CN103274094A - 一种纸板成形装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸板成形装配装置，它包括第一级升降组件、第二级升降组件Ⅱ、抓包组件，所述第二级升降组件Ⅱ、抓包组件都固定在第一级升降组件上，所述第二级升降组件Ⅱ上设有推杆Ⅱ，所述推杆Ⅱ位于抓包组件的工作区域的内部。该纸板成形装配装置可以对纸板进行弯折成形和安装操作，代替人工安装操作、实现自动化安装纸板的功能。通过使用环形纸板成形装配装置可以达到降低人力成本、纸板弯折成形规整、安装精确的优点。

Description

一种纸板成形装配装置

技术领域

本发明涉及一种纸板成形装配装置。

背景技术

在矩阵排列的产品包装中需要用到定位装置对产品阵列进行固定，以便使产品阵列能与包装箱之间产生间隔。现有的定位装置中以泡沫板最为常见，但是泡沫板存在存储运输不便、易断裂、不易回收等缺点，因而开始被市场逐步淘汰。目前最新的定位装置是采用纸质材料的纸板，它质地坚韧、自然环境下易降解、厚度小，具有存储运输方便、环保、生产成本低的优点。但现有技术中无论是安装泡沫板还是新型纸质定位装置都通过人工安装的方式进行。人工安装的方式存在安装速度慢、生产成本高的缺点，尤其是人工安装新型纸质定位装置时还存在弯折成形不规整的问题，新型纸质定位装置成形偏差大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化安装新型纸质定位装置的纸板成形装配装置，解决现有技术中该类新型纸质定位装置只能通过人工安装的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：所述纸板成形装配装置包括第一级升降组件、第二级升降组件Ⅱ、抓包组件，所述第二级升降组件Ⅱ、抓包组件都固定在第一级升降组件上，所述第二级升降组件Ⅱ上设有推杆Ⅱ，所述推杆Ⅱ位于抓包组件的工作区域的内部。

该技术方案中纸板成形装配过程伴随装箱操作一起进行，抓包组件抓住产品阵列的同时还夹取有纸板。该技术方案实施不仅能有效解决纸板成形装配的问题，还能同时为装箱操作提供便利。

包装箱底部可预先放置已经成形的纸板，然后进行装箱操作。为使预先放置的纸板能更贴合包装箱底部，作为本发明的优选，所述纸板成形装配装置还包括第二级升降组件Ⅰ，所述第二级升降组件Ⅰ固定在第一级升降组件上，所述第二级升降组件Ⅰ上设有推杆Ⅰ，所述推杆Ⅰ位于抓包组件的工作区域的外部。

产品阵列被纸板包裹后可通过悬空搬运的方式从纸板安装工位进入装箱工位，在此过程中通过移动物品进入装箱工位的方式最能达到理想的装箱过程。为实现产品阵列的搬运动作，作为本发明的优选，所述第一级升降组件包括水平位移升降机构和固定板，所述固定板安装在水平位移升降机构上。

纸板成形装配装置的抓取动作依靠抓包组件完成，作为本发明的优选，所述抓包组件包括定爪、动爪和安装板Ⅰ，所述定爪固定安装在安装板Ⅰ上，所述动爪通过气缸活动安装在安装板Ⅰ上，所述定爪对称分布，所述动爪对称分布，所述安装板与Ⅰ第一级升降组件固定连接，所述定爪一端设有导向面。

为确保动爪与纸板具有足够的接触面，同时又保持纸板成形后的状态，作为本发明的优选，所述动爪为平板状结构，所述定爪上设有开口。

由于纸板成形先是通过放置在产品阵列上的方式与产品阵列结合，故需要定位装置为纸板提供固定位置的功能，作为本发明的优选，所述第二级升降组件Ⅱ包括气缸Ⅱ、推杆Ⅱ，所述气缸Ⅱ安装在第一级升降组件上，所述气缸Ⅱ的活塞端连接推杆Ⅱ，所述推杆Ⅱ的一端位于抓包组件的工作区域内。第二级升降组件Ⅱ作为该定位装置，在纸板成形前通过压紧的方式得到定位操作。

单独推杆Ⅱ压紧纸板时纸板的受力面积小，故会造成第二级升降组件Ⅱ定位作用不稳定。作为本发明的优选，所述第二级升降组件Ⅱ还包括安装板Ⅱ、推板，所述安装板Ⅱ固定连接在气缸Ⅱ的活塞端，所述安装板Ⅱ两端分别固定推杆Ⅱ，所述推杆Ⅱ位于抓包组件的工作区域内的该端固定连接推板。通过推板与纸板接触，可增加第二级升降组件Ⅱ与纸板的接触面积，进而明显提高定位操作的稳定性。

