CN100391801C - 带脱箱卡具的烟包纸箱自动开箱设备 - Google Patents

Abstract

带脱箱卡具的烟包纸箱自动开箱设备，是在搬运机器人的末端手爪上安装有脱箱卡具(14)，脱箱卡具包括有一横梁(30)，在横梁的两端各装有一套带压力传感器和自动锁死装置的夹紧执行机构(31)，夹紧执行机构的两端分别连接有夹臂(32)，夹臂上设置有防滑夹抱块(33)和向下伸出的立板(34)，在立板(34)上设置有吸盘(35)。本发明自动化程度高，适应性强，可以满足不同尺寸纸箱的开包，并可以适应纸箱的变形，尤其不会对纸箱造成任何损伤，利于纸箱的回收再利用。

Description

带脱箱卡具的烟包纸箱自动开箱设备

技术领域

本发明涉及烟草行业中烟叶纸箱烟包的开箱设备结构技术领域。

背景技术

按照烟草行业标准YC/T137.1-1998，复烤片烟的纸箱烟包有100Kg和200Kg两种规格，且纸箱的外尺寸长宽高分别约为1136×720×400mm和1136×720×725mm。为使烟包能长时存储以及获得较好的烟叶醇化效果，复烤片烟烟包的纸箱与通常轻工行业中使用的纸箱有较大区别，使用的是双层瓦楞纸箱嵌套结构，内外层纸箱尺寸大小不一致，使用时应将内外箱套合在一起，且内外纸箱都只是单面具有四个纸箱摇盖，将两个内外层纸箱嵌套在一起后，再形成上下两面都有四个摇盖。而通常轻工行业中使用的纸箱是单层纸箱且上下两边都具有四个摇盖。此外，为了防止烟叶碎屑从纸箱的摇盖缝隙中掉出，在纸箱的上下两个面都垫有衬垫。

在烟草制丝线加工工艺中，首先要对复烤片烟纸箱烟包进行开箱，取出纸箱中的片烟，然后对该片烟作切片回潮等工艺加工。目前，对这种纸箱烟包的开箱，已有一些自动拆除纸箱捆扎带及开箱的设备，但其脱箱方式仍是对烟包的内外两层纸箱同时脱箱，不能将两层纸箱分离，不利于纸箱的回收再利用。此外，按照标准YC/T137.1-1998，200kg或100kg的纸箱烟包的纸箱都应该具有统一的尺寸，但实际上目前各烟草打叶复烤企业的纸箱尺寸仍有较大差别，因此各卷烟厂往往同时并存多种不同尺寸规格的纸箱烟包，而目前已有的开箱机械及工艺往往只能满足一两种尺寸规格的烟包，而且对烟包变形的适应能力差，难以满足烟草企业生产的更高需求。

发明内容

本发明的目的正是为了解决上述现有技术存在的不足而提供一种能连续自动完成纸箱外表面捆扎带拆除及回收，并对烟包内外层纸箱分别作脱箱回收，自动输送脱箱后的烟坯，具有较好的自适应能力，能满足一定尺寸范围内不同尺寸规格纸箱的自动开箱和脱箱的带脱箱卡具的烟包纸箱自动开箱设备。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

带脱箱卡具的烟包纸箱自动开箱设备，是在搬运机器人的末端手爪上安装有脱箱卡具，脱箱卡具包括有一横梁，在横梁的两端各装有一套带压力传感器和自动锁死装置的夹紧执行机构，夹紧执行机构的两端分别连接有夹臂，夹臂上设置有防滑夹抱块和向下伸出的立板，在立板上设置有吸盘。

本发明在翻包机旁设置有空纸箱输送机；在输送机上设置有控制捆扎带拆除和回收工位的光电检测开关，还设置有控制烟包纸箱脱取外层纸箱工位的光电检测开关，在烟包输送机上设置有控制脱取内层纸箱工位的光电检测开关，所有检测开关均与控制系统电连接。

本发明采用搬运机器人作为核心，通过安装在搬运机器人上的脱箱卡具，大大提高了系统的柔性化能力，生产线适应性强，可以满足较大尺寸范围内的不同纸箱开包，并可以适应纸箱的变形，尤其不会对纸箱造成任何损伤，利于纸箱的回收再利用。本发明合理的利用了空间及机器人技术，工艺路线短，占地面积小，自动化程度高，且有较高的开箱效率。

