CN113428412B - 双伺服控制的高速卧式开箱方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双伺服控制的高速卧式开箱装置，包括存料机构、骨架成型机构和折盖机构，所述存料机构的前侧设有骨架成型机构，骨架成型机构的前侧设有折盖机构，存料机构包括存料机架以及与存料机架滑动连接的辊架，辊架上设置多个与辊架转动的设置的支撑辊，辊架通过存料气缸连接存料机架，存料气缸用于驱动辊架左右方向上运动；支撑辊的下方设有推箱滑座；本发明通过在纸箱内部设置气囊作为顶角，通过充气撑起纸箱，能够保持纸箱的形态，不需要吸盘吸附纸箱上下两面保持纸箱的形态，由于不需要采用吸盘，因此不受纸箱的表面粗糙度的影响。

Description

双伺服控制的高速卧式开箱方法及装置

技术领域

本发明涉及包装技术领域，更具体地说，它涉及双伺服控制的高速卧式开箱装置。

背景技术

自动开箱机也叫纸箱自动成型封底机，方法是把纸箱板打开，箱子底部按一定程序折合，并用胶带密封后输送给装箱机的专用设备。自动纸箱成型机、自动开箱机是大批量纸箱自动开箱、自动折合下盖、自动密封下底胶带的流水线设备，机器全部采用PLC+显示屏控制，一次完成纸箱吸箱、开箱、成型、折底、封底等包装工序，大大方便操作，是自动化规模生产必不可少的设备；

开箱机的动作是集取箱、成型、折盖、封底为一体。首先将扁平的纸箱放在储料槽上，通过吸盘将纸箱从料槽中吸出，在吸取拉出的同时将纸箱成型，再折前后及左右盖，最后完成胶带封底，上述的开箱机的缺陷在于需要利用吸盘进行纸箱的吸出，而且在折盖的同时也需要吸盘保持纸箱的形态，但是吸盘对于表面粗糙的纸箱来说的吸附效果较差。

发明内容

本发明提供了一种双伺服控制的高速卧式开箱装置，解决相关技术中开箱机需要吸盘吸取纸箱以及推移纸箱的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种双伺服控制的高速卧式开箱装置，包括存料机构、骨架成型机构和折盖机构，所述存料机构的前侧设有骨架成型机构，骨架成型机构的前侧设有折盖机构，存料机构包括存料机架以及与存料机架滑动连接的辊架，辊架上设置多个与辊架转动的设置的支撑辊，辊架通过存料气缸连接存料机架，存料气缸用于驱动辊架左右方向上运动；

支撑辊的下方设有推箱滑座，推箱滑座通过滑轨连接存料机架，推箱滑座连接推箱链条，推箱链条绕在两个推箱链轮上，推箱链轮通过链轮轴连接存料机架，其中一个推箱链轮的链轮轴连接推箱电机的输出轴；

骨架成型机构包括成型机架，成型机架上设有充气嘴，充气嘴设置于充气座上，充气座通过滑轨与成型机架滑动的连接，充气座连接用于驱动其左右方向上移动的充气气缸；

充气座的上方和下方设有封口座，封口座通过纵向的滑轨连接成型机架，封口座连接用于驱动其在竖直方向上移动的封口气缸，封口座的底部设置热压封口器；

折盖机构包括折盖机架以及设于折盖机构上的第一横向折盖机构、第二横向折盖机构、第一上下折盖机构和第二上下折盖机构，其中第一横向折盖机构包括第一折盖板，第一折盖板沿前后方向上设置，第一折盖板上通过销轴与第一折盖摆臂和第二折盖摆臂一端转动的连接，第一折盖摆臂和第二折盖摆臂的另一端分别通过摆臂轴与折盖机架转动的连接，第一折盖摆臂或第二折盖摆臂的摆臂轴连接第一旋转动力源的输出端；

