CN102689456B - 一种纸箱手提把安装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸箱手提把安装设备，包括主轴部分、送料机构和穿箱机构，其中穿箱机构由机体滑道、两端压紧滑道、压紧块、穿箱动力头和弹簧组成。电动机带动主轴转动，主轴设计成曲轴结构，并且装有一个带有凹槽的凸轮；曲轴通过连杆带动穿箱动力头上下运动，穿箱动力头的上压板通过弹簧与两端压紧滑道的上挡板、下挡板相连，穿箱动力头的下压板与压紧块连接，并且两者之间有弹簧，在机体滑道挡块、弹簧和纸箱限位的作用，两端压紧滑道可做上下间歇运动；凸轮转动一周可驱动弹簧送料机构左右间歇移动一次。将以上两个间歇运动合成实现手提把自动穿箱操作。本发明的优点在于：结构简洁、运动紧凑、动作可靠性高，使用一个电机作为动力源即可按照固定逻辑实现纸箱压紧、穿箱和进料三种动作；该设备可降低生产成本，提高生产效率。

Description

一种纸箱手提把安装设备

技术领域

本发明涉及一种纸箱手提把安装设备，属于包装机械领域和自动化领域。

背景技术

带有手提把的纸箱广泛应用于牛奶等快速消费品包装中，如图1所示，现有技术的手提把多有上提手和下垫片两部分组成。目前手提把的穿箱操作多是由人工完成的，效率低，成本高、劳动强度大。

通过对现有技术检索，与本发明有关的专利包括：(1)申请号为200810218974.1的发明专利，发明名称为“一种用于自动安装提手的设备”，其采用成型爪手机构使上提手成形，采用气缸实现穿箱操作；申请号为201110055873.9的发明专利，发明名称为“一种安装纸箱提手的设备”，其是一种将上提手制造和穿箱操作集成一体的设备。现有发明的机械结构复杂、成本高，且均使用气缸控制实现驱动各部件顺序完成操作、电气控制逻辑繁琐。

发明内容

为简化现有上述手提把安装设备存在的问题，本发明将发明一种机械结构简单、使用电机驱动的半自动的纸箱手提把安装设备，操作人员将纸箱放在安装设备指定位置后，安装设备可以自动实现穿手提把功能，大幅提高生产效率、节约劳动力成本。

本发明的目的是这样实现的：一种纸箱手提把自动安装设备，包括：设备机体、主轴部分、送料机构以及穿箱机构，所述设备机体由机体、机体滑道组成，所述机体滑道的下端开有滑道，上端左右两侧一定高度处各有一个挡块；所述主轴部分由电机、联轴器、轴承、曲轴和安装在曲轴上的凸轮和连杆组成，所述电机通过联轴器与曲轴连接；所述送料机构由主动杆、手提把上提手传送杆、手提把下垫片传送杆、弹簧、弹簧挡块和3个导向套筒组成；所述穿箱机构由压紧滑道、压紧块、穿箱动力头和弹簧组组成；所述压紧滑道安装在机体滑道上，其上端设有上挡板，下端设有下挡板；所述穿箱动力头包括上压板、下压板，所述穿箱动力头上端与连杆相连，其上压板位于压紧滑道的上挡板和下挡板之间，并且与上、下挡板之间各有一组上压缩弹簧和下压缩弹簧，穿箱动力头的下压板有两个冲压手提把上提手的冲杆。

本发明的目的还可以这样实现：使用安装在主轴上的曲柄机构或凸轮机构代替曲轴机构，实现曲轴的功能。

进一步地，所述凸轮侧面一定弧度范围内加工有渐进渐出的凹槽，所述凹槽在凸轮侧平面上的投影为圆环，所述凸轮上的凹槽的最深点与曲轴的最高点间的连线与主轴的中心线相交，或接近相交。

进一步地，所述主动杆与上提手传送杆和下垫片传送杆之间通过连接杆刚性连接，并且上述3个杆件各通过导向套筒导向；主动杆的左端穿透机体壳体，并且有一压缩弹簧穿在主轴上，压缩弹簧位于连接杆和弹簧挡块之间；所述主动杆的右端连接一滚轮，滚轮可以滚入凸轮侧面的凹槽内；上提手传送杆的右端连接一拱形上提手送料薄片，下垫片传送杆的右端连接一平面形下垫片送料薄片。

