CN106742411A - 防护眼镜自动化包装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防护眼镜自动化包装设备，本发明中的防护眼镜自动化包装设备通过设置流程式配合工作的折叠镜腿机构、推说明书机构、给袋机构以及装眼镜和封袋机构，由于折叠镜腿机构、推说明书机构、给袋机构以及装眼镜和封袋机构各自功能独立，通过PLC控制各部分动作相互衔接，可以实现快速高效的眼镜包装，具有自动化程度较高且最大程度降低包装过程中镜片损伤风险的优点。

Description

防护眼镜自动化包装设备
技术领域
本发明涉及眼镜自动包装设备领域，尤其是一种防护眼镜自动化包装设备。
背景技术
防护眼镜是一种起特殊作用的眼镜，使用的场合不同，需求的眼镜也不同。防护眼镜种类很多，有防尘眼镜、防冲击眼镜、防化学眼镜和防光辐射眼镜等多种。防护眼镜主要用于工业生产中防护眼镜和面部免受紫外线、红外线和微波电磁波的辐射，粉尘、烟尘、金属和砂石碎屑以及化学溶液溅射的损伤。
制作好的防护眼镜通常需要经过包装才能销售到市面上，包装主要包括眼镜腿折叠，装袋，放说明书，封袋，装盒。由于防护眼镜需防止重摔重压，防止坚硬的物体摩擦镜片。所以现阶段，在工厂中对防护眼镜进行包装主要采用人工包装。对于人工包装的方法，主要存在需要大量的人力，耗费大量的时间完成简单枯燥重复性强的动作。
目前，自动化包装机械行业主要体现在液体灌装生产线、饮料包装、食品包装生产线等，而在劳保眼镜领域尚未有成熟的自动化包装方案，主要难题在于眼镜包装袋轻薄、尺寸余量小，装袋、封袋工艺难实现。本发明针对该行业的现状，设计了一套自动化眼镜包装设备可以满足工厂需求，降低劳动力成本，提高生产效率。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种自动化程度较高的防护眼镜自动化包装设备。
本发明提供的技术方案如下：一种防护眼镜自动化包装设备，包括流程式配合工作的折叠镜腿机构、推说明书机构、给袋机构以及装眼镜和封袋机构；
其中，所述折叠镜腿机构包括抓取眼镜模块和折镜腿模块，所述抓取眼镜模块包括至少一个放置眼镜的治具，及设置在所述治具上方的第一升降气缸，至少一组第一气动手指组、第一电机和第一丝杠模组，所述折镜腿模块包括至少两个旋转气缸和至少两个旋转杆组，所述第一升降气缸驱动所述第一气动手指组抓取所述治具中的眼镜后上升，所述第一电机驱动所述第一丝杠模组带动所述第一升降气缸和所述第一气动手指组水平移动至所述旋转气缸组的上方，所述每个旋转气缸组和每个旋转杆组均对应一只镜腿设置，所述旋转气缸驱动所述旋转杆旋转从而将镜腿推向镜面从而完成折镜腿的动作；
所述推说明书机构包括抽屉槽、外支架、推说明书气缸、第一推片和斜槽，所述抽屉槽竖直插设在所述外支架中，所述抽屉槽用于盛装叠放的说明书，所述斜槽装设在所述外支架的底部并与所述抽屉槽连通设置，所述推说明书气缸和第一推片装设在所述外支架底部与所述斜槽相对的一侧，所述第一推片在所述推说明书气缸的驱动下将所述抽屉槽底部的说明书推入所述斜槽中；
所述给袋机构包括支撑板、传感器、抓袋装置、第二丝杠模组、第二电机、第三丝杠模组和第三电机，所述支撑板上排列设置有装袋槽，所述装袋槽用于放置预装眼镜和说明书的空包装袋，所述第二电机驱动所述第二丝杠模组带动所述支撑板向上运动直至所述支撑板上的装袋槽中的包装袋触碰到所述传感器，所述传感器感应到包装袋后发送信号至所述第三电机使所述第三电机驱动所述第三丝杠模组带动所述抓袋装置移动至所述装袋槽上方并抓取空包装袋至装袋工位；
所述装眼镜和封袋机构包括撑袋机构、推送机构和封袋机构，所述撑袋机构设置在所述推送机构的推送端，所述封袋机构设置在所述撑袋机构的上方，所述撑袋机构用于将空包装袋撑开以处于待装状态，所述推送机构用于将说明书和折叠好的眼镜推入撑开的空包装袋中，所述封袋机构用于对装入眼镜和说明书的包装袋进行封口。
