CN103770974A - 一种自动包装系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动包装系统，包括产品输送装置、侧页撑开装置、产品推箱装置、折叠纸箱打开装置、产品位置检测传感器、纸箱位置检测传感器和控制器，通过产品位置检测传感器和纸箱位置检测传感器检测系统的工作状态，再由控制器控制各个装置协同工作，完成自动包装。本发明的自动包装系统结构简单、成本较低，且对纸箱的损坏率极低。

Description

一种自动包装系统

技术领域

本发明涉及一种自动化生产机械，尤其是一种用于纸箱包装产品的自动包装系统。

背景技术

现有的自动包装系统大多结构比较复杂，且成本也相对交高，在自动包装过程中还会对包装纸箱造成一定的损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本较低且纸箱损坏率低的自动包装系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动包装系统，包括产品输送装置、侧页撑开装置、产品推箱装置、折叠纸箱打开装置、产品位置检测传感器、纸箱位置检测传感器和控制器；

产品输送装置包括产品传送槽、传送链条、转轴、齿轮盘、驱动电机和凸轮步进器，产品传送槽安装在传送链条上，传送链条与齿轮盘相啮合，齿轮盘安装在转轴上，驱动电机驱动凸轮步进器转动，凸轮步进器驱动转轴转动；

侧页撑开装置包括左旋转气缸、右旋转气缸、左折板和右折板，左折板和右折板分别安装在左旋转气缸和右旋转气缸上，左旋转气缸和右旋转气缸分别驱动左折板和右折板从成型纸箱侧页的内侧旋转撑开左侧页和右侧页；

产品推箱装置包括推板、推杆、转轴和下旋转气缸，推板安装在推杆的一端，推杆的另一端安装在转轴上，下旋转气缸驱动转轴转动；

折叠纸箱打开装置包括成型杆、吸箱器、放置折叠纸箱的托架和纸箱输送带，托架下方设有纸箱出口，成型杆倾斜安装在纸箱出口上方，纸箱输送带上设有侧板，吸箱器安装在纸箱出口和纸箱输送带之间，并从纸箱出口吸取折叠纸箱摆动至纸箱输送带上的侧板处；

控制器分别与产品位置检测传感器、纸箱位置检测传感器、吸箱器、产品输送带、驱动电机、左旋转气缸、右旋转气缸和下旋转气缸相连，产品位置检测传感器检测产品传送槽的输送位置，纸箱位置检测传感器检测纸箱输送带的输送位置。

采用控制器产品位置检测传感器和纸箱位置检测传感器检测自动包装系统的工作状态，再由控制器控制各个装置协同工作，完成产品的自动包装工作，该系统结构简单、成本较低；采用结构简单的成型杆倾斜安装在纸箱出口上方，从侧向将折叠纸箱推开为成型纸箱，保证了较低的纸箱损坏率；采用在产品输送带上设置侧板，有效防止成型纸箱恢复成折叠状，保证了折叠纸箱的成型率。

作为本发明的进一步改进方案，还包括一个折叠纸箱传输装置，折叠纸箱传输装置包括输送槽和推板，推板安装在输送槽上，并沿输送槽推动折叠纸箱堆叠在托架上。采用输送槽和推板向托架自动推送折叠纸箱，能够进一步提高装置的自动化程度，提高工作效率。

作为本发明的进一步改进方案，还包括一个停止传送链条传送的抱闸装置，抱闸装置与控制器相连。采用控制器控制抱闸装置对传送链条实现停止动作，能够进一步提高传送槽的停止效果，增强传送机构的平稳性。

作为本发明的进一步改进方案，成型杆为两根并排安装的“S”形曲杆。将成型杆设计成“S”形曲杆，能模仿人手推开折叠纸箱的效果，进一步提高了折叠纸箱的成型率，还能有效防止折叠纸箱的损坏。

作为本发明的进一步限定方案，产品传送槽包括左侧板、底板和右侧板，左侧板和右侧板的截面均为“L”形，左侧板、底板和右侧板依次安装在传送链条上。将产品传送槽设计成由左侧板、底板和右侧板三部分组成，使得传送链条能够更加顺利通过两端的回转处。