第二横向折盖机构包括第二折盖板以及固定连接第二折盖板的转轴，该转轴通过轴承连接折盖机架，并连接第二旋转动力源的输出端；

第一上下折盖机构包括第三折盖板，第三折盖板的内沿通过销轴与折盖机架转动连接，第三折盖板的中部底部通过销轴连接第一直线驱动机构的输出端；

第二上下折盖机构包括第四折盖板，第四折盖板的内沿通过销轴与折盖机架转动的连接，第四折盖板的顶部连接第二直线驱动机构的输出端。

所述热压封口器是内部设有电阻丝通电加热的板条。

所述充气嘴的出气端为圆台形。

进一步地，所述折盖机构上还设有移动机构，移动机构包括移动滑座，移动滑座通过直线轴承连接折盖机架上的前后方向设置的导杆，移动滑座的底部通过连杆机构连接移动电机的输出端。

所述移动滑座的顶部设有推板，推板通过推板轴与移动滑座铰接，推板轴的后侧设有固定连接移动滑座的挡板，推板轴上套设扭簧，扭簧的一端固定连接移动滑座，另一端固定连接推板。

所述第一折盖板上设有与销轴间隙配合的条形槽，销轴能够沿第一折盖板的条形槽前后的滑动。

所述第一直线驱动机构是第一气缸，第一气缸的缸体通过销轴与折盖机架转动的连接，第一气缸的活塞杆通过销轴与第三折盖板的底部铰接。

所述第二直线驱动机构是第二气缸，第二气缸的缸体通过销轴与折盖机架转动的连接，第二气缸的活塞杆通过销轴与第四折盖板的底部铰接。

折盖机构的前端还设有用于对箱体的箱盖进行粘贴的封胶带机构。

根据本发明的一个方面，提供了一种双伺服控制的高速卧式开箱装置的开箱方法，包括以下步骤：

步骤S1，支撑辊向远离片状纸箱的一侧移动，使支撑辊脱离码垛的片状纸箱，支撑辊上的码垛的片状纸箱落入支撑辊下方的工位上；

步骤S2，推箱电机驱动推箱滑座滑动将片状纸箱推向骨架成型机构；

步骤S3，骨架成型机构的充气气缸推动充气嘴***开口的气囊中充气，充气达到设定的气压之后片状纸箱被撑起，然后封口气缸推动热压封口器向下移动对气囊进行封口；

步骤S4，移动机构将骨架成型机构加工之后的纸箱向折盖机构推送，通过第一横向折盖机构进行第一次横向折盖；

步骤S5，纸箱继续向前移动，通过第一上下折盖机构和第二横向折盖机构进行第二次横向折盖和第一次上下折盖；

步骤S6，纸箱继续向前移动，通过第二上下折盖机构进行第二次上下折盖，完成纸箱的开箱。

本发明的有益效果在于：

本发明通过在纸箱内部设置气囊作为顶角，通过充气撑起纸箱，能够保持纸箱的形态，不需要吸盘吸附纸箱上下两面保持纸箱的形态，由于不需要采用吸盘，因此不受纸箱的表面粗糙度的影响。

附图说明

图1是本发明实施例的双伺服控制的高速卧式开箱装置的侧视图；

图2是本发明实施例的存料机构骨架成型机构的一个方向的侧视图；

图3是本发明实施例的存料机构骨架成型机构的另一个方向的侧视图；

图4是本发明实施例的折盖机构的整体示意图；

图5是本发明实施例的折盖机构的前视图；

图6是本发明实施例的折盖机构的俯视图；

图7是图6的A处放大图；

图8是本发明实施例的推板的结构示意图；

图9是本发明实施例的双伺服控制的高速卧式开箱装置的开箱方法的流程图；

图10是本发明实施例的片状纸箱展开的示意图。

图中：气囊001，存料机架101，辊架102，支撑辊103，推箱滑座104，推箱电机105，成型机架106，充气嘴107，充气座108，充气气缸109，封口座110，封口气缸111，存料气缸112，折盖机架200，第一折盖板201，第一折盖摆臂202，第二折盖摆臂203，第二折盖板204，第三折盖板205，第四折盖板206，移动滑座207，导杆208，移动电机209，推板210，挡板211。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其它例子中也可以进行组合。

