机构包括两个相对设置的立式的夹纸板，其中一个夹纸板为固定夹纸板，另一个夹纸板为移动夹纸板，所述移动夹纸板与夹纸板移动气缸的活塞杆连接。由夹纸板移动气缸控制移动夹纸板往复直线运动，与固定夹纸板相配合，实现对纸板的夹紧与松开功能。
进一步地，所述移动夹纸板包括：位于上部的主体夹板和位于下部的L形托板，所述L形托板与所述主体夹板铰接，所述主体夹板的外侧设有竖向的翻转气缸，所述翻转气缸的活塞杆与所述L形托板铰接。针对纸板的特性，对其夹紧力不能太大，否则容易变形；对其夹紧力不能过小，否则容易滑脱，移动夹纸板采用了组合式结构，由于L形托板对纸板起到一定的承托作用，这样，固定夹纸板与移动夹纸板的主体夹板不需太大的夹紧力来夹紧纸板，纸板不易变形，也不会滑脱；由于采用铰接连接及翻转气缸控制方式，抓手机构释放纸板时，翻转气缸动作，L形托板向外翻转，解除对纸板的承托，顺利释放纸板。
进一步地，所述抓手机构还包括：抬落机构和转动机构，所述抬落机构包括活塞杆向下设置的抬落气缸，所述抬落气缸的活塞杆端固接有水平的下支架，所述夹纸板机构设于所述下支架上并位于其下方；所述转动机构包括用于驱动所述夹纸板机构和所述抬落机构整体转动的转动伺服电机。由于设置有抬落机构，释放纸板时，抬落气缸活塞杆伸出，下支架及夹纸板机构下落预定高度，夹纸板机构释放纸板，纸板释放后，抬落气缸活塞杆回缩，下支架及夹纸板机构抬高复位。由于转动伺服电机可以带动夹纸板机构和抬落机构整体转动，码垛时，可以使纸板朝向预定的方位，满足码垛规则要求。
进一步地，所述抓手平移机构包括：设于所述外框架顶梁上的一组纵向直线导轨，设于一组所述纵向直线导轨上的横框架，所述横框架上设有一组横向直线导轨；以及用于驱动所述抓手机构沿所述横向直线导轨平移的横向平移伺服电机，和用于驱动所述横框架沿所述纵向直线导轨平移的纵向平移伺服电机。采用两组直线导轨和两个平移伺服电机实现抓手机构在横向及纵向上的平移，满足码垛需要，平移精度高、速度快。
其中，所述托盘升降送出机构包括：由动力装置驱动可升降的托盘承托机构，所述托盘承托机构包括承托框架，和设于所述承托框架上的自动输送辊道；所述动力装置包括驱动电机和由其驱动的传动链条，所述承托框架与所述传动链条连接。托盘上每当摆放满一层纸板后，驱动电机驱动传动链条带动托盘承托机构下降一定高度，然后摆放另一层纸板；整个托盘码垛完成后，托盘升降送出机构下降到预定位置，自动输送辊道将托盘及整垛纸送出。
其中，所述外框架立柱上设有进纸规纸机构，所述进纸规纸机构与所述纸板提升机构位于外框架的同一侧，所述进纸规纸机构包括立式设置的进纸规纸板，所述进纸规纸板与进纸规纸气缸连接，用于纠正进纸时可能产生的歪斜现象；所述内框架顶梁上的四周设***垛规纸机构，所述码垛规纸机构包括立式设置的码垛规纸板，所述码垛规纸板与码垛规纸气缸连接，用于纠正码垛时可能产生的歪斜现象。
基于一个总的发明构思，本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种纸板码垛机，替代人工，实现自动送料、自动码垛、自动输出纸垛，以降低劳动强度，提高码垛效率和码垛质量。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：纸板码垛机，包括：以上所述的任一项纸板码垛装置、位于所述纸板提升机构下方的纸板送入机构、位于所述外框架另一侧的托盘送入机构、和位于所述外框架再一侧的纸垛送出机构，所述纸板送入机构、托盘送入机构和纸垛送出机构皆包括支撑框架和设于所述支撑框架上的自动输送辊道。自动输送辊道实现了纸板和托盘的自动送入以及码垛后的托盘及纸垛的自动送出。
利用本发明的纸板码垛机码垛时，托盘由托盘送入机构送到托盘升降送出机构上，托盘升降送出机构带动托盘上升到高处；纸板从上道工序经纸板送入机构送到纸板提升机构上，纸板提升机构带动纸板向上提升到预定高度，抓手机构夹紧纸板，纸板提升机构下降复位，抓手平移机构带动抓手机构和纸板移动到托盘上方预定的位置，抓手机构释放纸板，将纸板摆放到托盘上的指定位置，托盘上每当摆放满一层纸板后，由托盘升降送出机构带动托盘下降一定高度，然后摆放另一层纸板，当整个托盘码垛完成后，托盘升降送出机构下降到预定位置，并将托盘及整垛纸送到纸垛送出机构上，由纸垛送出机构输出。