作为本发明的进一步改进方案，还包括一个调节凸轮步进器位置的位置调节装置，位置调节装置与凸轮步进器通过连杆相连。采用位置调节装置对凸轮步进器的位置进行调节，从而进一步实现转轴位置调节和传送链条松紧度调节，能够进一步提高产品传送槽的定位精度。

作为本发明的进一步限定方案，左旋转气缸驱动左折板逆时针旋转90°，右旋转气缸驱动右折板顺时针旋转90°。通过左折板逆时针旋转90°撑开左侧页，以及右折板顺时针旋转90°撑开右侧页，可以从成型纸箱的内侧向左右两侧撑开成型纸箱的左侧页和右侧页，既保证了成型纸箱侧页的撑开率，也避免了由于撑开过大而导致侧页损坏。

作为本发明的进一步限定方案，吸箱器包括吸盘、摆动杆、转轴、底座、气缸和真空发生器，吸盘安装在摆动杆上，并与真空发生器相连，摆动杆的一端安装在转轴上，转轴安装在底座上，气缸驱动转轴转动，真空发生器和气缸都与控制器相连。采用控制器向气缸发送控制信号，气缸驱动转轴转动，转轴带动摆动杆摆动至纸箱出口处，并与折叠纸箱接触；再由控制器向真空发生器发送控制信号，真空发生器将吸盘抽真空，使吸盘吸取折叠纸箱跟随摆动杆向下摆动；当摆动杆摆动至输送带上的侧板处时，再由控制器向真空发生器发送控制信号，真空发生器停止对吸盘抽真空。

作为本发明的进一步限定方案，摆动杆为两根，且平行安装在转轴上。将摆动杆设置成两根，能够防止折叠纸箱在与成型杆接触时发生左右晃动，且纸箱的损坏率也随之降低。

作为本发明的进一步限定方案，摆动杆上设有两个吸盘。采用在每个摆动杆设置两个吸盘，增大了吸附面积，降低了纸箱的损坏率。

本发明的有益效果在于：（1）采用结构简单的成型杆从侧向推开纸箱，保证了较低的纸箱损坏率，且结构简单、成本低；（2）采用在产品输送带上设置侧板，有效防止成型纸箱恢复成折叠状，保证了折叠纸箱的成型率；（3）采用输送槽和推板向托架自动推送折叠纸箱，能够进一步提高装置的自动化程度，提高工作效率；（4）将成型杆设计成“S”形曲杆，能够进一步提高了折叠纸箱的成型率，并能有效防止折叠纸箱的损坏；（5）采用位置调节装置对凸轮步进器的位置进行调节，从而进一步实现转轴位置调节和传送链条松紧度调节，提高产品传送槽的定位精度；（6）通过左折板逆时针旋转90°撑开左侧页，以及右折板顺时针旋转90°撑开右侧页，保证了成型纸箱侧页的撑开率，也避免了由于撑开过大而导致侧页损坏；（7）将摆动杆设置成两根，能够防止折叠纸箱在与成型杆接触时发生左右晃动，且纸箱的损坏率也随之降低；（8）采用在每个摆动杆设置两个吸盘，增大了吸附面积，降低了纸箱的损坏率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的产品输送装置结构示意图；