如图10所示，对于本发明下述的片状纸箱，其是经过模切和钉箱加工之后的未开箱片状纸箱，对于本发明的片状纸箱，其在侧板与面板之间的连接处设置横截面为条形的气囊001，气囊001在充气之后能够将侧板与面板撑起形成向互成直角的姿态过渡，而且气囊001能够显著提高纸箱的结构强度。气囊001的开口位于面板与侧板的连接处，并非是延伸到盖板处进行开口。

如图1-图8所示，双伺服控制的高速卧式开箱装置，包括存料机构、骨架成型机构和折盖机构，所述存料机构的前侧设有骨架成型机构，骨架成型机构的前侧设有折盖机构，存料机构包括存料机架101以及与存料机架101滑动连接的辊架102，辊架102上设置多个与辊架102转动的设置的支撑辊103，辊架102通过存料气缸112连接存料机架101，存料气缸112用于驱动辊架102左右方向上运动；

支撑辊103的下方设有推箱滑座104，推箱滑座104通过滑轨连接存料机架101，推箱滑座104连接推箱链条，推箱链条绕在两个推箱链轮上，推箱链轮通过链轮轴连接存料机架101，其中一个推箱链轮的链轮轴连接推箱电机105的输出轴。

骨架成型机构包括成型机架106，成型机架106上设有充气嘴107，充气嘴107设置于充气座108上，充气座108通过滑轨与成型机架106滑动的连接，充气座108连接用于驱动其左右方向上移动的充气气缸109；

充气座108的上方和下方设有封口座110，封口座110通过纵向的滑轨连接成型机架106，封口座110连接用于驱动其在竖直方向上移动的封口气缸111，封口座110的底部设置热压封口器。

热压封口器可以是内部设有电阻丝通电加热的板条。当然也可以采用超声波热封或脉冲热封等方式进行热封。热压封口器对在充气嘴107靠近片状纸箱的一侧的位置进行封口。

在本发明的实施例中，充气嘴107的出气端为圆台形，便于***气囊001的开口中，并封堵开口。

为了适应片状纸箱充气之后的形态变化，在左侧的开箱机构的充气座108通过滑轨与升降座连接，升降座通过滑轨与成型机架106滑动的连接，并且连接用于驱动升降座上下移动的升降气缸。升降气缸在左侧的充气嘴107充气时缓慢驱动其上升，充气完毕后驱动充气座108复位。

折盖机构包括折盖机架200以及设于折盖机构上的第一横向折盖机构、第二横向折盖机构、第一上下折盖机构和第二上下折盖机构，其中第一横向折盖机构包括第一折盖板201，第一折盖板201沿前后方向上设置，第一折盖板201上通过销轴与第一折盖摆臂202和第二折盖摆臂203转动的一端，第一折盖摆臂202和第二折盖摆臂203的另一端分别通过摆臂轴与折盖机架200转动的连接，第一折盖摆臂202或第二折盖摆臂203的摆臂轴连接第一旋转动力源的输出端。第一旋转动力源输出扭矩到第一折盖摆臂202或第二折盖摆臂203，第一折盖摆臂202、第二折盖摆臂203和第一折盖板201形成一个类似四边形的联动结构，由第一折盖摆臂202和第二折盖摆臂203驱动第一折盖板201往复的内外运动。

第二横向折盖机构包括第二折盖板204以及固定连接第二折盖板204的转轴，该转轴通过轴承连接折盖机架200，并连接第二旋转动力源的输出端。

第一上下折盖机构包括第三折盖板205，第三折盖板205的内沿通过销轴与折盖机架200转动连接，第三折盖板205的中部底部通过销轴连接第一直线驱动机构的输出端。

第二上下折盖机构包括第四折盖板206，第四折盖板206的内沿通过销轴与折盖机架200转动的连接，第四折盖板206的顶部连接第二直线驱动机构的输出端。

折盖机构上还设有移动机构，移动机构包括移动滑座207，移动滑座207通过直线轴承连接折盖机架200上的前后方向设置的导杆208，移动滑座207的底部通过连杆机构连接移动电机209的输出端，移动滑座207的顶部设有推板210，推板210通过推板轴与移动滑座207铰接，推板轴的后侧设有固定连接移动滑座207的挡板211，推板轴上套设扭簧，扭簧的一端固定连接移动滑座207，另一端固定连接推板210。移动电机209通过连杆机构驱动移动滑座207前后的移动，移动滑座207顶部的推板210向前移动时推动上翻的纸箱向前移动，向后移动时由于纸箱的阻力而翻转折倒，顺畅的向后复位，复位时位于存料机构和骨架成型机构之间的位置。

