CN109625420B - 一种纸盒的自动包装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纸盒包装技术领域。技术方案是：一种纸盒的自动包装装置，包括工作台以及沿着工作台一侧边沿设置的纸盒输送机构；其特征在于：所述工作台上设置有与纸盒输送机构平行布置以输送物料的送料机构、接收物料并将物料推入纸盒的推料机构、用于向外翻折纸盒的侧舌以便于物料进入纸盒的第一折侧舌机构、用于向内翻折纸盒的侧舌以进行纸盒包装的第二折侧舌机构、用于向内翻折纸盒的大舌和耳朵以进行盖合封口的折大舌机构、对大舌进行限位以配合折大舌机构工作的折舌辅助机构以及由折大舌机构驱使以带动第一折侧舌机构和第二折侧舌机构运动的折侧舌传动机构。该装置能够实现自动装料和自动包装工作，降低了劳动强度和生产成本，提高生产效率。

Description

一种纸盒的自动包装装置
技术领域
本发明涉及纸盒包装技术领域，具体是一种包装柱状物料的纸盒自动包装装置。
背景技术
纸盒广泛应用于食品、医药、电子等各种产品的销售包装，其中纸盒的开口部分一般包括两个相对的侧舌、位于两个侧舌之间以进行盖合的大舌以及设置在大舌外缘以进行封口的耳朵，如图12所示。现有技术中利用纸盒对产品进行包装时，需要先将产品放入纸盒内，然后向内翻折两个侧舌，之后向内翻折大舌和耳朵，使耳朵***纸盒，从而实现纸盒的盖合封口。目前，上述包装过程通常由人工来完成，生产效率低下，成本较高，并且无法实现包装质量的一致性。因此，设计一种能够自动装料和自动包装的装置很有必要。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种纸盒的自动包装装置，该装置能够实现自动装料和自动包装工作，大大降低了劳动强度和生产成本，提高生产效率，同时保证纸盒包装质量的一致性。
本发明提供的技术方案是：
一种纸盒的自动包装装置，包括工作台以及沿着工作台一侧边沿设置的纸盒输送机构；其特征在于：所述工作台上设置有与纸盒输送机构平行布置以输送物料的送料机构、接收物料并将物料推入纸盒的推料机构、用于向外翻折纸盒的侧舌以便于物料进入纸盒的第一折侧舌机构、用于向内翻折纸盒的侧舌以进行纸盒包装的第二折侧舌机构、用于向内翻折纸盒的大舌和耳朵以进行盖合封口的折大舌机构、对大舌进行限位以配合折大舌机构工作的折舌辅助机构以及由折大舌机构驱使以带动第一折侧舌机构和第二折侧舌机构运动的折侧舌传动机构；所述第一折侧舌机构与第二折侧舌机构结构相同；所述第一折侧舌机构、推料机构、第二折侧舌机构、折舌辅助机构和折大舌机构依次从左向右布置。
所述纸盒输送机构与送料机构均为水平布置的带式输送机；所述推料机构包括设置在带式输送机的出口处以接收物料的料道、通过滑轨副可滑动地定位在料道内以便推动物料的推料杆以及通过连杆组件驱使推料杆运动的推料电机。
所述料道底面开设有便于推料杆伸入料道内部的推料槽；所述推料槽两侧设置成利于物料自动对中的斜坡；所述料道出口位置设置有向左伸出以迫使大舌向下翻折的压舌弯杆。
所述连杆组件包括固定在工作台下方以支撑推料电机的连杆安装板、由推料电机驱动的第一连杆、铰接在连杆安装板上的第三连杆、一端与第一连杆铰接且另一端铰接在第三连杆中部的第二连杆、与第三连杆的另一端铰接的第四连杆以及一端与第四连杆铰接且另一端穿过工作台与推料杆固定连接的第五连杆。
