CN103332314A - 一种装箱机及装箱方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装箱机及装箱方法，该装箱机至少包括进箱机构、翻转机构、提箱机构、进包机构、出箱机构和机架，工作时首先将来自进箱机构的包装箱置于提箱机构上，使包装箱处于倾斜状态；进包机构在固定的投放位置向包装箱内投入相对包装箱底部呈竖直状态的无菌软袋；无菌软袋进入包装箱并处于平稳状态后，包装箱随提箱机构沿倾斜方向下移一定距离，然后暂停，继续向包装箱内投入相对包装箱底部呈竖直状态的无菌软袋，重复该装箱过程直至包装箱装满，装箱结束后包装箱通过出箱机构向外输出。实现了利用自动化设备为无菌软袋提供装箱操作的目的，节省人力开资，提高生产效率。

Description

一种装箱机及装箱方法

技术领域

本发明涉及将产品装入包装箱内的设备，尤其涉及一种将产品竖直装入包装箱内的装箱机以及装箱方法。

背景技术

现有技术中无菌软袋的装箱过程采用人工方式——输送无菌软袋的流水线上，工人徒手抓取无菌软袋，然后将无菌软袋横卧放置在包装箱内。人工装箱操作存在弊端，装箱速度慢、劳动强度大；通常需要配备多名装箱操作工才能满足生产量需求。

为放置更多的无菌软袋，包装箱内的无菌软袋层叠放置。该装箱方式造成处于底层的无菌软袋承受来自上层的多包无菌软袋的重力，该处的无菌软袋极易被挤破。因此，现有技术中无菌软袋的装箱技术存在破袋率高的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是通过自动化设备完成无菌软袋的装箱操作，解决人工操作存在的效率低、生产成本高的问题，本发明的目的在于提供一种可完全替代人工装箱操作的装箱机，实现无菌软袋的自动化装箱操作。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该装箱机至少包括进箱机构、翻转机构、提箱机构、进包机构、出箱机构和机架，所述进箱机构、翻转机构、提箱机构、进包机构、出箱机构都安装在机架上，所述提箱机构上设有均匀分布的装箱槽，所述提箱机构位于进箱机构的一侧，所述进箱机构与提箱机构交叉，所述翻转机构位于进箱机构和提箱机构之间，所述进包机构位于提箱机构上方，所述出箱机构位于提箱机构下方。

进箱机构的作用是将展开的包装箱输送到装箱机所在位置；翻转机构的作用是将处于水平状态的包装箱置于倾斜状态并送入提箱机构所在位置；提箱机构的作用是提供倾斜方向上的支撑力，保持包装箱的开口能一直处于倾斜状态；进包机构的作用是向处于倾斜状态的包装箱送入无菌软袋；出箱机构的作用是将装有无菌软袋的包装箱输送出去。

无菌软袋处于包装箱内部时，无菌软袋处于卧躺的状态，无菌软袋的外形规整，避免在自身重力作用下造成的局部宽度变大而导致需要将无菌软袋向一侧挤压以便腾出空间继续装箱的弊端。

向装箱机除了输入无菌软袋之外还需输入展开的包装箱，作为本发明的优选，所述进箱机构至少包括输送带Ⅰ，所述输送带Ⅰ呈水平状态。该结构的进箱机构为接入开箱机的输出轨道提供便利，保持装箱机与其它设备的衔接性能。

作为本发明的优选，所述翻转机构至少包括翻转板、翻转气缸、推箱板、推箱气缸，所述翻转板横截面呈L形，一侧设有宽度大于输送带Ⅰ宽度的开口，其活动连接在机架上并位于输送带Ⅰ上方，所述翻转气缸一端与翻转板连接，另一端与机架连接，所述推箱板安装在推箱气缸上，所述推箱气缸安装在机架上，所述推箱板位于翻转板上部，所述翻转气缸伸缩方向与推箱气缸伸缩方向垂直。翻转机构结构简单，主体组件只有若干部件组成，采用功能化设计，即将翻转功能和推箱功能分开设置在两个组件上。其中，翻转板和翻转气缸负责翻转功能、推箱板和推箱气缸负责推箱功能。这样的设计可达到稳定的工作性能，也便于拆卸维护。

