CN104309168B - 全机械半自动纸箱钉机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全机械半自动纸箱钉机，包括机架、装订头、装订头驱动部分、纸箱板驱动部分和进料升降台部分，其中纸箱板驱动部分采用链条带动纸箱板进行传输，并通过机械步进器控制链条的传动来控制纸箱板的装订位置，通过机械计数器配合离合器对装订头进行控制，不需配备空压机，不需要采用价格昂贵的伺服电机及其控制系统，其制造成本只相当于常规钉机的四分之一，而且由于采用全机械控制，不需要依赖PLC或工控机的软件程序进行控制，本钉机可以适应于各种恶劣的工作环境，整机控制运行平稳，可靠度高，故障率低。

Description

全机械半自动纸箱钉机

技术领域

本发明涉及一种纸箱钉机，尤其是一种全机械半自动纸箱钉机，属于纸箱包装机械技术领域。

背景技术

纸箱钉机用于对裁切好的纸箱板进行装订工序，是制作纸箱重要的后道加工设备，其主要分为手动、半自动和全自动三类，其中手动纸箱钉机由于打钉效率较低，工人劳动强度大，已逐渐被半自动和全自动纸箱钉机所取代。目前市面上的半自动和全自动纸箱钉机的纸箱板传输机构一般均采用辊轮配合皮带的形式，通过辊轮的相对转动来对夹持在辊轮之间的纸板进行传输，并通过伺服电机对辊轮进行步进驱动，从而达到控制纸箱板打钉位置和打钉钉距的目的，但由于伺服电机价格昂贵，还需要配备PLC或是工控机通过相应的软件程序对伺服电机的运转和打钉数量进行协同控制，造成半自动和全自动纸箱钉机的价格普遍较高，而且由于其控制系统的需要依赖软件程序，在工厂环境恶劣时，控制稳定性较差，故障率也偏高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种全机械半自动纸箱钉机，本钉机采用链条带动纸箱进行传输，并通过机械步进器控制链条的传动来控制纸箱的传输位置，通过机械计数器配合离合器对装订头进行控制，不需要采用伺服电机及其控制系统，可以大大节约成本，而且由于采用全机械控制，本钉机运行平稳，有效降低了故障率。

本发明所采取的具体技术方案如下：

一种全机械半自动纸箱钉机，其特征是：包括机架、装订头、装订头驱动部分、纸箱板驱动部分和进料升降台部分，其中：

装订头斜向安装在机架前端中部的位置，装订头驱动部分设置在机架前端左侧的控制箱内，装订头驱动部分设有驱动电机，由驱动电机通过皮带驱动带轮和带轮轴转动，带轮轴通过一个离合器与主轴相连接，离合器由电磁铁操控，并同时受一个机械计数器的控制，主轴的另一端通过一个差速器和装订头的驱动轴形成斜向角度连接。

纸箱板驱动部分安装在机架上并沿机架前后纵向排布，纸箱板驱动部分设有可调速电机，由可调速电机通过皮带驱动大带轮和大带轮轴转动，大带轮轴上还固定安装有第一链轮和第二链轮，其中第一链轮通过第一链条和机械步进器输入轴上的输入链轮相连接，机械步进器输出轴上的输出链轮通过第二链条和第一中间链轮相连接，和第一中间链轮同轴转动的第二中间链轮再通过第三链条和第三链轮相连接，由第三链轮驱动机架前部的前轴转动，前轴的中部设有两个前链轮，机架后部的后轴上设有两个相应的后链轮，前链轮和后链轮分别通过两条平行的纸箱板驱动链条相连接，两纸箱板驱动链条外沿的相同位置还分别装有随链条运转的若干个直角推板，由直角推板配合纸箱板驱动链条对纸箱板进行定位及驱动；大带轮轴上的第二链轮通过第四链条和第一大过渡链轮相连接，和第一大过渡链轮同轴的第一小过渡链轮通过第五链条和前下辊轮左链轮相连接并驱动前下辊轮转动，前下辊轮右链轮通过第六链条和后下辊轮右链轮相连接，使前后下辊轮同步转动，前后下辊轮通过轴承座支撑在机架上；第一链条的外侧还啮合有第二大过渡链轮，和第二大过渡链轮同轴的第二小过渡链轮通过第七链条和上辊轮驱动轴左端链轮相连接，上辊轮驱动轴伸至机架中部，上辊轮驱动轴右端链轮通过第八链条和前后上辊轮链轮同时连接，同步驱动前后上辊轮转动；前后上辊轮支撑在一个条形支座的后端，条形支座的前端铰接在机架上，条形支座的中部一侧设有带螺杆的调节手把，调节手把的螺杆端部抵在机架上，从而形成对条形支座的支撑，旋转调节手把可调节上辊轮和下辊轮之间的间隙。