图3为本发明的侧页撑开装置结构示意图；

图4为本发明的侧页撑开装置工作示意图；

图5为本发明的产品推箱装置结构示意图；

图6为本发明的产品推箱装置工作示意图；

图7为本发明的折叠纸箱打开装置结构示意图；

图8为本发明的折叠纸箱打开装置工作示意图；

图9为本发明的吸箱器结构示意图；

图10为本发明的电气控制示意图。

具体实施方式

如图1-8所示，本发明的自动包装系统包括产品输送装置1、侧页撑开装置2、产品推箱装置3、折叠纸箱打开装置4、产品位置检测传感器、纸箱位置检测传感器和控制器。其中，产品输送装置1包括产品传送槽11、传送链条12、转轴15、齿轮盘16、驱动电机14和凸轮步进器13，产品传送槽11安装在传送链条12上，传送链条12与齿轮盘16相啮合，齿轮盘16安装在转轴15上，驱动电机14驱动凸轮步进器13转动，凸轮步进器13驱动转轴15转动；侧页撑开装置2包括左旋转气缸21、右旋转气缸22、左折板23和右折板24，左折板23和右折板24分别安装在左旋转气缸21和右旋转气缸22上，左旋转气缸21和右旋转气缸22分别驱动左折板23和右折板24从成型纸箱7侧页的内侧旋转撑开左侧页71和右侧页72；产品推箱装置3包括推板31、推杆32、转轴33和下旋转气缸34，推板31安装在推杆32的一端，推杆32的另一端安装在转轴33上，下旋转气缸34驱动转轴33转动；折叠纸箱打开装置4包括成型杆42、吸箱器43、放置折叠纸箱6的托架41和纸箱输送带44，托架41下方设有纸箱出口，成型杆42倾斜安装在纸箱出口上方，纸箱输送带44上设有侧板45，吸箱器43安装在纸箱出口和纸箱输送带44之间，并从纸箱出口吸取折叠纸箱6摆动至纸箱输送带44上的侧板45处。

本系统在工作时，主要包括产品传送工序、产品装箱工序、折叠纸箱打开工序和成型纸箱传送工序，其中，首先进行折叠纸箱打开工序，然后是产品传送工序和成型纸箱传送工序同步进行，最后再进行产品装箱工序，如此反复实现对产品的自动包装工作。

折叠纸箱打开工序的具体过程为：首先由纸箱位置检测传感器检测纸箱输送带44上的侧板45是否已经移动到成型纸箱7的摆放位置，如果侧板45已经移动到摆放位置，则纸箱位置检测传感器向控制器发送到位信号，再由控制器向吸箱器43发送吸箱信号，吸箱器43接收到吸箱信号后便从纸箱出口处吸取折叠纸箱6，然后再由控制器向吸箱器43发送摆动信号，吸箱器43吸取折叠纸箱6向下摆动，折叠纸箱6在向下摆动的过程中将与成型杆42接触，由于成型杆42的侧向推力作用，使折叠纸箱6推开成为成型纸箱7，同时吸箱器43吸取成型纸箱7继续向下摆动，使成型纸箱7放置在纸箱输送带44上的摆动位置，且成型纸箱7的侧面紧贴侧板45，然后控制器再向吸箱器43发送松开信号，吸箱器43松开成型纸箱7，如此反复便完成折叠纸箱6的打开工序。

成型纸箱传送工序的具体过程为：当成型纸箱7放置在纸箱输送带44上的摆放位置后，由控制器向纸箱输送带44发送输送信号，纸箱输送带44带动成型纸箱7向前传送一个工位，使成型纸箱7刚好位于装箱位置，如此反复，便完成了成型纸箱7的传送工序。

产品传送工序的具体过程为：首先由产品位置检测传感器检测产品传送槽11是否传送到装箱位置，如果还没传送到装箱位置，则控制器便向驱动电机14发送控制信号，再由驱动电机14驱动凸轮步进器13转动，此时凸轮步进器13的凸轮与凹轮结合形成咬合力，驱动转轴15和齿轮盘16一起转动180°，从而带动传送链条12向前传送一个工位；当产品位置检测传感器检测到产品传送槽11传送到装箱位置时，则向控制器发送产品传送槽11到位信号，控制器再向驱动电机14发送控制信号，再由驱动电机14驱动凸轮步进器13再次转动180°，此时凸轮步进器13的凸轮脱离凹轮，驱动转轴15和齿轮盘16停止转动，传送链条12停止传送，如此反复，便完成了步进式产品传送工序。