下面结合说明书附图进一步阐述本发明的内容。

附图说明

图1为本发明的三维立体图；

图2为图1中搬运机器人及其脱箱卡具三维立体图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的开箱设备包括输送纸箱烟包7的辊道输送机1和设置于辊道输送机1下面的顶升装置3，在输送机1的侧边支架上、位于顶升装置的前部设置有光电检测开关5，由顶升装置和检测开关控制捆扎带拆除和回收工位。为便于分别控制捆扎带拆除和回收工位以及机器人脱取外层纸箱工位，辊道输送机可设置为分别控制的两段1和6，并在辊道输送机1旁设置光电检测开关4。在辊道输送机1侧边设置有捆扎带拆除和回收机械手2进行纸箱捆扎带的检测、拆除、卷收和剪断，设有取上衬垫机械手8将纸箱上部的衬垫取出，机械手2和机械手8均采用现有技术结构。在辊道输送机1后端设置有翻包机9，所述的翻包机9，在驱动电机19的驱动下，通过传动机构20，可以使安装在底座21上的旋转支架22以及安装在旋转支架上的上输送机23、下输送机24绕旋转支架22的轴心作180度旋转，下输送机24的传输方向与烟包进入输送机的方向一致。上输送机23可由驱动元件25控制升降，通过其升降，可使进入下输送机24的烟包被上下两个输送机夹紧，从而翻转180度时，不会使烟包脱落。上输送机23的输送方向与与下输送机24的输送方向垂直，可以使烟包翻转180度后从翻包机的侧边输送到下一工位。在翻包机9侧边设置有烟包输送机11，进行脱去外层纸箱的烟包以及脱去全部纸箱的烟坯的输送。在其侧边支架上有光电检测开关12，作为机器人脱取内层纸箱工位的烟包位置检测定位传感器。在烟包输送机11侧边设置有取下衬垫机械手10，其结构与取上衬垫机械手8相似。在烟包输送机11与辊道输送机1的同内侧安装有水平四关节搬运机器人13，如图2所示，水平四关节搬运机器人由大臂26和小臂27的转动实现空间X-Y平面内的定位，末端手爪29的转动由电机28驱动，实现机器人的姿态定位。在末端手爪29上装有脱箱卡具。脱箱卡具包括有一固接在机器人末端关节29上的横梁30，在横梁30的两端各装有一套夹紧执行机构31，且夹紧执行机构31中带有压力传感器和自动锁死装置，当夹紧力达到一定值时，夹紧执行机构31停止夹紧动作并在该位置处锁紧。在本实施例中夹紧执行机构为带有气体压力传感器和抱闸的气缸。夹紧执行机构的两端分别连接夹臂32，在两个夹紧执行机构的作用下，两个夹臂32可以作夹抱动作，且在夹臂的两端，有夹抱纸箱的防滑夹抱块33。在两个夹臂横梁的中间，分别向下伸出两块立板34，在立板34上装有多个气动吸盘35，可以在脱取纸箱时使内外层纸箱易于分离或使内层纸箱与烟胚易于分离。在机器人13的另一侧装有空纸箱输送机16，将回收的纸箱输送到纸箱回收处，同时对纸箱中残留的烟叶进行回收。辊道输送机1的侧边设置有电控柜17，所有检测开关均与电控柜17电连接。