作为本发明的优选，所述提箱机构至少包括输送带Ⅱ和盖板，所述输送带Ⅱ上均匀设有挡板，所述挡板之间形成装箱槽，所述输送带Ⅱ呈倾斜状态，所述盖板安装在机架上并且与输送带Ⅱ平行，所述盖板位于输送带Ⅱ上方，所述盖板两侧设有折边。挡板与挡板之间形成装箱槽，输送带Ⅱ转动时装箱槽随之运动。包装箱置于装箱槽内，由此包装箱在倾斜状态做直线运动。包装箱上的折盖在盖板的限制作用下保持竖直状态，这样可以缩小包装箱与进包机构之间的距离，提升落包成功率，以及置包的平稳性。

作为本发明的优选，进包机构至少包括输送带Ⅲ，所述输送带Ⅲ的一端位于输送带Ⅰ上方。无菌软袋通过输送带Ⅲ输送至装箱槽上方的位置，无菌软袋在自由滑落过程中以垂直与包装箱底部的状态进入包装箱内，最终卧躺在处于倾斜状态的包装箱内。

作为本发明的优选，所述出箱机构至少包括输送带Ⅳ和导轨，所述输送带Ⅳ呈水平状态，它位于输送带Ⅱ下方，所述导轨位于输送带Ⅱ和输送带Ⅳ之间，所述导轨呈弧形。出箱机构将处于倾斜状态并装有无菌软袋的包装箱引导至水平状态，便于与位于下道工序的设备顺畅对接。

作为本发明的优选，所述翻转气缸的缸体安装在机架上，所述翻转气缸的活塞杆与翻转板设有开口的该端连接。翻转气缸执行有效的伸缩运动，通过顶伸方式推动翻转板，由于翻转气缸的缸体位于机架上，翻转板与翻转气缸之间通过翻转气缸上的活塞连接，故可以较小功耗完成包装箱翻转。

为充分保证无菌软包离开输送带Ⅲ时能处于垂直与包装箱底面的状态。作为本发明的优选，所述输送带Ⅲ呈倾斜状态。

本发明另一个要解决的技术问题是通过改变无菌软袋摆放方式解决由于无菌软袋的受力结构不合理导致破袋率高的问题。本发明的目的在于提供一种适用于上述装箱机的装箱方法。

为解决上述技术问题，该种装箱方法中首先将包装箱置于倾斜状态，相邻包装箱之间间隔有输出距离；在固定的投放位置以垂直包装箱底部的方向向包装箱内投入相对包装箱底部呈竖直状态的无菌软袋；无菌软袋进入包装箱并处于平稳状态后，包装箱沿倾斜方向下移一定距离，然后暂停，继续向包装箱内投入相对包装箱底部呈竖直状态的无菌软袋，重复该装箱过程直至包装箱装满；包装箱装满时其下移距离为输出距离。

作为本发明的优选，装箱时所述下移距离为单个无菌软袋的厚度。每下一这样的一段距离都能保证包装箱内能有足够的空间容纳剩余数量的无菌软袋。

本发明采用上述技术方案：实现了利用自动化设备为无菌软袋提供装箱操作的目的，节省人力开资，提高生产效率。该装箱机具有较强的衔接性，能与普通生产线完美结合在一起，使用后提升了原有生产线的生产能力。

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为本发明一种装箱机及装箱方法的装箱机结构示意图；

图2为本发明一种装箱机及装箱方法的装箱机的翻转机构工作示意图；

图3为本发明一种装箱机及装箱方法的装箱机的提箱机构工作示意图；

图4为本发明一种装箱机及装箱方法的装箱机的进包机构工作示意图Ⅰ；

图5为本发明一种装箱机及装箱方法的装箱机的进包机构工作示意图Ⅱ；

图6为本发明一种装箱机及装箱方法的装箱机的出箱机构工作示意图。

具体实施方式

如图1所示，装箱机包括进箱机构、翻转机构、提箱机构、进包机构、出箱机构和机架。机架起支撑作用，进箱机构、翻转机构、提箱机构、进包机构、出箱机构都安装在机架上。

如图2所示，进箱机构包括输送带Ⅰ1、皮带轮和电机，两个皮带轮安装在机架上，输送带Ⅰ1安装在皮带轮上，其中一个皮带轮与电机连接。两个皮带轮之间水平设置，输送带Ⅰ1在皮带轮上呈水平状态展开。