进一步地，所述主动杆通过压缩弹簧的压紧力使滚轮与凸轮的侧面保持接触。

进一步地，穿箱动力头下压板与压紧块之间有压紧弹簧，穿箱机构动力头的穿箱动力头上的上压板和下压板通过螺纹杆刚性连接。

进一步地，所述压紧滑道靠近上提手传送杆的一侧的滑道上开有进料槽。

本发明的有益效果是仅使用一个电机作为动力源实现了自动送料运动和穿箱运动；所设计的手提把穿箱机构能够按照固定逻辑实现纸箱压紧、穿箱和进料三种动作，机械结构简单、控制逻辑由设备机械机构保证，动作逻辑顺序的稳定性高。上提手规整好后，操作人员使用该设备的穿箱速度达到每分钟18个左右，穿箱效率与人工(3.5个/min)相比大幅提高。

附图说明

图1纸箱手提把上提手和下垫片图；

图2本发明的纸箱手提把安装设备的结构示意图，其中图中的穿箱机构为旋转90度后的示意图，为了给上提手料仓留出空间，穿箱机构需要与主轴错开一定的位置；

图3凸轮的结构示意图。

图中各部件名称如下：

1-电机，2-联轴器，3-主轴，4-轴承，5-凸轮，6-曲轴，7-轴承，8-连杆，9-轴连接件，10-导向套筒，11-导向杆，12-机体滑道，13-压紧滑道，14-下压板，15-冲杆，16-压紧块，17-纸箱，18-手提把上提手，19-手提把下垫片，20-上提手料仓，21-挡块，22-上挡板，23-下挡板，24-下压缩弹簧，25-上提手成形快，26-压紧弹簧，27-工作台，28-下垫片料仓，29-下垫片传送杆，30-上提手传送杆，31-主动杆，32-连接杆，33-轴台肩，34-下垫片送料薄片35-导向筒，36-上提手送料薄片，37-进料槽，38-压缩弹簧，39-弹簧挡块，40-机体，41-滚轮，42-上压缩弹簧，43-上压板，44-导向筒，45-导向筒，46-螺纹杆，47-凸轮凹槽，48-托板，49-滑轮，50-配重。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

本发明的纸箱手提把安装设备是一种将纸箱手提把上提手和下垫片安装到纸箱孔上的设备，由操作者将纸箱定位在设备的指定工位上，穿箱设备自动完成手提把上提手和下垫片的供料和穿箱操作。

参照图2，本发明的纸箱手提把安装设备包括：设备机体部分、主轴部分、送料机构和穿箱机构，下面分述如下：

设备机体主要包括用于安装穿箱机构的机体滑道12，用于固定待安装手提把下垫片的下垫片凹槽，该凹槽的形状与下垫片一样，外沿尺寸比下垫片稍大，厚度与下垫片尺寸相同，用于放置纸箱17，固定手提把手提把上提手料仓20和下垫片料仓28等。

主轴部分由电机1、主轴3、联轴器2、轴承4、凸轮5、轴承7和连杆8组成，电机1通过联轴器2与主轴3连接，主轴3上有一曲轴结构6，两端轴承4和7用于支撑主轴3及安装在轴上的凸轮5，凸轮5侧面一定弧度范围内加工有渐进渐出的凹槽，凹槽的最大深度由手提把的上下垫片的最大宽度决定；所述凹槽在凸轮5侧平面上的投影为圆环，圆环的中心在主轴3的轴心线上，所述凸轮安装时应保证凸轮凹槽47的最深点与曲轴6的最高点的连线与主轴3的中心线相交，或者接近相交。