在本发明的较佳实施例中，所述抓袋装置包括一个第二升降气缸和至少一组第一吸盘组，所述第二升降气缸用于带动所述第一吸盘组上下运动。
在本发明的较佳实施例中，所述撑袋机构包括至少一组侧向气动手指组和至少一个底部真空吸盘，所述侧向气动手指组设置在包装袋的左右两侧，所述每个底部真空吸盘设置在包装袋的下方，所述第一吸盘组与所述每个底部真空吸盘和所述每对侧向气动手指配合从而将包装袋向上、向下和向两侧拉扯，使得包装袋袋口被打开呈矩形。
在本发明的较佳实施例中，所述推送机构包括至少一个无杆气缸和至少一个第二推片，所述无杆气缸用于带动所述第二推片向前推进从而将说明书和折叠好的眼镜推入敞开的空包装袋中。
在本发明的较佳实施例中，所述封袋机构包括平袋口气动手指组、平袋口气缸、热封刀和热封刀气缸，所述平袋口气缸和平袋口气动手指组均设置在包装袋袋口的两侧，所述热封刀气缸和热封刀均设置在包装袋袋口的正上方，所述平袋口气缸可带动所述平袋口气动手指拉往包装袋袋口向两侧拉平，所述热封刀气缸可带动所述热封刀向下运动从而完成包装袋袋口密封的动作。
在本发明的较佳实施例中，所述第一吸盘组设置为两组，所述每组第一吸盘之间的间距对应包装袋袋口的宽度设置。
在本发明的较佳实施例中，所述装袋槽设置为两个。
在本发明的较佳实施例中，所述侧向气动手指组设置为两组，所述底部真空吸盘设置为两个。
在本发明的较佳实施例中，所述无杆气缸和第二推片均设置为两个。
在本发明的较佳实施例中，所述治具设置为两个，所述第一气动手指组设置为两组，所述旋转气缸设置为4个，所述旋转杆设置为4个。
本发明产生的有益效果在于：本发明中的防护眼镜自动化包装设备，其技术创新性在于：
(1)本发明针对眼镜包装的工艺需求，专门设计了可折叠镜腿并且不接触镜片的机构；
(2)本发明创新采用伺服电机结合压力传感器缓慢供给包装袋，实现稳定高效地给袋功能；
(3)本发明针对眼镜包装袋即薄又小的特征，采用真空吸盘结合气动手指的方式来实现稳定的开袋功能；
(4)本发明机械设计结构紧凑，吸盘将袋子撑开一定高度，无杆气缸将折好的眼镜连同说明书送入袋中，并能够平整封口；
(5)本发明同时可进行两副眼镜的包装，达到较高的效率。
附图说明
图1和图2为本发明的防护眼镜自动化包装设备中折叠镜腿机构的结构示意图；
图3为本发明的防护眼镜自动化包装设备中推说明书机构的结构示意图；
图4为本发明的防护眼镜自动化包装设备中给袋机构的结构示意图；
图5为本发明的防护眼镜自动化包装设备中装眼镜封袋机构的结构示意图；
具体实施方式
参见图1至图5，机构最前端为放置眼镜的治具(7、9)，当有眼镜被放在治具中时，治具内的压力传感器感应到眼镜被放入，第一升降气缸(3)下降，第一气动手指(5、8)闭合，夹紧眼镜的中间位置，夹紧眼镜后，第一升降气缸(3)上升，第一电机(1)驱动第一丝杆模组(2)移动，到达旋转气缸(10、11、12、13)的上方，这4个旋转气缸带动4个旋转杆(14)等按序旋转，将镜腿推向镜面完成镜腿折叠。镜腿折叠后，总旋转气缸(4、6)旋转，带动眼镜旋转90度，同时第一电机(1)继续带动第一丝杆模组(2)移动到装袋位置，到达装袋位置的装袋槽(30、40)(如图5中所示)上方，第一升降气缸(3)下降，第一气动手指(5、8)张开将眼镜放入装袋槽(30，40)，而后第一丝杆模组(2)继续回到原来位置重复以上过程。当组装好的眼镜被放置在设备的上料治具(7，8)中，折镜腿机构的第一气动手指(5，8)将会从眼镜的中间镜架位置把眼镜夹起，同时移动眼镜到折叠区，由左右两边的旋转气缸(10、11、12、13)将镜腿折叠好，然后眼镜将被旋转90度后，侧面放置在装袋区的装袋槽(30，40)上。整个过程不接触到镜片表面。