作为本发明的优选，第二级升降组件Ⅰ包括气缸Ⅰ、载物板Ⅰ、推杆Ⅰ，所述气缸Ⅰ固定安装在第一级升降组件上，所述载物板Ⅰ固定安装在气缸Ⅰ的活塞端上，所述推杆Ⅰ固定在载物板Ⅰ上，所述推杆Ⅰ位于抓包组件的外侧且与推杆Ⅱ平行。

作为本发明的优选，所述载物板Ⅰ呈工字形，设有四个端部，所述载物板Ⅰ四端都固定安装有推杆Ⅰ，所述推杆Ⅰ的另一端持平。该技术方案可使纸板成形装配装置的结构更为紧凑，使的纸板成形装配装置的体积小。

为适应装箱作业的要求，作为本发明的优选，所述推杆Ⅰ呈矩阵分布。使得推杆Ⅰ不与包装箱接触。

本发明采用上述技术方案：该纸板成形装配装置可以对纸板进行弯折成形和安装操作，代替人工安装操作、实现自动化安装纸板的功能。通过使用环形纸板成形装配装置可以达到降低人力成本、纸板弯折成形规整、安装精确的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步具体说明。

图1为本发明一种纸板成形装配装置的立体图；

图2为本发明一种纸板成形装配装置的工作流程图Ⅰ；

图3为本发明一种纸板成形装配装置的工作流程图Ⅱ；

图4为本发明一种纸板成形装配装置的工作流程图Ⅲ；

图5为本发明一种纸板成形装配装置的工作流程图Ⅳ；

图6为本发明一种纸板成形装配装置的适用的纸板的主视图；

图7为本发明一种纸板成形装配装置的适用的纸板的使用状态图。

具体实施方式

如图1、2所示，纸板成形装配装置包括第一级升降组件、第二级升降组件Ⅰ、第二级升降组件Ⅱ、抓包组件。

第一级升降组件包括水平位移升降机构、固定板7。水平位移升降机构可以实现水平运动和升降运动，它包括支架、导轨、滑块、升降气缸、水平气缸。支架固定安装在机架上，导轨固定安装在支架上；水平气缸的缸体固定安装在支架上，其活塞端固定连接滑块，滑块活动安装在导轨上；升降气缸的缸体固定安装在滑块上，其活塞端固定连接在固定板7上。水平气缸伸缩运动时滑块随之往复运动，这样升降气缸在同一水平面内可以做水平运动；升降气缸伸缩时可以固定板7在竖直方向上运动，最终固定板7可以在水平方向和竖直方向运动。固定板7水平运动可以位于两条输送带上方，固定板7竖直运动可以处于高工位和低工位。

抓包组件包括定爪8、动爪9和安装板Ⅰ10。安装板Ⅰ10通过连接杆与固定板7固定连接，连接杆在安装板Ⅰ10与固定板7之间错位分布。定爪8为扁平的板状结构并且设有弯折部分。定爪8整体上呈凹字形，中间设有开口12。定爪8中间部位朝一方向弯折，两端朝与该方向相反的方向弯折，并且前者弯折程度大于后弯折程度。定爪8的中间部位与固定板7固定连接，弯折的两端在靠近固定板7该侧形成倾斜的导向面11，定爪8的其余部位与固定板7呈垂直的状态。固定板7固定安装有两个定爪8，两个定爪8对称分布在固定板7上。动爪9为扁平的板状结构，它通过气缸固定安装在固定板7上，固定板7上安装有两个气缸，每个气缸上都安装有动爪9。气缸的缸体固定在固定板7上，气缸的活塞端与动爪9固定连接。固定板7上的动爪9对称分布，并且两个气缸反向安装。即两个气缸伸出时动爪9之间的间距最大，两个气缸收缩时动爪9之间的间距最小。

第二级升降组件Ⅰ包括气缸Ⅰ13、载物板Ⅰ14、推杆Ⅰ15。气缸Ⅰ13的缸体固定安装在固定板7上，气缸Ⅰ13的活塞端与载物板Ⅰ14的固定连接。载物板Ⅰ14为工字形结构，设有四个端部，在端部固定有四根呈矩阵分布的推杆Ⅰ15，四根推杆Ⅰ15分别位于相邻的动爪9与定爪8之间的区域的外侧，并且四根推杆Ⅰ15的另一端都处于同一平面内。气缸Ⅰ1334伸出时推杆Ⅰ15下降，气缸Ⅰ13收缩时推杆Ⅰ15上升。