所述机械步进器采用摩擦离合器进行步进控制，机械步进器上方的装订头驱动主轴上固定连接有一个偏心的扇形凸轮，扇形凸轮侧下方设有活动摆杆，当扇形凸轮随主轴转动时，其凸出的扇叶部分可驱动活动摆杆偏转一定角度，活动摆杆的下端伸入机械步进器内控制摩擦离合器的离合，使装订头驱动主轴的转动和机械步进器的步进实现联动。

进料升降台部分安装在机架的后端，机架上设有纸箱板输送槽，由两边相对设置的直角边槽和中部的夹槽组成，纸箱板输送槽的前端设有行程开关组件，行程开关组件包括可转动的叉架，活动凸轮和行程开关，活动凸轮活动连接在叉架上端，叉架向前转动时，活动凸轮可触发行程开关，行程开关的线路和装订头驱动部分的电磁铁相连接。

所述进料升降台部分设有升降电机，由升降电机驱动减速机，减速机通过中间链条驱动升降链条，由升降链条带动升降台上下升降；

所述行程开关组件可通过滑套在机架上前后移动，滑套在机架上的位置由一个丝杆和丝杆操纵手把进行调节。

所述行程开关组件的可转动叉架设有配重块，使叉架能在重力作用下自动回位，叉架上的活动凸轮上端可向后自转，向前自转受限。

所述纸箱板输送槽两边的直角边槽上还活动铰接有压边条对纸箱板的边缘进行压平。

所述机架上还设有张紧轴对两条平行的纸箱板驱动链条进行张紧。

和普通半自动全自动纸箱钉机相比，本发明的优点为：

本全机械半自动纸箱钉机采用链条带动推送纸箱板进行传输，并通过机械步进器控制链条的传动来控制纸箱板的装订位置，通过机械计数器配合离合器对装订头进行控制，不需配备空压机，不需要采用价格昂贵的伺服电机及其控制系统，其制造成本只相当于常规钉机的四分之一，而且由于采用全机械控制，不需要依赖PLC或工控机的软件程序进行控制，本钉机可以适应于各种恶劣的工作环境，整机控制运行平稳，可靠度高，故障率低。

附图说明

图1为本全机械半自动纸箱钉机的主视图。

图2为本全机械半自动纸箱钉机的左视图。

图3为本全机械半自动纸箱钉机的俯视图。

图4为本全机械半自动纸箱钉机的立体图。

图5为图4的A局部放大图。

图6为图4旋转至另一角度的立体图。

图7为图4旋转至再一个角度的立体图。

图8为图2去除控制柜柜门后的视图。

图9为纸箱板驱动部分的各链条连接关系示意图。

图10为主轴和机械步进器的联动机构示意图。

图中：1-机架，2-装订头，3-控制箱，4-驱动电机，5-带轮，6-带轮轴，7-离合器，8-机械计数器，9-主轴，10-差速器，11-可调速电机，12-大带轮，13-大带轮轴，14-第一链轮，15-第二链轮，16-第一链条，17-机械步进器，18-输入链轮，19-输出链轮，20-第二链条，21-第一中间链轮，22-第二中间链轮，23-第三链条，24-第三链轮，25-前轴，26-前链轮，27-前链轮，28-后链轮，29-后链轮，30-驱动链条，31-驱动链条，32-直角推板，33-第四链条，34-第一大过渡链轮，35-第一小过渡链轮，36-第五链条，37-前下辊轮左链轮，38-前下辊轮右链轮，39-第六链条，40-后下辊轮右链轮，41-第二大过渡链轮，42-第二小过渡链轮，43-第七链条，44-上辊轮驱动轴左端链轮，45-上辊轮驱动轴，46-上辊轮驱动轴右端链轮，47-第八链条，48- 前上辊轮链轮，49-后上辊轮链轮，50-后轴，51-电磁铁，52-条形支座，53-调节把手，54-升降电机，55-减速机，56-中间链条，57-升降链条，58-升降台，59-直角边槽，60-夹槽，61-滑套，62-叉架，63-活动凸轮，64-行程开关，65-丝杆，66-丝杆操纵手把，67-配重块，68-压边条，69-张紧轴，70-机械计数器操作手把，71-前下辊轮，72-后下辊轮，73-前上辊轮，74-后上辊轮，75-扇形凸轮，76-活动摆杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1-9所示，一种全机械半自动纸箱钉机，其特征是：包括机架1、装订头2、装订头驱动部分、纸箱板驱动部分和进料升降台部分。

装订头2斜向安装在机架1前端中部的位置，装订头驱动部分设置在机架1前端左侧的控制箱3内，装订头驱动部分设有驱动电机4，由驱动电机4通过皮带驱动带轮5和带轮轴6转动，带轮轴6通过一个离合器7与主轴9相连接，离合器7由电磁铁51操控，并同时受一个机械计数器8的控制，主轴9的另一端通过一个差速器10和装订头2的驱动轴形成斜向角度连接。