采用了上述技术方案后，本发明的纸板码垛机码垛时，实现了托盘的自动送入及纸板送入、进纸规纸、提升、抓取、平移、转动、释放、码垛规纸、纸垛下降、纸垛送出的自动化，利用本发明的纸板码垛机可将打包后的瓦楞纸板或纸箱整齐地按预定的摆放位置和规则进行码垛，替代人工码垛，实现了自动化操作，码垛质量好，码垛速度快，节省了人力。
附图说明
图1是本发明实施例的纸板码垛机结构示意图；
图2是图1的详细结构示意图；
图3是图2的侧视示意图(移去纸垛送出机构后)；
图4是图3中的抓手机构放大示意图；
图中：I-主体框架；II-纸板送入机构；III-纸板提升机构；IV-抓手机构；V-抓手平移机构；VI-托盘升降送出机构；VII-托盘送入机构；VIII-纸垛送出机构；IX-进纸规纸机构；XI-码垛规纸机构；
1-外框架；1a-外框架立柱；1b-外框架顶梁；1c-外框架底梁；2-内框架；2a-内框架立柱；2b-内框架顶梁；2c-内框架底梁；3-支撑框架；4-辊道；5-货叉；6-货叉开合气缸；7-伺服电机；8-竖向直线导轨；9-夹纸板机构；91-固定夹纸板；92-移动夹纸板；921-主体夹板；922-L形托板；923-铰接轴；924-翻转气缸；93-夹纸板移动气缸；94-下支架；941-导杆；10-抬落气缸；101-上支架；11-转动伺服电机；12-纵向平移伺服电机；13-横框架；14-纵向直线导轨；15-横向平移伺服电机；16-横向直线导轨；17-承托框架；18-辊道；19-驱动电机；20-传动链条；21-导轨；22-支撑框架；23-辊道；24-支撑框架；25-辊道；26-进纸规纸气缸；27-进纸规纸板；28-码垛规纸气缸；29-码垛规纸板；30-辊道电机；31-链传动装置；A-纸板；B-纸垛；C-托盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了便于描述，将进纸方向定义为纵向，即图2中坐标系的Y向；与纵向垂直的方向为横向，即图2中坐标系的X向；将与Y向和X向垂直的方向定义为竖向，即图2中坐标系的Z向。
如图1所示，本发明的纸板码垛机，包括：纸板码垛装置、纸板送入机构II、托盘送入机构VII和纸垛送出机构VIII。
其中，纸板码垛装置包括：主体框架I，该主体框架I包括外框架1和内框架2，其中外框架1包括外框架立柱1a、外框架顶梁1b和外框架底梁1c，内框架2包括内框架立柱2a、内框架顶梁2b和内框架底梁2c；在外框架1上位于纸板送入机构II的上方设有纸板提升机构III，在外框架顶梁1b上设有抓手机构IV和抓手平移机构V，外框架立柱1a上设有进纸规纸机构IX；在内框架2上设有托盘升降送出机构VI，内框架顶梁2b上设***垛规纸机构XI。
如图2所示，其中，纸板提升机构III包括由动力装置驱动可升降的货叉5，本实施例中，动力装置具体采用了伺服电机7和由其驱动的竖向直线导轨8，竖向直线导轨8安装于外框架顶梁1b和外框架底梁1c上，货叉5可沿竖向直线导轨8升降。当然，动力装置还可以采用常规的丝杠传动、链条传动或同步带传动等方式。其中，货叉5为开合式货叉，货叉5的每一个叉分别连接有一个货叉开合气缸6。
如图2和图4所示，其中，抓手机构IV包括：夹纸板机构9，该夹纸板机构9包括两个相对设置的立式的夹纸板，其中一个夹纸板为固定夹纸板91，另一个夹纸板为移动夹纸板92，该移动夹纸板92与水平设置的夹纸板移动气缸93的活塞杆连接。由夹纸板移动气缸93控制移动夹纸板92往复直线运动，与固定夹纸板91相配合，实现对纸板的夹紧与松开功能。