送料机构由主动杆31、手提把上提手传送杆30、手提把下垫片传送杆29、压缩弹簧38和3个导向套筒组成。主动杆31的左端机体40上留有一孔，主动杆31可在该孔内运动，有一压缩弹簧38穿在主动杆上，位于弹簧挡块39和轴台肩33之间，始终处于压紧状态；所述主轴的另外一端连接一滚轮41，滚轮41可以在凸轮5转动的过程中始终与凸轮5的侧面保持接触，通过在凹槽内的滚入-滚出运动带动主动杆31做左右间歇往复运动。主动杆31与上提手传送杆30和下垫片传送杆29通过连接杆32刚性连接，并且上述三个杆件各通过一个固定在机体上的导向套筒35、44、45导向；上提手传送杆30的右端连接一拱形上提手送料薄片36，上提手送料薄片36的前面为上提手料仓20，上提手料仓20的下端为拱形的上提手成形块25，拱形上提手送料薄片36用于将在上提手成形块25中将呈拱形的上提手，沿着进料槽37推入到压紧滑道13中；下垫片传送杆29的右端连接一平面形下垫片送料薄片34，下垫片送料薄片34的前方为下垫片料仓28，平面形下垫片送料薄片34用于将下垫片推入机体下垫片凹槽内。

穿箱机构由压紧滑道13、压紧块16、穿箱动力头和弹簧组组成。机体滑道12的下端开有滑道，上端左右两侧一定高度处各有一个挡块21；压紧滑道13安装在机体滑道12上，可沿机体滑道12上下运动，且其上端有装有上挡板22，下端装有下挡板23，压紧滑道13下端开有进料槽37，用于将上提手送料薄片36送来的上提手送入压紧滑道13内；穿箱动力头上端与连杆机构8相连，通过安装在机体上的导向套筒10上下运动；穿箱动力头由的上压板43和下压板14通过螺钉刚性连接在一起组成，上压板43位于压紧滑道13的上挡板22和下挡板23之间，并且与上、下挡板23之间各有一组压缩弹簧42、24。穿箱动力头的下压板14有两个冲压手提把上提手的冲杆15，压紧块16通过螺栓与下压板14连接，压紧块16与下压板14之间设有一组穿在螺栓上的压紧弹簧。

本发明的目的还可以这样实现：使用直轴代替曲轴，在直轴上安装曲柄，从而实现曲轴的功能。同样在直轴上安装一凸轮，凸轮侧面一定弧度范围内加工有渐进渐出的凹槽，凹槽的最大深度由手提把的上下垫片的最大宽度决定；所述凹槽在凸轮侧平面上的投影为圆环，圆环的中心在曲轴的轴心线上，所述凸轮安装时应保证凸轮凹槽的最深点与曲柄的最高点的连线与主轴的中心线相交，或者接近相交。

本发明的纸箱手提把安装设备的各部分功能如下：

(1)设备机体部分

设备机体部分的主要功能包括为固定主轴部分、送料机构和穿箱机构提供支撑和导向，用于定位手提把下垫片的工位和纸箱的工位，保证实现准确的穿箱操作。

(2)主轴部分

主轴部分的主要功能是为送料机构和穿箱机构提供动力和运动，保障送料机构和穿箱机构按照预定的逻辑实现间歇运动，把电机输出的旋转运动转化为送料机构的水平间歇运动和穿箱机构的上下间歇运动。

(3)送料机构

送料机构通过间歇运动把上提手料仓和下垫片料仓的上下垫片分别送入到穿箱机构和机体的下垫片凹槽中。

(4)穿箱机构

穿箱机构的主要功能是通过其上升中的间歇运动接收上提手送料机构推进来的上提手，通过下降过程中的间歇运动，将手提把上提手通过中间压紧、两端定位、最后冲压的方式实现手提把的穿入。

本发明的纸箱手提把安装设备的工作过程如下：

电机带动主轴转一圈，可以实现以下操作：

(1)手提把上下垫片传送：电机1通过曲轴6带动穿箱机构向上运动过程中，压紧滑道13的上挡板22首先与机体滑道上的挡块21接触，此后压紧滑道13静止不动，压紧滑道13的上挡板22和穿箱动力头上压板43之间的弹簧42受压缩，压紧滑道13上的上进料槽37恰好对准上料仓20的出口。压紧块16的高度高于进料槽37后，送料机构主动杆31的滚轮在压缩弹簧38的作用力下逐步进入凹槽47，主动杆31向右运动，从而带动上提手传送杆30和下垫片传送杆29推动相应料仓内的一个上提手和一个下垫片进入压紧滑道13和机体下垫片凹槽中，实现供料。需要指出的是，上提手供料仓下端有一个拱形的成型块，因此上提手以拱形进入压紧滑道13，上提手依靠其拱形张力和滑道两侧的支撑不会从压紧滑道13内滑落。下垫片料仓28底部有一个可以上下移动的托板28，配重50通过滑轮49可以使托板48始终压紧下垫片料仓中的下垫片。