纸箱板驱动部分安装在机架1上并沿机架1前后纵向排布，纸箱板驱动部分设有可调速电机11，由可调速电机11通过皮带驱动大带轮12和大带轮轴13转动，大带轮轴13上还固定安装有第一链轮14和第二链轮15，其中第一链轮14通过第一链条16和机械步进器17输入轴上的输入链轮18相连接，机械步进器17输出轴上的输出链轮19通过第二链条20和第一中间链轮21相连接，和第一中间链轮21同轴转动的第二中间链轮22再通过第三链条23和第三链轮24相连接，由第三链轮24驱动机架1前部的前轴25转动，前轴25的中部设有两个前链轮26、27，机架1后部的后轴50上设有两个相应的后链轮28、29，前链轮26、27和后链轮28、29分别通过两条平行的纸箱板驱动链条30、31相连接，机架1上还设有张紧轴69对两纸箱板驱动链条30、31进行张紧，两纸箱板驱动链条30、31外沿的相同位置还分别装有随链条运转的若干个直角推板32，由直角推板32配合纸箱板驱动链条30、31对纸箱板进行定位及驱动；大带轮轴13上的第二链轮15通过第四链条33和第一大过渡链轮34相连接，和第一大过渡链轮34同轴的第一小过渡链轮35通过第五链条36和前下辊轮左链轮37相连接并驱动前下辊轮71转动，前下辊轮右链轮38通过第六链条39和后下辊轮右链轮40相连接，使前后下辊轮71、72同步转动，前后下辊轮71、72通过轴承座支撑在机架1上；第一链条16的外侧还啮合有第二大过渡链轮41，和第二大过渡链轮41同轴的第二小过渡链轮42通过第七链条43和上辊轮驱动轴左端链轮44相连接，上辊轮驱动轴45伸至机架1中部，上辊轮驱动轴右端链轮46通过第八链条47和前后上辊轮链轮48、49同时连接，同步驱动前后上辊轮73、74转动；前后上辊轮73、74支撑在一个条形支座52的后端，条形支座52的前端铰接在机架1上，条形支座52的中部一侧设有带螺杆的调节手把53，调节手把53的螺杆端部抵在机架1上，从而形成对条形支座52的支撑，旋转调节手把53可调节上辊轮73、74和下辊轮71、72之间的间隙。

所述机械步进器17采用摩擦离合器进行步进控制，机械步进器17上方的装订头驱动主轴9上固定连接有一个偏心的扇形凸轮75，扇形凸轮75侧下方设有活动摆杆76，当扇形凸轮75随主轴9转动时，其凸出的扇叶部分可驱动活动摆杆76偏转一定角度，活动摆杆76的下端伸入机械步进器17内控制摩擦离合器的离合，如图10所示。当主轴9驱动装订头2向下进行打订动作的同时，和主轴9同步转动的扇形凸轮75的扇叶部分会驱动活动摆杆76发生偏转，从而操纵机械步进器17内的摩擦离合器分离，机械步进器17输入轴与输出轴之间的传动分离，输出轴上的输出链轮19停止转动，纸箱板停止行进，待打订结束后，主轴9驱动装订头2向上回位，扇形凸轮75的扇叶部分跟随向上转，活动摆杆76回位，机械步进器17内的摩擦离合器恢复结合，纸箱板恢复行进，这样就能使装订头驱动主轴9的转动和机械步进器17的步进实现联动，保证纸板箱在打钉时是静止的。改变扇形凸轮75的扇叶张角，还可以控制活动摆杆76偏转的时间，从而可以控制纸箱板的停止行进的时间。

进料升降台部分安装在机架1的后端，进料升降台部分设有升降电机54，由升降电机54驱动减速机55，减速机55通过中间链条56驱动升降链条57，由升降链条57带动升降台58上下升降。

机架1上设有纸箱板输送槽，由两边相对设置的直角边槽59和中部的夹槽60组成，直角边槽59上还活动铰接有压边条68对纸箱板的边缘进行压平，防止纸箱板的边缘翘起影响输送。纸箱板输送槽的前端设有行程开关组件，行程开关组件包括可转动的叉架62，活动凸轮63和行程开关64，活动凸轮63活动连接在叉架62上端，叉架62向前转动时，活动凸轮63可触发行程开关64，行程开关64的线路和装订头驱动部分的电磁铁51相连接。行程开关组件可通过滑套61在机架1上前后移动，滑套61在机架1上的位置由一个丝杆65和丝杆操纵手把66进行调节。行程开关组件的可转动叉架62设有配重块67，使叉架62能在重力作用下自动回位，叉架62上的活动凸轮63上端可向后自转，但向前自转则受限。当叉架62向前转动时，活动凸轮63上端向后摆动触碰行程开关64，因其受限不能向前自转，从而触发行程开关64，当叉架62向后转动回位时，活动凸轮63上端向前摆动触碰行程开关64，因其向后自转不受限位，活动凸轮63上端会向后转动，从而不触发行程开关64。