如图4所示，其中，移动夹纸板92包括：位于上部的主体夹板921和位于下部的L形托板922，L形托板922与主体夹板921通过铰接轴923铰接，在主体夹板921的外侧设有竖向的翻转气缸924，翻转气缸924的活塞杆与L形托板922铰接。针对纸板的特性，对其夹紧力不能太大，否则容易变形；对其夹紧力不能过小，否则容易滑脱，移动夹纸板92采用了组合式结构，由于L形托板922对纸板起到一定的承托作用，这样，固定夹纸板91与移动夹纸板92的主体夹板921不需太大的夹紧力来夹紧纸板，纸板不易变形，也不会滑脱；由于采用铰接连接及翻转气缸控制方式，抓手机构释放纸板时，翻转气缸924动作，L形托板922向外翻转，解除对纸板的承托，即可顺利释放纸板。
如图4所示，其中，抓手机构IV还包括：抬落机构和转动机构，抬落机构包括活塞杆向下设置的抬落气缸10，在抬落气缸10的活塞杆端固接有水平的下支架94，所述的夹纸板机构9设于下支架94上并位于其下方，下支架94的上方设有导杆941；转动机构包括用于驱动夹纸板机构9和抬落机构整体转动的转动伺服电机11，转动伺服电机11与抬落气缸10皆安装于上支架101上。由于设置有抬落机构，释放纸板时，抬落气缸10的活塞杆伸出，下支架94及夹纸板机构9下落预定高度，夹纸板机构释放纸板，纸板释放后，抬落气缸10的活塞杆回缩，下支架94及夹纸板机构抬高复位。因转动伺服电机11可以带动夹纸板机构和抬落机构整体转动，码垛时，可以使纸板朝向预定的方位，满足码垛规则要求。
如图2所示，其中，抓手平移机构V包括：设于外框架顶梁1b上的一组纵向直线导轨14，设于一组纵向直线导轨14上的横框架13，抓手机构IV设在横框架13上，在横框架13上设有一组横向直线导轨16；以及用于驱动抓手机构IV沿横向直线导轨16平移的横向平移伺服电机15，和用于驱动横框架13沿纵向直线导轨14平移的纵向平移伺服电机12。采用两组直线导轨和两个平移伺服电机实现抓手机构在横向及纵向上的平移，满足码垛需要，平移精度高、速度快。
如图2和图3所示，其中，托盘升降送出机构VI包括：由动力装置驱动可升降的托盘承托机构，托盘承托机构包括承托框架17和设于承托框架17上的自动输送辊道，自动输送辊道包括由电机30通过链传动装置31驱动的辊道18；其中，动力装置包括驱动电机19和由其驱动的传动链条20，承托框架17与传动链条20连接。托盘上每当摆放满一层纸板后，驱动电机19驱动传动链条20带动托盘承托机构沿导轨21下降一定高度，然后摆放另一层纸板；整个托盘码垛完成后，托盘升降送出机构VI下降到预定位置，自动输送辊道将托盘及整垛纸送出。
如图2所示，其中，进纸规纸机构IX设在两个外框架立柱1a上并位于纸板送入机构II的上方，用于纠正进纸时可能产生的歪斜现象，与纸板提升机构III位于外框架1的同一侧，进纸规纸机构IX包括立式设置的进纸规纸板27和与其连接的进纸规纸气缸26。所述码垛规纸机构XI设在内框架2的四个内框架顶梁2b上，用于纠正码垛时可能产生的歪斜现象，码垛规纸机构XI包括立式设置的码垛规纸板29和与其连接的码垛规纸气缸28。
如图2所示，其中，纸板送入机构II、托盘送入机构VII和纸垛送出机构VIII的结构大致相同。纸板送入机构II包括支撑框架3和设于支撑框架3上的自动输送辊道，自动输送辊道包括由电机通过链传动(图中未示出)驱动的辊道4。托盘送入机构VII包括支撑框架22和设于支撑框架22上的自动输送辊道，自动输送辊道包括由电机通过链传动(图中未示出)驱动的辊道23。纸垛送出机构VIII包括支撑框架24和设于支撑框架24上的自动输送辊道，自动输送辊道包括由电机通过链传动(图中未示出)驱动的辊道25。
本发明的纸板码垛机码垛过程如下：
参照图3，图中箭头所示为打包后的瓦楞纸板A的走向，码垛时，托盘C由托盘送入机构VII送到托盘升降送出机构VI上，驱动电机19启动，传动链条20转动，托盘承托机构带动托盘C上升到高处；纸板A从上道工序经纸板送入机构II送入，由进纸规纸机构IX规纸，纸板提升机构III的货叉5收拢，将纸板A置于其上，伺服电机7启动，货叉5带动纸板A沿竖向直线导轨8向上提升到预定高度，夹纸板移动气缸93动作，移动夹纸板92向着固定夹纸板91移动，与其配合将纸板A夹紧，纸板提升机构III下降复位；纵向平移伺服电机12动作，横框架13带动抓手机构IV及纸板A沿纵向直线导轨14平移，