在本发明的一个实施例中，第一折盖板201上设有与销轴配合间隙配合的条形槽，销轴能够沿第一折盖板201的条形槽前后的滑动。这样能够避免第一折盖摆臂202和第二折盖摆臂203摆动的运动能够获得足够的自由度，能够实现水平方向上的斜向内侧的运动。

在本发明的一个实施例中，第一直线驱动机构是第一气缸，第一气缸的缸体通过销轴与折盖机架200转动的连接，第一气缸的活塞杆通过销轴与第三折盖板205的底部铰接。

在本发明的一个实施例中，第二直线驱动机构是第二气缸，第二气缸的缸体通过销轴与折盖机架200转动的连接，第二气缸的活塞杆通过销轴与第四折盖板206的底部铰接。

在本发明的一个实施例中，折盖机构的前端还设有用于对箱体的箱盖进行粘贴的封胶带机构，与现有技术中的封胶带机构相同，具体的，可以是包括胶带放卷架以及切刀，胶带放卷架上设有用于套设胶带卷的卷轴，卷轴与折盖机架200转动的连接，切刀用于切断胶带，其连接切刀气缸，通过切刀气缸驱动内外移动，并且切刀的前侧还设有用于将胶带压紧在纸箱上的辅助块。必要的，折盖机构上还设有多个与折盖机构转动连接的引导辊，引导辊用于将胶带引导至切刀的后侧，初始时将胶带贴附到第一个纸箱上，然后后续胶带被切断时胶带头与后续的纸箱接触自动的贴附。

第一直线驱动机构和第二直线驱动机构可以是与折盖机架铰接的气缸。

第一旋转动力源和第二旋转动力源可以是电机或电机与传动机构的组合。

如图9所示，本发明提供上述双伺服控制的高速卧式开箱装置的开箱方法，包括以下步骤：

步骤S1，支撑辊103向远离片状纸箱的一侧移动，使支撑辊103脱离码垛的片状纸箱，支撑辊103上的码垛的片状纸箱落入支撑辊103下方的工位上；

步骤S2，推箱电机105驱动推箱滑座104滑动将片状纸箱推向骨架成型机构；

步骤S3，骨架成型机构的充气气缸109推动充气嘴107***开口的气囊001中充气，充气达到设定的气压之后片状纸箱被撑起，然后封口气缸111推动热压封口器向下移动对气囊001进行封口；

步骤S4，移动机构将骨架成型机构加工之后的纸箱向折盖机构推送，通过第一横向折盖机构进行第一次横向折盖；

步骤S5，纸箱继续向前移动，通过第一上下折盖机构和第二横向折盖机构进行第二次横向折盖和第一次上下折盖；

步骤S6，纸箱继续向前移动，通过第二上下折盖机构进行第二次上下折盖，完成纸箱的开箱。

上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (10)

1.双伺服控制的高速卧式开箱装置，其特征在于，包括存料机构、骨架成型机构和折盖机构，所述存料机构的前侧设有骨架成型机构，骨架成型机构的前侧设有折盖机构，存料机构包括存料机架以及与存料机架滑动连接的辊架，辊架上设置多个与辊架转动的设置的支撑辊，辊架通过存料气缸连接存料机架，存料气缸用于驱动辊架左右方向上运动；

支撑辊的下方设有推箱滑座，推箱滑座通过滑轨连接存料机架，推箱滑座连接推箱链条，推箱链条绕在两个推箱链轮上，推箱链轮通过链轮轴连接存料机架，其中一个推箱链轮的链轮轴连接推箱电机的输出轴；