如图1、2所示，翻转机构包括翻转板2、翻转气缸3、推箱板4、推箱气缸5。翻转板2为弯折的板状结构，其横截面呈L形，一侧设有宽度大于输送带Ⅰ1宽度的开口。翻转板2的弯折部位通过销轴穿插在轴孔内的连接方式活动安装在机架上，翻转板2设有开口的该端与翻转气缸3的活塞连接，翻转气缸3的缸体活动安装在机架上。安装后翻转板2能够绕着与机架的连接部位做转动运动，初始状态下翻转气缸3收缩，翻转板2位于输送带Ⅰ1上并且输送带Ⅰ1嵌入在翻转板2的开口处。推箱气缸5安装在机架上，它与输送带Ⅰ1之间处于垂直的位置关系。推箱板4安装在推箱气缸5的活塞上，它位于翻转板2上部。推箱板4所在平面与输送带Ⅰ1，也与推箱气缸5的中心线垂直。初始状态时推箱气缸5伸出，推箱板4位于翻转板2的一侧。

如图3所示，提箱机构包括输送带Ⅱ6、皮带轮、电机、盖板7，皮带轮和电机安装在机架上,机架上设有两个皮带轮，两个皮带轮之间处于倾斜的位置关系，即其中一个皮带轮位于另一个皮带轮的一侧的下方。电机与其中一个皮带轮连接。输送带Ⅱ6安装在皮带轮上，输送带Ⅱ6展开后处于倾斜的状态。输送带Ⅱ6的一端低于另一端。输送带Ⅱ6位于输送带Ⅰ1设有翻转板2的该端。在输送带Ⅱ6上设有挡板8，挡板8均匀分布在输送带Ⅱ6上，挡板8与输送带Ⅱ6之间处于垂直的位置关系，相邻挡板8之间的距离相同，故在输送带Ⅱ6上有挡板8隔开的空间大小相同，该空间即为装箱槽。装箱槽随输送带Ⅱ6运动而运动，它在输送带Ⅱ6上呈环状均匀分布。盖板7安装机架上，它为板状结构，主体为长方形，两个长边的边侧设有向同一方向呈九十度弯折的折边。盖板7整体处于倾斜状态，它的主体部分与输送带Ⅱ6平行；盖板7位于输送带Ⅱ6上部，盖板7到输送带Ⅱ6的垂直距离要大于挡板8的高度，挡板8与盖板7之间隔开。盖板7长度小于两个皮带轮之间的间距，安装后盖板7靠近输送带Ⅱ6较高位置的该端。初始状态时其中一个装箱槽正对推箱板4。

如图3所示，进包机构包括输送带Ⅲ9、皮带轮、电机。皮带轮和电机都安装在机架上，机架上安装有两个皮带轮，两个皮带轮之间处于倾斜的位置关系，即其中一个皮带轮位于另一个皮带轮的一侧的下方。电机与其中一个皮带轮连接。输送带Ⅲ9安装在皮带轮上，展开后形成倾斜的状态。输送带Ⅲ9一端低于另一端，输送带Ⅲ9处于较低位的该端靠近输送带Ⅱ6且位于输送带Ⅱ6上方，输送带Ⅱ6和输送带Ⅲ9之间呈倒立的“八”形分布。沿着倾斜方向，输送带Ⅲ9处于较低位的该端正好朝向输送带Ⅱ6上，装箱槽开口方面朝向输送带Ⅲ9所在位置。

如图1所示，出箱机构包括输送带Ⅳ10、皮带轮、电机和导轨11。两个皮带轮安装在机架上，输送带Ⅳ10安装在皮带轮上，其中一个皮带轮与电机连接。两个皮带轮之间水平设置，输送带Ⅳ10在皮带轮上呈水平状态展开。机架上安装有两个导轨11，导轨11为柱状结构，整体弯曲呈弧形。输送带Ⅳ10位于输送带Ⅱ6斜下方，导轨11位于输送带Ⅱ6、输送带Ⅳ10的两侧，并且导轨11与输送带Ⅱ6的上表面持平。