所述第一折侧舌机构和第二折侧舌机构均包括固定在工作台上的折侧舌安装架、通过带座轴承可转动地定位在折侧舌安装架上的折侧舌转轴、固定在折侧舌转轴一端并与折侧舌传动机构配合连接的摇臂以及固定在折侧舌转轴另一端用于翻折侧舌的折侧舌摆杆；其中，第一折侧舌机构中的折侧舌摆杆位于两个侧舌之间，以便向外翻折侧舌；第二折侧舌机构中的折侧舌摆杆位于侧舌外部，以便向内翻折侧舌。
所述折大舌机构包括分别通过轴承座可转动地定位在工作台上的第一转轴和第二转轴以及驱使第一转轴转动的折舌电机；所述第一转轴通过四连杆结构带动第二转轴转动。
所述四连杆结构包括与第一转轴固定连接的第一曲柄、与第二转轴固定连接的第二曲柄以及两端分别与第一曲柄和第二曲柄铰接的插片安装杆；所述插片安装杆上固定安装有分别翻折大舌和耳朵的第一插片和第二插片；所述第二插片位于第一插片的左侧；所述第二插片的底部与耳朵底部平齐；所述第一插片的底部低于第二插片的底部，以保证第一插片推动大舌向内翻折。
所述折舌辅助机构包括固定在工作台上的折舌辅助安装架、固定在折舌辅助安装架上以迫使大舌向上翻折一定角度的抬舌弯杆、倾斜固定在折舌辅助安装架上并与抬舌弯杆配合以便对大舌进行限位的折耳斜板以及固定在折舌辅助安装架上以便进一步向内翻折侧舌的侧舌压条；所述折耳斜板上开设有位于第二插片运动轨迹上的折耳口，以保证第二插片越过折耳口对耳朵进行翻折。
所述折侧舌传动机构包括固定在工作台下方的传动导轨、向上穿过工作台并可滑动地定位在传动导轨上的第一滑槽板和第二滑槽板、将第一滑槽板和第二滑槽板连接为一体的滑块联动板、与滑块联动板铰接的第二传动杆以及一端与第二传动杆铰接且另一端与第二转轴固定连接的第一传动杆。
所述第一滑槽板和第二滑槽板上部均开设有滑槽；所述摇臂上设置有可滑动地定位在滑槽中以带动摇臂摆动的塞打螺钉。
所述带式输送机、推料电机和折舌电机分别与PLC控制器电连接，以保证各机构的工作配合。
本发明的工作原理是：
本发明中，由带式输送机输送的纸盒在经过料道之前，纸盒的大舌沿着压舌弯杆向下翻折，纸盒的两个侧舌在第一折侧舌机构的折侧舌摆杆作用下向外翻折，使纸盒处于开盒状态(如图13所示)，从而保证物料被推入纸盒时不会受到侧舌和大舌的阻碍，能够顺利进入纸盒内。当纸盒经过第二折侧舌机构时，两个侧舌在第二折侧舌机构的折侧舌摆杆作用下向内翻折一定角度。当纸盒经过折舌辅助机构时，在侧舌压条的作用下两个侧舌进一步向内翻折(如图14所示)，同时纸盒的大舌沿着抬舌弯杆向上抬升一定角度并由折耳斜板对大舌进行限位，以便于折大舌机构对纸盒的耳朵进行翻折。当纸盒经过折耳斜板的折耳口时，第二插片正好越过折耳口并将纸盒的耳朵向内翻折实现折耳(如图15所示)。当纸盒经过第一插片时，第一插片推动大舌向前运动，使耳朵***纸盒内(如图16所示)，从而实现纸盒的盖合封口，完成包装工作。
本发明的有益效果是：
本发明工作原理简单，能够实现物料装料和纸盒盖合封口的全自动化，大大节省了人工成本，提高生产效率，并能保证纸盒的包装质量，适合推广应用。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的仰视结构示意图。
图3是本发明的俯视结构示意图。
图4是本发明所述送料机构的立体结构示意图。
图5是本发明所述推料机构的立体结构示意图(去除料道)。
图6是本发明所述料道的立体结构示意图。
图7是本发明所述第一折侧舌机构的立体结构示意图。
图8是本发明所述折大舌机构的立体结构示意图。
图9是本发明所述折舌辅助机构的立体结构示意图。
图10是本发明所述折侧舌传动机构的立体结构示意图。