(2)穿箱操作：操作者已将纸箱放到工作台27的指定工位。电机曲轴6越过最高点后，穿箱动力头向下运动，压紧滑道13的上挡板22和穿箱动力头上压板43之间的弹簧逐渐恢复，在重力的作用下压紧滑道13向下运动，首先压紧滑道13的下端与纸箱平面接触，并停止运动；穿箱动力头继续向下运动，压紧滑道13的下挡板23和穿箱动力头上压板43之间的弹簧24受压缩，压缩量越大，压紧滑道13与纸箱之间的压紧力越大，从而实现纸箱压紧；

压紧块16下降的过程中逐渐将压紧滑道13中的上提手推到纸箱面上，压紧块16无法继续向下运动，弹簧26受压紧；通过逐渐增大弹簧力将压紧滑道13内的上提手压紧在纸箱平面上，由于压紧滑道13的四面(左右和前后)限位作用，手提把上提手在纸箱两个孔的正上方形成凸起。穿箱动力头继续向下运动，穿箱机构的冲杆15将两凸起冲入纸箱和下垫片形成的孔中，从而完成手提把穿箱操作。

通过调节电机的转速可实现操作者操作速度与设备运行速度的最佳结合。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (2)

1.一种纸箱手提把自动安装设备，包括：主轴部分、送料机构以及穿箱机构， 

所述主轴部分由电机（1）、联轴器（2）、轴承（4、7）、曲轴（6）和安装在曲轴上的凸轮（5）和连杆（8）组成，所述电机（1）通过联轴器（2）与曲轴（6）连接；

所述送料机构由主动杆（31）、手提把上提手传送杆（30）、手提把下垫片传送杆（29）、弹簧（38）、弹簧挡块（39）和3个导向套筒（35、44、45）组成；

所述穿箱机构由压紧滑道（13）、压紧块（16）、穿箱动力头和弹簧组（24、26、42）组成；所述压紧滑道（13）安装在机体滑道（12）上，其上端设有上挡板（22），下端设有下挡板（23）；所述穿箱动力头包括上压板（43）、下压板（14），所述穿箱动力头上端与连杆（8）相连，其上压板（43）位于压紧滑道（13）的上挡板（22）和下挡板（23）之间，并且与上、下挡板（22、23）之间各有一组上压缩弹簧（42）和下压缩弹簧（24），穿箱动力头的下压板（14）有两个冲压手提把上提手的冲杆（15）；

其特征在于，

所述凸轮（5）侧面一定弧度范围内加工有渐进渐出的凸轮凹槽（47）；

所述主动杆（31）与上提手传送杆（30）和下垫片传送杆（29）之间通过连接杆（32）刚性连接，并且上述主动杆（31）、上提手传送杆（30）和下垫片传送杆（29）通过导向套筒（35、44、45）导向；主动杆（31）的左端穿透机体壳体，并且有一压缩弹簧（38）穿在主轴上，压缩弹簧（38）位于连接杆（32）和弹簧挡块（39）之间；所述主动杆的右端连接一滚轮（41），滚轮（41）滚入凸轮（5）侧面的凹槽内；上提手传送杆（30）的右端连接一拱形上提手送料薄片（36），下垫片传送杆（29）的右端连接一平面形下垫片送料薄片（34）；

所述主动杆（31）通过压缩弹簧（38）的压紧力使滚轮（41）与凸轮（5）的侧面保持接触；

所述压紧滑道（13）靠近上提手传送杆（30）的一侧的滑道上开有进料槽（37）。

2.根据权利要求1所述的纸箱手提把自动安装设备，其特征在于，所述曲轴（6）由曲柄或凸轮结构代替。

3. 根据权利要求1或2所述的纸箱手提把自动安装设备，其特征在于，所述凸轮凹槽（47）的最深点与曲轴的最高点间的连线与主轴（3）的中心线相交，或接近相交。

4．根据权利要求3所述的纸箱手提把自动安装设备，其特征在于，穿箱动力头的下压板（14）与压紧块（16）之间有压紧弹簧（26），穿箱动力头的上压板（43）和下压板（14）通过螺纹杆（46）刚性连接。

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