输送带Ⅱ6、输送带Ⅲ9、输送带Ⅳ10处于同一竖直工作位置上，输送带Ⅰ1为该竖直工作位置的一侧。输送带Ⅰ1、输送带Ⅱ6之间通过推箱板4、推箱气缸5输送包装箱。

工作时，向输送带Ⅰ1上放置展开的包装箱，包装箱的长度小于装箱槽的长度，在输送带Ⅲ9上放置无菌软袋。进箱机构工作，包装箱随着输送带Ⅰ1运动；包装箱运动至翻转板2所在位置时，输送带Ⅰ1继续带动包装箱按照原有输送方向运动，直至包装箱完全进入翻转板2上。然后，翻转气缸3伸出，翻转板2翻转，如图2所示，此时包装箱从水平状态变为倾斜状态，并且该倾斜角度与输送带Ⅱ6的倾斜角度相同；推箱板4位于包装箱的一侧。

翻转板2带动包装箱完成翻转后，推箱气缸5收缩，推箱板4推动包装箱离开翻转板2。由于翻转板2与输送带Ⅱ6之间的距离非常近，包装箱推出翻转板2的同时包装箱进入输送带Ⅱ6的装箱槽内。包装箱离开翻转板2后，翻转气缸3收缩，翻转板2复位。包装箱进入装箱槽内后，提箱机构运动，输送带Ⅱ6向朝下的倾斜方向运动，直至随后相邻的装箱槽与推箱板4相对时暂停运动。

重复上述进箱过程，使包装箱分布在位于输送带Ⅱ6上方的装箱槽内，如图3所示。由于包装箱的长度小于装箱槽的长度，故相邻包装箱之间间隔有一段距离，该距离即为输出距离H。包装箱在输送带Ⅱ6上时，其折盖部分被盖板7的折边挡住，使得包装箱始终能处于规整的状态。当包装箱开始离开盖板7所在位置时，包装箱的开口朝向输送带Ⅲ9所在位置。而在此之前，输送带Ⅲ9上已经开始向输送带Ⅱ6所在方向输送卧躺的无菌软袋。输送带Ⅲ9依次输出无菌软袋，输出一包无菌软袋后输送带Ⅲ9暂停运动。由于输送带Ⅲ9处于倾斜状态、包装箱处于倾斜状态，使得离开输送带Ⅲ9的无菌软袋相对包装箱底部处于竖直状态，如图4所示。无菌软袋落入包装箱后输送带Ⅱ6转动一个无菌软袋的厚度的距离，暂停等待下一个无菌软袋落箱。接着再启动输送带Ⅲ9，输送带Ⅲ9输出无菌软袋后暂停运动；无菌软袋落入包装箱，并与之前落箱的无菌软袋叠放在一起；输送带Ⅱ6启动，转动过一个无菌软袋的厚度的距离后暂停运动。如此，便产生了落箱-下移-落箱-下移的装箱过程。

落箱后的无菌软袋相对包装箱的内侧面处于卧躺的状态，但相对于包装箱底部并非处于平躺状态，而是垂直的状态。该状态下无菌软袋仍然能保持较好的规整的外形，内置的灌装产品不会堆积在一起，使得无菌软袋表面能够与包装箱内侧面一样支撑与之相邻的无菌软袋。

若无菌软袋以竖直放置方式放入包装箱内，在即将装满时用力将无菌软袋挤向一侧，腾出空间继续放入足够数量的无菌软袋，这是因为无菌软袋竖直状态下灌装在其内部的产品堆积在一起，所以在竖直状态下无菌软袋底部的宽度变大，单个无菌软袋占用了额外空间。上述无菌软袋的状态就相当于在竖直状态下用力将无菌软袋挤向一侧时的无菌软袋的状态。因此，在装箱过程中包装箱内始终有足够的空间可以用于装下额定数量的无菌软袋。通过落箱-下移-落箱-下移的装箱过程，最终向包装箱内装入额定数量的无菌软袋。