图11是本发明中纸盒的立体结构示意图。
图12是本发明中纸盒的包装流程示意图。
图13是本发明所述第一折侧舌机构的工作状态示意图。
图14是本发明所述侧舌压条的工作流程示意图。
图15是本发明所述第二插片的工作状态示意图。
图16是本发明所述第一插片的工作状态示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例进一步说明。
如图1至图3所示的纸盒的自动包装装置，用于将柱状物料装入纸盒中，实现自动装料和自动包装工作。其中，纸盒输送机构带式输送机输送的纸盒7由左向右水平间歇传送(传送方向如图1和图12中的箭头方向X所示)；纸盒的开口部位包括位于盒体左右两侧的两个侧舌72、位于盒体下侧的大舌71以及设置在大舌外缘的耳朵73(如图11所示)。本发明的自动包装装置包括工作台8以及分别安装在工作台上的送料机构1、推料机构2、第一折侧舌机构3A、第二折侧舌机构3B、折大舌机构4、折舌辅助机构5和折侧舌传动机构6。其中，第一折侧舌机构与第二折侧舌机构结构相同；所述第一折侧舌机构、推料机构、第二折侧舌机构、折舌辅助机构和折大舌机构依次由左向右布置(如图1中箭头X所示)。
如图4所示，所述送料机构用于输送物料9(即纸盒所包装的产品)，本发明采用带式输送机。所述带式输送机包括支撑架11、传送带14、主动轴、从动轴和送料电机13(图中主动轴和从动轴未显示)。所述支撑架固定在工作台(工作台由机架支撑)上；所述传送带沿左右方向水平布置(参见图3)以便输送物料；所述主动轴和从动轴分别可转动地定位在支撑架上并分别安装有支撑传送带的带轮；所述送料电机固定在支撑架上以驱使主动轴转动。所述传送带表面固定有若干在传送带长度方向等距离布置的隔板12，以保证物料以相同的时间间隔进入推料机构。上述带式输送机可通过外购方式获得。
所述纸盒输送机构为与送料机构相同的带式输送机(为图面清晰，图中省略纸盒输送机构的带式输送机)；该带式输送机固定在机架上，传送带沿着工作台的一侧边沿设置(与送料机构的传送带相互平行设置)；传送带上的隔板间距与送料机构传送带上的隔板间距相同，以使纸盒与所包装的物料一一位置对应。纸盒横向放置(纸盒中心线与传送带长度方向垂直)在传送带上后，侧舌、大舌以及耳朵均悬伸在传送带外，以便于各机构对这些部位进行翻折作业。
如图5和图6所示，所述推料机构用于接收送料机构中的物料，并将物料推入纸盒内；推料机构包括推料滑轨211、推料滑块29、推料杆210、连杆组件、推料电机22和料道28。所述推料滑轨水平布置，并且垂直于纸盒的传送方向固定在工作台上；所述推料滑块可滑动地定位在推料滑轨上；所述推料杆与推料滑块固定连接并向上伸入至料道内部以便推动物料；所述推料电机通过连杆组件驱使推料杆运动。所述连杆组件包括连杆安装板21、第一连杆23、第二连杆24、第三连杆25、第四连杆26和第五连杆27。所述连杆安装板固定在工作台下方以支撑推料电机；所述第一连杆作为主动杆，与推料电机的电机轴固定且由推料电机驱动；所述第二连杆一端与第一连杆铰接且另一端铰接在第三连杆中部；所述第三连杆一端铰接在连杆安装板上，另一端与第四连杆铰接；所述第五连杆一端与第四连杆铰接且另一端穿过工作台与推料杆固定连接。