第二级升降组件Ⅱ包括气缸Ⅱ16、推杆Ⅱ17、安装板Ⅱ18、推板19。气缸Ⅱ16通过支架安装在固定板7上，气缸Ⅱ16的缸体与支架固定连接，支架与固定板7固定连接。气缸Ⅱ16的活塞端固定连接安装板Ⅱ18，安装板Ⅱ18两端分别固定推杆Ⅱ17，推杆Ⅱ17穿过固定板7、安装板Ⅰ10，一端位于抓包组件的工作区域内。为提高推杆平稳的提供推力，在两个推杆Ⅱ17的末端固定安装推板19，推杆将两个推杆Ⅱ17连接在一起。由此，推杆Ⅱ17、安装板Ⅱ18、推板19形成框架结构。推板19位于安装板Ⅰ10的下部。气缸Ⅱ16伸出时推板19下降，气缸Ⅱ16收缩时推板19上升。

如图6、7所示，适用于该纸板成形装配装置的纸板采用瓦楞纸板模切而成，整体为十字形状。瓦楞纸板是由面纸、波浪形芯纸夹层通过粘合而成，波浪形芯纸夹层连续弯曲形成凹槽1，相邻凹槽1之间的朝向相反、延伸方向平行。模切成形后，纸板本体上设有定位部2、包裹部3、支撑部4。包裹部3、支撑部4都与定位部2连为一体，包裹部3与定位部2之间通过折痕线6划界区分。定位部2为矩形结构，长边长度大于宽边长度，而且长边的延伸方向与本体上的凹槽1的延伸方向垂直，故宽边的延伸方向与本体上的凹槽1的延伸方向平行。在定位部2的四个边角处各设有一个直角缺口，这样定位部2的各边缘长度小于整体尺寸，定位部2在长边处的外侧边缘的长度L1`小于定位部2整体上在长边处的长度L1、定位部2在宽边处的外侧边缘的长度W1`小于定位部2整体上在宽边处的长度W1。包裹部3为矩形结构，纸板本体上设有四个包裹部3，包裹部3分别位于定位部2的外侧边缘处，位于定位部2的长边处的包裹部3的长度等于定位部2在长边处的外侧边缘的长度L1`，位于定位部2的宽边处的包裹部3的长度等于定位部2在宽边处的外侧边缘的长度W1`。因此，四个包裹部3之间分开。支撑部4呈矩形，它位于定位部2的外侧，在定位部2的长边处分布有两个，在定位部2的宽边处分布有一个；定位部2的长边处的两个支撑部4对称分布且分别位于定位部2的长边处的两端，定位部2的宽边处的支撑部4位于宽边处的中间位置。在定位部2的长边处，支撑部4与定位部2的连接位置到定位部2的中心线的距离D1小于包裹部3与定位部2的连接位置到该中心线的距离D1`；在定位部2的宽边处，支撑部4与定位部2的连接位置到定位部2的中心线的距离D2小于包裹部3与定位部2的连接位置到该中心线的距离D2`。在定位部2的长边处的两个支撑部4之间相对定位部2的中心线呈对称状态。支撑部4位于支撑部4位于包裹部3和定位部2之间，在模切形成时支撑部4、包裹部3、定位部2都处于同一平面，支撑部4包裹在定位部2和包裹部3中间，支撑部4与包裹部3之间设有切口，因此支撑部4与包裹部3之间分开。定位部2的正中间位置设有通孔5，通孔5呈矩形，四个边角呈圆弧状。通孔5的长边所处位置与定位部2的长边所处位置对应，通孔5的宽边所处位置与定位部2的宽边所处位置对应，通孔5使得定位部2的本体在宽边处的宽度W2大于本体在长边处的宽度W2`。

该纸板为平板状结构，层叠堆放后占用空间少且空间利用率较高，层叠的纸板整体较为紧实，具有很强的抗压、抗震特性，使得该纸板存储运动方便。如图7所示，使用时需在纸板的折痕线处顺势进行弯折。纸板的折痕线都处于同一侧的表面上，因此，在弯折时四个包裹部3的弯折方向相同。在弯折过程中，支撑部4从包裹部3中脱离，支撑部4与包裹部3支撑部4之间产生夹角。弯折后，纸板形成半包围立体状结构，包裹部3与定位部2之间形成用于定位固定物品的工作区域。由于包裹部3与定位部2之间的折痕线6远离支撑部4与定位部2的连接位置，这保证了包裹部3弯折时不会影响支撑部4继续保持原有状态，使两者之间在弯折过程中互不干扰，弯折成形过程受此得以顺利进行。