在眼镜折叠放置的同时，推说明书机构将说明书推到装袋区上方的斜槽(16)并靠惯性滑入装袋槽内。说明书是已经折好的小本子垂直叠放在抽屉槽(15)中，推说明的机构类似于订书机结构，每次会推出一本说明书。说明书快用完时，光电传感器会检测到并报警，推说明书机构如图3所示，说明书排列好放在抽屉槽(15)中，抽屉槽(15)插在外支架(17)内，推说明书气缸(18)推动第一推片(19)将最底层的说明书推到斜槽(16)中，由重力和惯性的作用，说明书顺着斜槽(16)滑到装袋槽中。
给袋机构如图4所示，装袋槽(24)可左右分别放置两摞等量的包装袋，并由挡板分隔开限制在两个槽内。装袋槽放置在支撑板(25)上。第二电机(27)驱动第二丝杆模组(26)带动支撑板(25)向上运动。这样两摞袋子就向上移动，当袋子碰到固定在其上方的传感器(图未示)时，第二电机(27)就停止。当包装袋被不断取走时，传感器就感应不到，这时支撑板(25)又继续上升，直到袋子再一次触碰到传感器。这样就可以保证最上方的袋子总是保持在同一个位置。当传感器感应到袋子时，第三电机(20)就驱动第三丝杆模组(21)将第一吸盘组(23)移动到袋子上方特定位置，第二升降气缸(22)下降，同时开启真空阀，第一吸盘组(23)就将最上方的袋子吸住。吸住袋子后第二升降气缸(22)上升，同时第三电机(20)带动第一吸盘组(23)前往装袋位置。
袋机构如图5所示，给袋机构将袋子吸到该位置，侧向气动手指(32、35、37、38)分别夹住两袋子的两侧边，同时底部真空吸盘气缸(33、36)将底部真空吸盘(34)往上推，真空吸盘(34)吸住袋子下表面，并往下拉。而此时给袋机构的第一吸盘组(23)也往上拉，袋口将被打开为一个矩形。由于之前的折叠镜腿和推说明书机构已经将眼镜和说明书放到装袋槽(30、40)中，此时无杆气缸(28)带动第二推片(29)往前推，第二推片(29)将装袋槽(30，40)中的眼镜和说明书推入到包装袋中。装袋完成后，平袋口气缸(31、39)将平袋口气动手指(32、38)往两侧拉，同时真空吸气阀关闭，这样打开的袋口被拉平整。然后位于袋口正上方的热封刀气缸(42)将热封刀(41)压下，完成袋子的封口，眼镜就包装完成。
包装完的眼镜沿着指定轨道滑下，经由传送带送出，完成一次包装过程。由于折叠镜腿机构、推说明书机构、装袋机构以及给袋机构各自功能独立，通过PLC控制各部分动作相互衔接，可以实现快速高效的眼镜包装。
整个机构分布各类传感器，前端的眼镜是否准备到位、说明书是否推送到位，包装袋是否准备到位等都进行实时检测，以保证设备可靠运行。
电气控制***位于电控柜中，由PLC对各执行对象和传感器信号进行逻辑处理，输出控制信号给各个机构的气缸、气爪和电机完成指定的动作任务。
综上所述，该防护眼镜自动化包装设备，其技术创新性在于：
(1)本发明针对眼镜包装的工艺需求，专门设计了可折叠镜腿并且不接触镜片的机构；
(2)本发明创新采用伺服电机结合压力传感器缓慢供给包装袋，实现稳定高效地给袋功能；
(3)本发明针对眼镜包装袋即薄又小的特征，采用真空吸盘结合气动手指的方式来实现稳定的开袋功能；
(4)本发明机械设计结构紧凑，吸盘将袋子撑开一定高度，无杆气缸将折好的眼镜连同说明书送入袋中，并能够平整封口；
(5)本发明同时可进行两副眼镜的包装，达到较高的效率。
上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种防护眼镜自动化包装设备，其特征在于:包括流程式配合工作的折叠镜腿机构、推说明书机构、给袋机构以及装眼镜和封袋机构；