所述料道设置在带式输送机的出口处以接收物料；料道固定在推料滑轨的正上方且料道的出口对准纸盒，以保证物料准确进入纸盒内。所述料道与带式输送机对应的一侧设置有开口283，以避免传送带上的挡板与料道侧面发生干涉。所述料道中间开设有便于推料杆伸入至料道内部的推料槽281；推料槽两侧设置成斜坡282以利于物料自动对中。所述料道的出口设置有向左伸出的压舌弯杆29，压舌弯杆沿左右方向向下弯折，当纸盒经过料道时，大舌位于压舌弯杆的下方，并且在压舌弯杆的限位作用下向下翻折，从而避免大舌对物料入盒造成阻碍。
如图7所示，所述第一折侧舌机构和第二折侧舌机构均包括折侧舌安装架31、带座轴承33、折侧舌转轴34、摇臂35、折侧舌摆杆32和塞打螺钉36。所述折侧舌安装架固定在工作台上；所述带座轴承固定在折侧舌安装架上；所述折侧舌转轴可转动地定位在带座轴承中；所述摇臂和折侧舌摆杆分别固定在折侧舌转轴的两端；所述塞打螺钉固定在摇臂上并与折侧舌传动机构配合连接。工作时，折侧舌传动机构通过塞打螺钉带动摇臂摆动，摇臂又通过折侧舌转轴带动折侧舌摆杆摆动，从而对侧舌进行翻折。其中，第一折侧舌机构中的折侧舌摆杆位于两个侧舌之间，驱使侧舌向外翻折，以便于物料进入纸盒；第二折侧舌机构中的折侧舌摆杆位于侧舌外部，驱使侧舌向内翻折至一定角度，以利于后续纸盒包装工作的进行。
如图8所示，所述折大舌机构用于翻折耳朵和大舌，以便对纸盒进行盖合封口。所述折大舌机构包括第一轴承座43、第二轴承座49、第一转轴42、第二转轴410、四连杆结构、第一插片45、第二插片47和折舌电机41。所述第一轴承座和第二轴承座分别固定在工作台上；所述第一转轴和第二转轴分别可转动地定位在第一轴承座和第二轴承座中，其中第一转轴由折舌电机驱动，并且第一转轴通过四连杆结构带动第二转轴转动。所述四连杆结构包括第一曲柄44、插片安装杆46和第二曲柄48；其中第一曲柄的一端与第一转轴固定连接，另一端与插片安装杆铰接；插片安装杆的另一端与第二曲柄铰接；第二曲柄的另一端与第二转轴固定连接。所述第一插片和第二插片均固定安装在插片安装杆上，并随插片安装杆进行往复圆周运动；所述第二插片位于第一插片的左侧。工作时，第二插片先将纸盒的耳朵向内翻折，然后第一插片向前推动大舌，使纸盒的耳朵***纸盒内，从而实现纸盒的盖合封口。所述第二插片的底部与耳朵底部平齐；所述第一插片的底部低于第二插片的底部，以保证第一插片能够推动大舌向内翻折。
如图9所示，所述折舌辅助机构用于对大舌进行限位以配合折大舌机构的工作，包括折舌辅助安装架51、抬舌弯杆54、折耳斜板52和侧舌压条53。所述折舌辅助安装架固定在工作台上；所述抬舌弯杆固定在折舌辅助安装架上，并且抬舌弯杆沿左右方向向上弯折；所述折耳斜板倾斜固定在折舌辅助安装架上，并且与抬舌弯杆配合以便对大舌进行限位。所述折耳斜板上开设有折耳口521，折耳口正好位于第二插片的运动轨迹上，以保证第二插片越过折耳口时向内翻折耳朵。所述侧舌压条固定在折舌辅助安装架上，以便进一步向内翻折侧舌。工作过程中，纸盒的侧舌在经过第二折侧舌机构后已经向内翻折了一定角度，当纸盒继续向右传送直至接触到侧舌压条时，在侧舌压条的阻挡作用下，侧舌进一步向内翻折至最终的关盒状态(如图14所示)；同时，纸盒的大舌沿着抬舌弯杆向上抬升一定角度并由折耳斜板对大舌进行限位(此时大舌位于抬舌弯杆与折耳斜板之间)。当纸盒经过折耳斜板的折耳口时，第二插片正好越过折耳口并将纸盒的耳朵向内翻折(如图15所示)。为了避免侧舌与侧舌压条接触时造成损伤，侧舌压条的左侧设置成过渡的圆弧状。