产品装箱工序的具体过程为：当产品位置检测传感器检测检测到产品传送槽11将产品传送到装箱位置，且成型纸箱7也位于装箱位置时，首先由控制器向左旋转气缸21和右旋转气缸22发送驱动信号，再分别由左旋转气缸21和右旋转气缸22驱动左折板23和右折板24，左折板23和右折板24分别从成型纸箱7侧页的内侧旋转撑开左侧页71和右侧页72；然后再由控制器向下旋转气缸34发送驱动信号，再由下旋转气缸34驱动转轴33转动，转轴33带动推杆32向下摆动，此时推板31与产品传送槽11内装载的产品接触，并将产品推送到纸箱输送带44上放置的成型纸箱7内，如此反复，便可完成产品装箱工序。

为了进一步提高系统的自动化程度，提高工作效率，本发明还设计了一个折叠纸箱传输装置5，折叠纸箱传输装置5包括输送槽51和推板52，推板52安装在输送槽51上，并沿输送槽51推动折叠纸箱6堆叠在托架41上。

为了进一步提高系统的稳定性，减小产品输送装置的冲击力，系统还设计了一个抱闸装置，在传送链条12停止时，控制器及时控制抱闸装置对传送链条12实现停止动作。

为了进一步提高了折叠纸箱6的成型率，本发明还将成型杆42为两根并排安装的“S”形曲杆，能模仿人手推开折叠纸箱6的效果，还能有效防止折叠纸箱6的损坏。

为了使传送链条12能够更加顺利通过两端的回转处，本发明还将产品传送槽11设计成包括左侧板、底板和右侧板三部分，其中，左侧板和右侧板的截面均为“L”形，左侧板、底板和右侧板依次安装在传送链条12上。

为了能够进一步提高产品传送槽11的定位精度，本发明还设计了一个调节凸轮步进器13位置的位置调节装置17，位置调节装置17与凸轮步进器13通过连杆相连，从而进一步实现转轴15位置调节和传送链条12松紧度调节。

如图3和4所示，在设定左旋转气缸21和右旋转气缸22时，左旋转气缸21和右旋转气缸22的相对距离最好等于成型纸箱7上的左侧叶51和右侧页52之间的相对距离，且左旋转气缸21驱动左折板23逆时针旋转的角度最好为90°，右旋转气缸22驱动右折板24顺时针旋转的角度最好为90°，如此设定不仅能够有效撑开成型纸箱7的左侧页71和右侧页72，而且不会对成型纸箱7造成损坏。

如图9所示，吸箱器43包括吸盘431、摆动杆432、转轴433、底座434、气缸435和真空发生器，吸盘431安装在摆动杆432上，并与真空发生器相连，摆动杆432的一端安装在转轴433上，转轴433安装在底座434上，气缸435驱动转轴433转动，真空发生器和气缸435都与控制器相连。

吸箱器43在工作时，气缸435接收控制器发送的控制信号，气缸435驱动转轴433转动，转轴433带动摆动杆432摆动至纸箱出口处，并与折叠纸箱6接触；再由控制器向真空发生器发送控制信号，真空发生器将吸盘431抽真空，使吸盘431吸取折叠纸箱6跟随摆动杆432向下摆动；当摆动杆432摆动至纸箱输送带44上的侧板45处时，再由控制器向真空发生器发送控制信号，真空发生器停止对吸盘431抽真空，从而放开成型纸箱7。

为了能够进一步防止折叠纸箱6在与成型杆42接触时发生左右晃动，且降低纸箱的损坏率，本发明将摆动杆432设置为两根，且平行安装在转轴433上。

为了能够进一步增大了吸附面积，降低了纸箱的损坏率，本发明在摆动杆432上设置了两个吸盘431。

如图10所示，控制器分别与产品位置检测传感器、纸箱位置检测传感器、吸箱器43、纸箱输送带44、驱动电机14、左旋转气缸21、右旋转气缸22和下旋转气缸34相连，产品位置检测传感器用于检测产品传送槽11的输送位置，纸箱位置检测传感器用于检测纸箱输送带44的输送位置。

Claims (10)

1.一种自动包装系统，其特征在于：包括产品输送装置（1）、侧页撑开装置（2）、产品推箱装置（3）、折叠纸箱打开装置（4）、产品位置检测传感器、纸箱位置检测传感器和控制器；