由于相邻包装箱之间间隔一段输出距离H，当包装箱装满后输送带Ⅱ6转过与输出距离H相同长度的距离后即可为随后的空载的包装箱进行无菌软袋的装箱操作，与此同时，包装箱仍然通过向输送带Ⅰ1、翻转板2、推箱板4的输送动作有序地进入装箱槽内。如此实现了连续装箱操作。挡板8在随输送带Ⅱ6运动到皮带轮所在位置时，它对包装箱的阻挡作用消失，随即装箱槽处于完全敞开的结构状态，无法放置包装箱。如图6所示，在包装箱即将运动到皮带轮所在位置时会被导轨11拖住，通过导轨11给予包装箱支持力，并且导轨11进一步起到导向作用，使包装箱顺势滑向输送带Ⅳ10所在为，最终装有无菌软袋的包装箱通过输送带Ⅳ10向外输出。由于输送带Ⅱ6转动距离为输出距离H，故在包装箱失去挡板8之后仍然在带动包装箱继续运动，使得包装箱离开输送带Ⅱ6时具有初速度。这样，包装箱能够类似抛物运动的运动轨迹顺利进入输送带Ⅳ10上。若包装箱仅靠自重落入输送带Ⅳ10上，则会在包装箱重心偏移输送带Ⅱ6提供的支撑点的情况下发生翻滚动作。

Claims (10)

1.一种装箱机，其特征在于：该装箱机至少包括进箱机构、翻转机构、提箱机构、进包机构、出箱机构和机架，所述进箱机构、翻转机构、提箱机构、进包机构、出箱机构都安装在机架上，所述提箱机构上设有均匀分布的装箱槽，所述提箱机构位于进箱机构的一侧，所述进箱机构与提箱机构交叉，所述翻转机构位于进箱机构和提箱机构之间，所述进包机构位于提箱机构上方，所述出箱机构位于提箱机构下方。

2.根据权利要求1所述装箱机，其特征在于：所述进箱机构至少包括输送带Ⅰ(1)，所述输送带Ⅰ(1)呈水平状态。

3.根据权利要求2所述装箱机，其特征在于：所述翻转机构至少包括翻转板(2)、翻转气缸(3)、推箱板(4)、推箱气缸(5)，所述翻转板(2)横截面呈L形，一侧设有宽度大于输送带Ⅰ(1)宽度的开口，其活动连接在机架上并位于输送带Ⅰ(1)上方，所述翻转气缸(3)一端与翻转板(2)连接，另一端与机架连接，所述推箱板(4)安装在推箱气缸(5)上，所述推箱气缸(5)安装在机架上，所述推箱板(4)位于翻转板(2)上部，所述翻转气缸(3)伸缩方向与推箱气缸(5)伸缩方向垂直。

4.根据权利要求1所述装箱机，其特征在于：所述提箱机构至少包括输送带Ⅱ(6)和盖板(7)，所述输送带Ⅱ(6)上均匀设有挡板(8)，所述挡板(8)之间形成装箱槽，所述输送带Ⅱ(6)呈倾斜状态，所述盖板(7)安装在机架上并且与输送带Ⅱ(6)平行，所述盖板(7)位于输送带Ⅱ(6)上方，所述盖板(7)两侧设有折边。

5.根据权利要求2或3所述装箱机，其特征在于：进包机构至少包括输送带Ⅲ(9)，所述输送带Ⅲ(9)的一端位于输送带Ⅰ(1)上方。

6.根据权利要求4所述装箱机，其特征在于：所述出箱机构至少包括输送带Ⅳ(10)和导轨(11)，所述输送带Ⅳ(10)呈水平状态，它位于输送带Ⅱ(6)下方，所述导轨(11)位于输送带Ⅱ(6)和输送带Ⅳ(10)之间，所述导轨(11)呈弧形。

7.根据权利要求3所述装箱机，其特征在于：所述翻转气缸(3)的缸体安装在机架上，所述翻转气缸(3)的活塞杆与翻转板(2)设有开口的该端连接。

8.根据权利要求5所示装箱机，其特征在于：所述输送带Ⅲ(9)呈倾斜状态。

9.一种适用于权利要求1所述装箱机的装箱方法，其特征在于：将包装箱置于倾斜状态，相邻包装箱之间间隔有输出距离；在固定的投放位置以垂直包装箱底部的方向向包装箱内投入相对包装箱底部呈竖直状态的无菌软袋；无菌软袋进入包装箱并处于平稳状态后，包装箱沿倾斜方向下移一定距离，然后暂停，继续向包装箱内投入相对包装箱底部呈竖直状态的无菌软袋，重复该装箱过程直至包装箱装满；包装箱装满时其下移距离为输出距离。

10.根据权利要求9所述装箱方法：其特征在于：装箱时所述下移距离为单个无菌软袋的厚度。

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