如图10所示，所述折侧舌传动机构设置在折大舌机构与折侧舌机构之间，以便由折大舌机构带动折侧舌机构运动。所述折侧舌传动机构包括第一传动杆61、第二传动杆62、传动导轨66、第一滑槽板64、第二滑槽板65和滑块联动板63。所述传动导轨固定在工作台的下方；所述第一滑槽板和第二滑槽板通过滑块可滑动地定位在传动导轨上并通过滑块联动板固定连接为一体；所述第一传动杆一端与第二转轴固定连接，另一端与第二传动杆铰接；所述第二传动杆另一端与滑块联动板固定连接，使得第二转轴间接带动第一滑槽板和第二滑槽板运动。所述第一滑槽板和第二滑槽板的上部均开设有滑槽67，塞打螺钉可滑动地定位在滑槽中以带动摇臂摆动；其中第一滑槽板向上穿过工作台后与第二折侧舌机构中的塞打螺钉滑动配合；第二滑槽板向上穿过工作台后与第一折侧舌机构的塞打螺钉滑动配合。
所述带式输送机、推料电机和折舌电机分别与PLC控制器(图中未显示)电连接，以保证各机构的工作配合。
本发明的工作原理是：
工作前，纸盒由纸盒输送机构沿着X方向水平间歇传送；物料由送料机构输送至料道内；折舌电机通过四连杆结构带动第二转轴转动，同时带动插片安装板上的第一插片和第二插片做往复圆周运动；第二转轴又通过第一传送杆和第二传动杆带动第一滑槽板和第二滑槽板沿传动导轨滑动，由于第一滑槽板和第二滑槽板的滑槽与固定在摇臂上的塞打螺丝滑动配合，从而带动第一折侧舌机构和第二折侧舌机构中的折侧舌摆杆在一定角度内来回摆动。
工作过程中，纸盒的状态如图12所示。当纸盒经过第一折侧舌机构时，纸盒的大舌沿着压舌弯杆向下翻折，并且纸盒的两个侧舌在第一折侧舌机构中的折侧舌摆杆作用下向外翻折，使纸盒处于开盒状态(如图13所示)，以便于物料顺利进入纸盒内。当纸盒经过料道时，推料杆在推料电机的驱动下，将料道内的物料推入纸盒内，然后纸盒继续向右传送，同时推料杆复位。当纸盒经过第二折侧舌机构时，两个侧舌在第二折侧舌机构中的折侧舌摆杆作用下向内翻折一定角度。当纸盒经过折舌辅助机构时，在侧舌压条的作用下两个侧舌进一步向内翻折(如图14所示)，同时纸盒的大舌沿着抬舌弯杆向上抬升一定角度并由折耳斜板对大舌进行限位。当纸盒经过折耳斜板的折耳口时，第二插片正好越过折耳口并将纸盒的耳朵向内翻折实现折耳(如图15所示)。当纸盒经过第一插片时，第一插片推动大舌向前运动，使耳朵***纸盒内(如图16所示)，从而实现纸盒的盖合封口，完成包装工作。
需要指出的是，以上叙述中各机构的作业对象是一端封闭(已经过预先处理—进行了翻折并盖合封口)而另一端开口的纸盒；所述的预先处理也可在本发明提供的装置上进行，或者在本发明前加设一套与本发明类似的装置(装置中删除送料、推料机构以及第一折侧舌机构，工位提前两个左右)。从而完成整个纸盒的包装。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形，比如改变电机的安装位置、改变零件形状、改变传动方式等。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种纸盒的自动包装装置，包括工作台(8)以及沿着工作台一侧边沿设置的纸盒输送机构；其特征在于：所述工作台上设置有与纸盒输送机构平行布置以输送物料(9)的送料机构(1)、接收物料并将物料推入纸盒的推料机构(2)、用于向外翻折纸盒的侧舌以便于物料进入纸盒的第一折侧舌机构(3A)、用于向内翻折纸盒的侧舌以进行纸盒包装的第二折侧舌机构(3B)、用于向内翻折纸盒的大舌和耳朵以进行盖合封口的折大舌机构(4)、对大舌进行限位以配合折大舌机构工作的折舌辅助机构(5)以及由折大舌机构驱使以带动第一折侧舌机构和第二折侧舌机构运动的折侧舌传动机构(6)；所述第一折侧舌机构与第二折侧舌机构结构相同；所述第一折侧舌机构、推料机构、第二折侧舌机构、折舌辅助机构和折大舌机构依次从左向右布置；