其中，所述折叠镜腿机构包括抓取眼镜模块和折镜腿模块，所述抓取眼镜模块包括至少一个放置眼镜的治具，及设置在所述治具上方的第一升降气缸，至少一组第一气动手指组、第一电机和第一丝杠模组，所述折镜腿模块包括至少两个旋转气缸和至少两个旋转杆组，所述第一升降气缸驱动所述第一气动手指组抓取所述治具中的眼镜后上升，所述第一电机驱动所述第一丝杠模组带动所述第一升降气缸和所述第一气动手指组水平移动至所述旋转气缸组的上方，所述每个旋转气缸组和每个旋转杆组均对应一只镜腿设置，所述旋转气缸驱动所述旋转杆旋转从而将镜腿推向镜面从而完成折镜腿的动作；
所述推说明书机构包括抽屉槽、外支架、推说明书气缸、第一推片和斜槽，所述抽屉槽竖直插设在所述外支架中，所述抽屉槽用于盛装叠放的说明书，所述斜槽装设在所述外支架的底部并与所述抽屉槽连通设置，所述推说明书气缸和第一推片装设在所述外支架底部与所述斜槽相对的一侧，所述第一推片在所述推说明书气缸的驱动下将所述抽屉槽底部的说明书推入所述斜槽中；
所述给袋机构包括支撑板、传感器、抓袋装置、第二丝杠模组、第二电机、第三丝杠模组和第三电机，所述支撑板上排列设置有装袋槽，所述装袋槽用于放置预装眼镜和说明书的空包装袋，所述第二电机驱动所述第二丝杠模组带动所述支撑板向上运动直至所述支撑板上的装袋槽中的包装袋触碰到所述传感器，所述传感器感应到包装袋后发送信号至所述第三电机使所述第三电机驱动所述第三丝杠模组带动所述抓袋装置移动至所述装袋槽上方并抓取空包装袋至装袋工位；
所述装眼镜和封袋机构包括撑袋机构、推送机构和封袋机构，所述撑袋机构设置在所述推送机构的推送端，所述封袋机构设置在所述撑袋机构的上方，所述撑袋机构用于将空包装袋撑开以处于待装状态，所述推送机构用于将说明书和折叠好的眼镜推入撑开的空包装袋中，所述封袋机构用于对装入眼镜和说明书的包装袋进行封口。
2.根据权利要求1所述的防护眼镜自动化包装设备，其特征在于：所述抓袋装置包括一个第二升降气缸和至少一组第一吸盘组，所述第二升降气缸用于带动所述第一吸盘组上下运动。
3.根据权利要求2所述的防护眼镜自动化包装设备，其特征在于：所述撑袋机构包括至少一组侧向气动手指组和至少一个底部真空吸盘，所述侧向气动手指组设置在包装袋的左右两侧，所述每个底部真空吸盘设置在包装袋的下方，所述第一吸盘组与所述每个底部真空吸盘和所述每对侧向气动手指配合从而将包装袋向上、向下和向两侧拉扯，使得包装袋袋口被打开呈矩形。
4.根据权利要求1所述的防护眼镜自动化包装设备，其特征在于：所述推送机构包括至少一个无杆气缸和至少一个第二推片，所述无杆气缸用于带动所述第二推片向前推进从而将说明书和折叠好的眼镜推入敞开的空包装袋中。
5.根据权利要求1所述的防护眼镜自动化包装设备，其特征在于：所述封袋机构包括平袋口气动手指组、平袋口气缸、热封刀和热封刀气缸，所述平袋口气缸和平袋口气动手指组均设置在包装袋袋口的两侧，所述热封刀气缸和热封刀均设置在包装袋袋口的正上方，所述平袋口气缸可带动所述平袋口气动手指拉往包装袋袋口向两侧拉平，所述热封刀气缸可带动所述热封刀向下运动从而完成包装袋袋口密封的动作。
6.根据权利要求2所述的防护眼镜自动化包装设备，其特征在于：所述第一吸盘组设置为两组，所述每组第一吸盘之间的间距对应包装袋袋口的宽度设置。
7.根据权利要求1所述的防护眼镜自动化包装设备，其特征在于：所述装袋槽设置为两个。
8.根据权利要求3所述的防护眼镜自动化包装设备，其特征在于：所述侧向气动手指组设置为两组，所述底部真空吸盘设置为两个。
9.根据权利要求4所述的防护眼镜自动化包装设备，其特征在于：所述无杆气缸和第二推片均设置为两个。
10.根据权利要求2所述的防护眼镜自动化包装设备，其特征在于：所述治具设置为两个，所述第一气动手指组设置为两组，所述旋转气缸设置为4个，所述旋转杆设置为4个。
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