横向平移伺服电机15动作，抓手机构IV及纸板A沿横向直线导轨16平移，或者纵向平移伺服电机12与横向平移伺服电机15的动作顺序互换，到达托盘C上方预定的位置；抬落气缸10动作，下支架94及夹纸板机构9下落预定高度，翻转气缸924动作，L形托板922向外翻转，解除对纸板A的承托，纸板A释放至托盘C上指定的位置，抬落气缸10动作，下支架94及夹纸板机构9抬高复位；如有放置角度要求，转动伺服电机11启动，带动夹纸板机构9和抬落机构整体转动预定角度(例如90°)，使纸板A朝向预定的方位；如此重复，托盘C上每当摆放满一层纸板后，四周的码垛规纸气缸28动作，各码垛规纸板29配合对整层纸板规纸，托盘升降送出机构VI带动托盘C下降一定高度，然后摆放另一层纸板，当整个托盘C码垛完成后，托盘升降送出机构VI下降到预定位置，电机30启动，通过链传动装置31驱动辊道18运转，将托盘C及码好的纸垛B送到纸垛送出机构VIII上。

Claims (10)

1.纸板码垛装置，其特征在于，包括：
主体框架，所述主体框架包括外框架和内框架，所述外框架包括外框架立柱和外框架顶梁，所述内框架包括内框架立柱和内框架顶梁；
所述外框架上位于其一侧设有纸板提升机构，所述外框架顶梁上设有抓手机构和抓手平移机构；
所述内框架上设有托盘升降送出机构。
2.如权利要求1所述的纸板码垛装置，其特征在于，所述纸板提升机构包括：
由动力装置驱动可升降的货叉。
3.如权利要求2所述的纸板码垛装置，其特征在于，所述货叉为开合式货叉，
所述货叉的每一个叉分别连接有货叉开合气缸。
4.如权利要求1、2或3所述的纸板码垛装置，其特征在于，所述抓手机构包括：夹纸板机构，所述夹纸板机构包括两个相对设置的立式的夹纸板，其中一个夹纸板为固定夹纸板，另一个夹纸板为移动夹纸板，所述移动夹纸板与夹纸板移动气缸的活塞杆连接。
5.如权利要求4所述的纸板码垛装置，其特征在于，所述移动夹纸板包括：位于上部的主体夹板和位于下部的L形托板，所述L形托板与所述主体夹板铰接，所述主体夹板的外侧设有竖向的翻转气缸，所述翻转气缸的活塞杆与所述L形托板铰接。
6.如权利要求5所述的纸板码垛装置，其特征在于，所述抓手机构还包括：抬落机构和转动机构，所述抬落机构包括活塞杆向下设置的抬落气缸，所述抬落气缸的活塞杆端固接有水平的下支架，所述夹纸板机构设于所述下支架上并位于其下方；所述转动机构包括用于驱动所述夹纸板机构和所述抬落机构整体转动的转动伺服电机。
7.如权利要求6所述的纸板码垛装置，其特征在于，所述抓手平移机构包括：设于所述外框架顶梁上的一组纵向直线导轨，设于一组所述纵向直线导轨上的横框架，所述横框架上设有一组横向直线导轨；以及用于驱动所述抓手机构沿所述横向直线导轨平移的横向平移伺服电机，和用于驱动所述横框架沿所述纵向直线导轨平移的纵向平移伺服电机。
8.如权利要求1所述的纸板码垛装置，其特征在于，所述托盘升降送出机构包括：由动力装置驱动可升降的托盘承托机构，所述托盘承托机构包括承托框架，和设于所述承托框架上的自动输送辊道；所述动力装置包括驱动电机和由其驱动的传动链条，所述承托框架与所述传动链条连接。
9.如权利要求1所述的纸板码垛装置，其特征在于，所述外框架立柱上设有进纸规纸机构，所述进纸规纸机构与所述纸板提升机构位于外框架的同一侧，所述进纸规纸机构包括立式设置的进纸规纸板，所述进纸规纸板与进纸规纸气缸连接；所述内框架顶梁上的四周设***垛规纸机构，所述码垛规纸机构包括立式设置的码垛规纸板，所述码垛规纸板与码垛规纸气缸连接。
10.纸板码垛机，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的纸板码垛装置、位于所述纸板提升机构下方的纸板送入机构、位于所述外框架另一侧的托盘送入机构、和位于所述外框架再一侧的纸垛送出机构，所述纸板送入机构、所述托盘送入机构和所述纸垛送出机构皆包括支撑框架和设于所述支撑框架上的自动输送辊道。
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