所述纸盒输送机构与送料机构均为水平布置的带式输送机；所述推料机构包括设置在带式输送机的出口处以接收物料的料道(28)、通过滑轨副可滑动地定位在料道内以便推动物料的推料杆(210)以及通过连杆组件驱使推料杆运动的推料电机(22)；
所述料道底面开设有便于推料杆伸入料道内部的推料槽(281)；所述推料槽两侧设置成利于物料自动对中的斜坡(282)；所述料道出口位置设置有向左伸出以迫使大舌向下翻折的压舌弯杆(29)；
所述连杆组件包括固定在工作台下方以支撑推料电机的连杆安装板(21)、由推料电机驱动的第一连杆(23)、铰接在连杆安装板上的第三连杆(25)、一端与第一连杆铰接且另一端铰接在第三连杆中部的第二连杆(24)、与第三连杆的另一端铰接的第四连杆(26)以及一端与第四连杆铰接且另一端穿过工作台与推料杆固定连接的第五连杆(27)；
所述第一折侧舌机构和第二折侧舌机构均包括固定在工作台上的折侧舌安装架(31)、通过带座轴承可转动地定位在折侧舌安装架上的折侧舌转轴(34)、固定在折侧舌转轴一端并与折侧舌传动机构配合连接的摇臂(35)以及固定在折侧舌转轴另一端用于翻折侧舌的折侧舌摆杆(32)；其中，第一折侧舌机构中的折侧舌摆杆位于两个侧舌之间，以便向外翻折侧舌；第二折侧舌机构中的折侧舌摆杆位于侧舌外部，以便向内翻折侧舌至一定角度；
所述折侧舌传动机构包括固定在工作台下方的传动导轨(66)、向上穿过工作台并可滑动地定位在传动导轨上的第一滑槽板(64)和第二滑槽板(65)、将第一滑槽板和第二滑槽板连接为一体的滑块联动板(63)、与滑块联动板铰接的第二传动杆(62)以及一端与第二传动杆铰接且另一端与第二转轴固定连接的第一传动杆(61)；
所述第一滑槽板和第二滑槽板上部均开设有滑槽(67)；所述摇臂上设置有可滑动地定位在滑槽中以带动摇臂摆动的塞打螺钉(36)；所述带式输送机、推料电机和折舌电机分别与PLC控制器电连接，以保证各机构的工作配合。
2.根据权利要求1所述的一种纸盒的自动包装装置，其特征在于：所述折大舌机构包括分别通过轴承座可转动地定位在工作台上的第一转轴(42)和第二转轴(410)以及驱使第一转轴转动的折舌电机(41)；所述第一转轴通过四连杆结构带动第二转轴转动。
3.根据权利要求2所述的一种纸盒的自动包装装置，其特征在于：所述四连杆结构包括与第一转轴固定连接的第一曲柄(44)、与第二转轴固定连接的第二曲柄(48)以及两端分别与第一曲柄和第二曲柄铰接的插片安装杆(46)；所述插片安装杆上固定安装有分别翻折大舌和耳朵的第一插片(45)和第二插片(47)；所述第二插片位于第一插片的左侧；所述第二插片的底部与耳朵底部平齐；所述第一插片的底部低于第二插片的底部，以保证第一插片推动大舌向内翻折。
4.根据权利要求3所述的一种纸盒的自动包装装置，其特征在于：所述折舌辅助机构包括固定在工作台上的折舌辅助安装架(51)、固定在折舌辅助安装架上以迫使大舌向上翻折一定角度的抬舌弯杆(54)、倾斜固定在折舌辅助安装架上并与抬舌弯杆配合以便对大舌进行限位的折耳斜板(52)以及固定在折舌辅助安装架上以便进一步向内翻折侧舌的侧舌压条(53)；所述折耳斜板上开设有位于第二插片运动轨迹上的折耳口(521)，以保证第二插片越过折耳口对耳朵进行翻折。
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