纸板在立体状态下结构异常坚固，主要原因在于立体状态时纸板的受力结构发生改变，受力结构的稳定性提高。同时，纸板的长边设置也能优化受力结构，纸板的包裹部在弯折后，定位部表面受力能力由于受到弯折的包裹部的支撑而提高，这是因为长边处的波浪形芯纸夹层的凹槽的延伸方向与长边的延伸方向垂直，定位部自身在与其平行的方向上能承受较大的外力，包裹部弯折，使得包裹部在与定位部非平行的方向上能承受较大的外力，进而促使定位部在与其非平行的方向上，即倾斜于定位部或者垂直于定位部的方向上能够承受较大的外力；包裹部受到定位部的作用，在垂直或者倾斜于其表面的方向上能承受较大的外力，如此定位部与包裹部之间相互作用，互为补充，最终使得整个纸板在立体状态下结构坚固。该实施例中的纸板在使用过程中起到了现有技术中泡沫板所起到的固定作用。

为了能与纸板配合适用，纸板成形装配装置上的主要结构有与纸板对应的技术特征。定爪8的开口12宽度稍大于支撑部的宽度，定爪8之间的距离稍大于定位部整体上在长边处的长度L1。动爪9的宽度稍小于定位部在长边处的两个相邻支撑部的间距。固定板7的两个气缸反向气缸伸出时动爪9之间的间距最大，该最大距离大于定位部的宽度；两个气缸收缩时动爪9之间的间距最小，该最小距离小于定位部的宽度。动爪9、定爪8在固定板7上分布整体所形成的形状与定位部结构对应。

如图2的step1所示，初始状态下第一级升降组件处于输送产品阵列的输送带正上方并且处于高工位；气缸Ⅰ13收缩；气缸Ⅱ16伸出。推杆Ⅰ15的末端高于定爪8的末端，推板19位于定爪8的导向面11之间的区域。与动爪9连接的气缸伸出，动爪9之间展开。使用时，产品阵列被输送带输送至纸板成形装配装置的正下方，向产品阵列顶部放置纸板20。为了在装箱初期保持该产品阵列的排列状态，在产品阵列的中间位置人工安装有另一个纸板辅助固定架21，该纸板辅助固定架21为矩形的环状结构，其位于产品阵列的外部。

如图2的step2所示，第一级升降组件下降，带动第二级升降组件Ⅰ、第二级升降组件Ⅱ都下降运动。下降过程中推板19最先与纸板20接触，它将纸板20紧紧压向产品阵列上。

如图3的step3所示，第一级升降组件继续下降，定爪8、动爪9已经将包裹部向产品阵列所在位置挤压，使得包裹部相对定位部弯折。与此同时，气缸Ⅱ16同步收缩，以使推板19以适当的压力压向产品阵列。支撑部分别位于动爪9的两侧，以及定爪8的开口12处。由于定爪8的两端向外弯折、动爪9处于展开状态，故抓包组件与包裹部的接触位置远离包裹部与定位部的连接位置，这样就能保证包裹部弯折变形过程顺利进行，而在导向面11的作用下可以进一步保证包裹部弯折变形过程顺利进行。

直至推板19贴合在安装板Ⅰ10下侧，安装板Ⅰ10与纸板之间的距离最小，此时抓包组件完全包裹在产品阵列的顶部，与动爪9连接的气缸收缩，与动爪9接触的包裹部被进一步弯折且贴合在产品阵列的表面，由此动爪9夹紧产品阵列。抓包后，产品阵列连同纸板20、纸板辅助固定架21一起被抓包组件抓起。水平位移升降机构提升产品阵列，并在提升后水平位移，使产品阵列位于输送包装箱的输送带上。接着第一级升降组件下降，将产品阵列放入包装箱内，如图3的step4所示，此时纸板20、纸板辅助固定架21都被置于包装箱内。

如图4的step5、step6所示，气缸Ⅰ13伸出，推杆Ⅰ15顶向纸板辅助固定架21的四个边角位置，直至纸板辅助固定架21被顶至产品阵列的下部。接着，气缸Ⅰ13收缩，与此同时，连接动爪9的气缸伸出，抓包组件释放纸板20；第一级升降组件、第二级升降组件Ⅰ做上升运动，而第二级升降组件Ⅱ伸出，以使推板19顶向纸板20。这样抓包组件与纸板脱离、推杆Ⅰ15与纸板辅助固定架21脱离。