工作过程如下：首先，将纸箱烟包7沿辊道输送机1输送入开箱生产线，当辊道输送机1侧边安装的光电检测开关5检测的烟包到位时，输送机1停止，使烟包停止在输送机1上的捆扎带拆除和回收工位，然后顶升装置3升起，将烟包顶升，避免捆扎带被输送机辊道与纸箱压住，无法抽取。之后，捆扎带拆除和回收机械手2作相对纸箱纵向的移动，检测捆扎带的条数和位置，并将检测到的信息存储在控制系统中。然后，其拆除装置18根据控制系统预先存贮的信息自动对捆扎带进行拆除并将捆扎带卷收到回收装置15中剪切为碎段。捆扎带全部拆除后，顶升装置3下降，辊道输送机1和6启动，将烟包7沿输送机6向前输送，当输送机6上的光电检测开关4检测到烟包到达机器人脱取外层纸箱工位时，输送机6停止。然后机器人13启动，机器人的各手臂按预定的轨迹运动，使安装在机器人13末端关节上的脱箱卡具14罩住纸箱较长的侧边，夹紧执行机构31动作，使两个夹臂32向内运动，四个防滑夹抱块33以及安装在立板34上的气动吸盘35夹住纸箱两个侧边，也是纸箱较长的两个侧边，当夹紧力达到一定值时，夹紧执行机构31停止夹紧动作并在该位置处锁死。在本实施例中夹紧执行机构31为带有压力传感器和抱闸的气缸。然后气动吸盘35动作，使内外层纸箱间有一定间隙，减小脱外层纸箱时的摩擦力。之后机器人13动作，使脱箱卡具垂直向上运动，脱走烟包外层纸箱，接着机器人13继续按预定路径运动，将外层纸箱放置到空纸箱输送机16上面一定高度时，气动吸盘35松开，同时两个夹紧执行机构31也松开，使纸箱落到输送机16上，然后输送机16启动，将空纸箱输送到纸箱指定回收处。脱去外层纸箱后，取上衬垫机械手8启动，将取垫手爪转动到纸箱上方，手爪向下移动，压住衬垫，并由手爪上的夹具抓住衬垫后，手爪上升，机械手8回转，将衬垫放置到输送机侧边的衬垫回收处。之后，辊道输送机6以及翻包机9的下输送机24启动，将已脱去外层纸箱的烟包输送到翻包机中。当烟包进入到指定位置时，下输送机24停止，翻包机上的上输送机23在驱动元件25的作用下下降，使烟包在上、下两输送机之间可靠夹紧，然后在驱动电机19的驱动下旋转支架22以及上、下输送机23、24绕支架轴心作180度旋转，下输送机24旋转到顶上，上输送机23旋转到底面，然后上输送机23在驱动元件25作用下下降至与烟包输送机11的输送面等高。之后输送机23和11启动，通过光电检测开关12检测到烟包到达机器人脱取内层纸箱工位时，烟包输送机11停止。当烟包从翻包机9中全部输送出后，上输送机23停止，翻包机反向旋转180度复位，等待下一烟包进入。同时，烟包输送机11启动，将烟包输送到机器人脱取内层纸箱及取下衬垫工位，当光电检测开关12检测到烟包到达脱取内层纸箱工位时，输送机11停止，搬运机器人13启动，机器人的脱箱卡具14按设定的运动路径抓取内层纸箱并将空纸箱放置到空纸箱输送机16上。当内外层纸箱全部脱取后，驱动取下衬垫机械手10，将取垫手爪转动到纸箱上方，抓住衬垫后，机械手回转，将衬垫放置到衬垫回收处。然后烟包皮带输送机启动，将脱箱后的烟坯输送到烟草加工的下一加工工序。

烟包到达机器人脱取内层纸箱工位时，若机器人13未在进行脱取外层纸箱的工作，则机器人按预定的轨迹路径将脱箱卡具置于脱取内层纸箱工位的上方，否则要等机器人做完脱取外层纸箱的工作后，机器人手爪卡具14才运动到脱取内层纸箱工位的上方。

如上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以此限定本发明的范围，即依本发明专利申请保护范围所作的等同替换，皆应仍属本发明专利涵盖的范围。

与现有技术相比较，本发明依据烟包内外层纸箱包装的特点，将纸箱开箱过程分解为多个工序，由于各工序安排合理，设备设置紧凑、恰当，且将内外层纸箱回收的动作分开，使用流水作业的并行处理方式，大大提高工作效率，全部开箱动作均由机器自动化完成，提高了生产率。

本发明的工艺和生产线除了用于烟草行业外，通过控制流程的改变，还可广泛用于食品、医药、交通等轻工行业的纸箱全自动开箱。

Claims (3)

1.带脱箱卡具的烟包纸箱自动开箱设备，包括有输送烟包纸箱的输送机(1)，位于输送机旁的纸箱捆扎带拆除和回收机械手(2)及取上衬垫机械手(8)，在输送机(1)后端设置有翻包机(9)，在翻包机(9)旁设置有烟包输送机(11)和取下衬垫机械手(10)，在纸箱输送机(1)和烟包输送机(11)的同内侧设置有搬运机器人(13)，其特征在于，在搬运机器人(13)的末端手爪(29)上安装有脱箱卡具(14)，脱箱卡具包括有一横梁(30)，在横梁的两端各装有一套带压力传感器和自动锁死装置的夹紧执行机构(31)，夹紧执行机构的两端分别连接有夹臂(32)，夹臂上设置有防滑夹抱块(33)和向下伸出的立板(34)，在立板(34)上设置有吸盘(35)。

2.根据权利要求1所述的带脱箱卡具的烟包纸箱自动开箱设备，其特征在于，在翻包机(9)旁设置有空纸箱输送机(16)。

3.根据权利要求1所述的带脱箱卡具的烟包纸箱自动开箱设备，其特征在于，在输送机(1)上设置有控制捆扎带拆除和回收工位的光电检测开关(5)，还设置有控制烟包纸箱脱取外层纸箱工位的光电检测开关(4)，在烟包输送机(11)上设置有控制脱取内层纸箱工位的光电检测开关(12)，所有检测开关均与控制系统电连接。

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