骨架成型机构包括成型机架，成型机架上设有充气嘴，充气嘴设置于充气座上，充气座通过滑轨与成型机架滑动的连接，充气座连接用于驱动其左右方向上移动的充气气缸；

充气座的上方和下方设有封口座，封口座通过纵向的滑轨连接成型机架，封口座连接用于驱动其在竖直方向上移动的封口气缸，封口座的底部设置热压封口器；

折盖机构包括折盖机架以及设于折盖机架上的第一横向折盖机构、第二横向折盖机构、第一上下折盖机构和第二上下折盖机构，其中第一横向折盖机构包括第一折盖板，第一折盖板沿前后方向上设置，第一折盖板上通过销轴与第一折盖摆臂和第二折盖摆臂的一端转动连接，第一折盖摆臂和第二折盖摆臂的另一端分别通过摆臂轴与折盖机架转动的连接，第一折盖摆臂或第二折盖摆臂的摆臂轴连接第一旋转动力源的输出端；

第二横向折盖机构包括第二折盖板以及固定连接第二折盖板的转轴，该转轴通过轴承连接折盖机架，并连接第二旋转动力源的输出端；

第一上下折盖机构包括第三折盖板，第三折盖板的内沿通过销轴与折盖机架转动连接，第三折盖板的中部底部通过销轴连接第一直线驱动机构的输出端；

第二上下折盖机构包括第四折盖板，第四折盖板的内沿通过销轴与折盖机架转动的连接，第四折盖板的顶部连接第二直线驱动机构的输出端。

2.根据权利要求1所述的双伺服控制的高速卧式开箱装置，其特征在于，所述热压封口器是内部设有电阻丝通电加热的板条。

3.根据权利要求1所述的双伺服控制的高速卧式开箱装置，其特征在于，所述充气嘴的出气端为圆台形。

4.根据权利要求1所述的双伺服控制的高速卧式开箱装置，其特征在于，所述折盖机构上还设有移动机构，移动机构包括移动滑座，移动滑座通过直线轴承连接折盖机架上的前后方向设置的导杆，移动滑座的底部通过连杆机构连接移动电机的输出端。

5.根据权利要求4所述的双伺服控制的高速卧式开箱装置，其特征在于，所述移动滑座的顶部设有推板，推板通过推板轴与移动滑座铰接，推板轴的后侧设有固定连接移动滑座的挡板，推板轴上套设扭簧，扭簧的一端固定连接移动滑座，另一端固定连接推板。

6.根据权利要求1所述的双伺服控制的高速卧式开箱装置，其特征在于，所述第一折盖板上设有与销轴间隙配合的条形槽，销轴能够沿第一折盖板的条形槽前后的滑动。

7.根据权利要求1所述的双伺服控制的高速卧式开箱装置，其特征在于，所述第一直线驱动机构是第一气缸，第一气缸的缸体通过销轴与折盖机架转动的连接，第一气缸的活塞杆通过销轴与第三折盖板的底部铰接。

8.根据权利要求1所述的双伺服控制的高速卧式开箱装置，其特征在于，所述第二直线驱动机构是第二气缸，第二气缸的缸体通过销轴与折盖机架转动的连接，第二气缸的活塞杆通过销轴与第四折盖板的底部铰接。

9.根据权利要求1所述的双伺服控制的高速卧式开箱装置，其特征在于，折盖机构的前端还设有用于对箱体的箱盖进行粘贴的封胶带机构。

10.根据权利要求1所述的双伺服控制的高速卧式开箱装置的开箱方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，支撑辊向远离片状纸箱的一侧移动，使支撑辊脱离码垛的片状纸箱，支撑辊上的码垛的片状纸箱落入支撑辊下方的工位上；

步骤S2，推箱电机驱动推箱滑座滑动将片状纸箱推向骨架成型机构；

步骤S3，骨架成型机构的充气气缸推动充气嘴***开口的气囊中充气，充气达到设定的气压之后片状纸箱被撑起，然后封口气缸推动热压封口器向下移动对气囊进行封口；

步骤S4，移动机构将骨架成型机构加工之后的纸箱向折盖机构推送，通过第一横向折盖机构进行第一次横向折盖；

步骤S5，纸箱继续向前移动，通过第一上下折盖机构和第二横向折盖机构进行第二次横向折盖和第一次上下折盖；

步骤S6，纸箱继续向前移动，通过第二上下折盖机构进行第二次上下折盖，完成纸箱的开箱。

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