所述产品输送装置（1）包括产品传送槽（11）、传送链条（12）、转轴（15）、齿轮盘（16）、驱动电机（14）和凸轮步进器（13），所述产品传送槽（11）安装在传送链条（12）上，所述传送链条（12）与齿轮盘（16）相啮合，所述齿轮盘（16）安装在转轴（15）上，所述驱动电机（14）驱动凸轮步进器（13）转动，所述凸轮步进器（13）驱动转轴（15）转动；

所述侧页撑开装置（2）包括左旋转气缸（21）、右旋转气缸（22）、左折板（23）和右折板（24），所述左折板（23）和右折板（24）分别安装在左旋转气缸（21）和右旋转气缸（22）上，所述左旋转气缸（21）和右旋转气缸（22）分别驱动左折板（23）和右折板（24）从成型纸箱（7）侧页的内侧旋转撑开左侧页（71）和右侧页（72）；

所述产品推箱装置（3）包括推板（31）、推杆（32）、转轴（33）和下旋转气缸（34），所述推板（31）安装在推杆（32）的一端，所述推杆（32）的另一端安装在转轴（33）上，所述下旋转气缸（34）驱动转轴（33）转动；

所述折叠纸箱打开装置（4）包括成型杆（42）、吸箱器（43）、放置折叠纸箱（6）的托架（41）和纸箱输送带（44），所述托架（41）下方设有纸箱出口，所述成型杆（42）倾斜安装在纸箱出口上方，所述纸箱输送带（44）上设有侧板（45），所述吸箱器（43）安装在纸箱出口和纸箱输送带（44）之间，并从纸箱出口吸取折叠纸箱（6）摆动至纸箱输送带（44）上的侧板（45）处；

所述控制器分别与产品位置检测传感器、纸箱位置检测传感器、吸箱器（43）、纸箱输送带（44）、驱动电机（14）、左旋转气缸（21）、右旋转气缸（22）和下旋转气缸（34）相连，所述产品位置检测传感器检测产品传送槽（11）的输送位置，所述纸箱位置检测传感器检测纸箱输送带（44）的输送位置。

2.根据权利要求1所述的自动包装系统，其特征在于：还包括一个折叠纸箱传输装置（5），所述折叠纸箱传输装置（5）包括输送槽（51）和推板（52），所述推板（52）安装在输送槽（51）上，并沿输送槽（51）推动折叠纸箱（6）堆叠在托架（41）上。

3.根据权利要求1所述的自动包装系统，其特征在于：还包括一个停止传送链条（12）传送的抱闸装置，所述抱闸装置与控制器相连。

4.根据权利要求1、2或3所述的自动包装系统，其特征在于：所述成型杆（42）为两根并排安装的“S”形曲杆。

5.根据权利要求1、2或3所述的自动包装系统，其特征在于：所述产品传送槽（11）包括左侧板、底板和右侧板，所述左侧板和右侧板的截面均为“L”形，所述左侧板、底板和右侧板依次安装在传送链条（12）上。

6.根据权利要求1、2或3所述的自动包装系统，其特征在于：还包括一个调节凸轮步进器（13）位置的位置调节装置（17），所述位置调节装置（17）与凸轮步进器（13）通过连杆相连。

7.根据权利要求1、2或3所述的自动包装系统，其特征在于：所述左旋转气缸（21）驱动左折板（23）逆时针旋转90°，所述右旋转气缸（22）驱动右折板（24）顺时针旋转90°。

8.根据权利要求1所述的自动包装系统，其特征在于：所述吸箱器（43）包括吸盘（431）、摆动杆（432）、转轴（433）、底座（434）、气缸（435）和真空发生器，所述吸盘（431）安装在摆动杆（432）上，并与真空发生器相连，所述摆动杆（432）的一端安装在转轴（433）上，所述转轴（433）安装在底座（434）上，所述气缸（435）驱动转轴（433）转动，所述真空发生器和气缸（435）都与控制器相连。

9.根据权利要求8所述的自动包装系统，其特征在于：所述摆动杆（432）为两根，且平行安装在转轴（433）上。

10.根据权利要求8或9所述的自动包装系统，其特征在于：所述摆动杆（432）上设有两个吸盘（431）。

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