推杆Ⅰ15复位时与纸板辅助固定架21顺利脱离。由于纸板的弯折成形后形成与抓包组件复位方向相反的弯折状态，因此纸板在未限位的情况下很容易随抓包组件一起运动，导致纸板安装位置偏移。在整个纸板安装过程中被推板19紧压着，通过推板19顶住纸板就能有效抑制纸板在抓包组件复位时位置偏移的问题，所以在第一级升降组件、第二级升降组件Ⅰ上升复位时第二级升降组件Ⅱ同步下降，如图5的step7所示。

如图5的step8所示，当第一级升降组件、第二级升降组件Ⅰ上升到初始状态时推板19才与纸板20分开，此时，包裹部已经完全展开。这样支撑部与包装箱之间呈垂直的位置关系，包裹部紧压在包装箱上并与包装箱之间呈倾斜的位置关系。

Claims (10)

1.一种纸板成形装配装置，其特征在于：所述纸板成形装配装置包括第一级升降组件、第二级升降组件Ⅱ、抓包组件，所述第二级升降组件Ⅱ、抓包组件都固定在第一级升降组件上，所述第二级升降组件Ⅱ上设有推杆Ⅱ(17)，所述推杆Ⅱ(17)位于抓包组件的工作区域的内部。

2.根据权利要求1所述纸板成形装配装置，其特征在于：所述纸板成形装配装置还包括第二级升降组件Ⅰ，所述第二级升降组件Ⅰ固定在第一级升降组件上，所述第二级升降组件Ⅰ上设有推杆Ⅰ(15)，所述推杆Ⅰ(15)位于抓包组件的工作区域的外部。

3.根据权利要求1所述纸板成形装配装置，其特征在于：所述第一级升降组件包括水平位移升降机构和固定板(7)，所述固定板(7)安装在水平位移升降机构上。

4.根据权利要求1所述纸板成形装配装置，其特征在于：所述抓包组件包括定爪(8)、动爪(9)和安装板Ⅰ(10)，所述定爪(8)固定安装在安装板Ⅰ(10)上，所述动爪(9)通过气缸活动安装在安装板Ⅰ(10)上，所述定爪(8)对称分布，所述动爪(9)对称分布，所述安装板与Ⅰ第一级升降组件固定连接，所述定爪(8)一端设有导向面(11)。

5.根据权利要求4所述纸板成形装配装置，其特征在于：所述动爪(9)为平板状结构，所述定爪(8)上设有开口(12)。

6.根据权利要求1所述纸板成形装配装置，其特征在于：所述第二级升降组件Ⅱ包括气缸Ⅱ(16)、推杆Ⅱ(17)，所述气缸Ⅱ(16)安装在第一级升降组件上，所述气缸Ⅱ(16)的活塞端连接推杆Ⅱ(17)，所述推杆Ⅱ(17)的一端位于抓包组件的工作区域内。

7.根据权利要求6所述纸板成形装配装置，其特征在于：所述第二级升降组件Ⅱ还包括安装板Ⅱ(18)、推板(19)，所述安装板Ⅱ(18)固定连接在气缸Ⅱ(16)的活塞端，所述安装板Ⅱ(18)两端分别固定推杆Ⅱ(17)，所述推杆Ⅱ(17)位于抓包组件的工作区域内的该端固定连接推板(19)。

8.根据权利要求1所述纸板成形装配装置，其特征在于：第二级升降组件Ⅰ包括气缸Ⅰ(13)、载物板Ⅰ(14)、推杆Ⅰ(15)，所述气缸Ⅰ(13)固定安装在第一级升降组件上，所述载物板Ⅰ(14)固定安装在气缸Ⅰ(13)的活塞端上，所述推杆Ⅰ(15)固定在载物板Ⅰ(14)上，所述推杆Ⅰ(15)位于抓包组件的外侧且与推杆Ⅱ(17)平行。

9.根据权利要求8所述纸板成形装配装置，其特征在于：所述载物板Ⅰ(14)呈工字形，设有四个端部，所述载物板Ⅰ(14)四端都固定安装有推杆Ⅰ(15)，所述推杆Ⅰ(15)的另一端持平。

10.根据权利要求9所述纸板成形装配装置，其特征在于：所述推杆Ⅰ(15)呈矩阵分布。

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