使用本全机械半自动纸箱钉机进行装订的工作流程如下：

1）、将机械计数器8的操作手把70按每个纸箱板需要打钉的数量置入相应的孔位。

2）、将需要装订的纸箱板放在进料升降台58上，调整进料升降台58至合适的高度，然后从升降台58上取出一件纸箱板放入机架后端的纸箱板输送槽内。

3）、在上下辊轮73、74、71、72的驱动下，纸箱板被输送到两条平行的纸箱板驱动链条30、31的上方并等待，当纸箱板驱动链条30、31上的直角推板32行进至纸箱板的后沿时，便可推动纸箱板随纸箱板驱动链条30、31在纸箱板输送槽内向前输送。

4）、当纸箱板随驱动链条30、31行进至相应的位置时，纸箱板的前沿会推动行程开关组件上的叉架62向前转动，从而触发行程开关64，由行程开关64控制离合器7闭合，机械计数器8开始计数，装订头2开始进行打钉工作，同时机械步进器17也配合装订头2的打钉进行步进式驱动，当需要调整钉距时，可以通过调整可调速电机11的速度从而改变机械步进器17的驱动速度来实现。

5）、机械计数器8计数完成后，会控制离合器7脱扣松开，从而装订头2停止打钉动作，装订好的纸箱板从机架1前端送出，行程开关组件的叉架62向后转动回位，从而完成一个纸箱板的装订工序。

Claims (6)

1.一种全机械半自动纸箱钉机，其特征是：包括机架（1）、装订头（2）、装订头驱动部分、纸箱板驱动部分和进料升降台部分，其中：

装订头（2）斜向安装在机架（1）前端中部的位置，装订头驱动部分设置在机架（1）前端左侧的控制箱（3）内，装订头驱动部分设有驱动电机（4），由驱动电机（4）通过皮带驱动带轮（5）和带轮轴（6）转动，带轮轴（6）通过一个离合器（7）与主轴（9）相连接，离合器（7）由电磁铁（51）操控，并同时受一个机械计数器（8）的控制，主轴（9）的另一端通过一个差速器（10）和装订头（2）的驱动轴形成斜向角度连接；

纸箱板驱动部分安装在机架（1）上并沿机架（1）前后纵向排布，纸箱板驱动部分设有可调速电机（11），由可调速电机（11）通过皮带驱动大带轮（12）和大带轮轴（13）转动，大带轮轴（13）上还固定安装有第一链轮（14）和第二链轮（15），其中第一链轮（14）通过第一链条（16）和机械步进器（17）输入轴上的输入链轮（18）相连接，机械步进器（17）输出轴上的输出链轮（19）通过第二链条（20）和第一中间链轮（21）相连接，和第一中间链轮（21）同轴转动的第二中间链轮（22）再通过第三链条（23）和第三链轮（24）相连接，由第三链轮（24）驱动机架（1）前部的前轴（25）转动，前轴（25）的中部设有两个前链轮（26、27），机架（1）后部的后轴（50）上设有两个相应的后链轮（28、29），前链轮（26、27）和后链轮（28、29）分别通过两条平行的纸箱板驱动链条（30、31）相连接，两纸箱板驱动链条（30、31）外沿的相同位置还分别装有随链条运转的若干个直角推板（32），由直角推板（32）配合纸箱板驱动链条（30、31）对纸箱板进行定位及驱动；大带轮轴（13）上的第二链轮（15）通过第四链条（33）和第一大过渡链轮（34）相连接，和第一大过渡链轮（34）同轴的第一小过渡链轮（35）通过第五链条（36）和前下辊轮左链轮（37）相连接并驱动前下辊轮（71）转动，前下辊轮右链轮（38）通过第六链条（39）和后下辊轮右链轮（40）相连接，使前后下辊轮（71、72）同步转动，前后下辊轮（71、72）通过轴承座支撑在机架（1）上；第一链条（16）的外侧还啮合有第二大过渡链轮（41），和第二大过渡链轮（41）同轴的第二小过渡链轮（42）通过第七链条（43）和上辊轮驱动轴左端链轮（44）相连接，上辊轮驱动轴（45）伸至机架（1）中部，上辊轮驱动轴右端链轮（46）通过第八链条（47）和前后上辊轮链轮（48、49）同时连接，同步驱动前后上辊轮（73、74）转动；前后上辊轮（73、74）支撑在一个条形支座（52）的后端，条形支座（52）的前端铰接在机架（1）上，条形支座（52）的中部一侧设有带螺杆的调节手把（53），调节手把（53）的螺杆端部抵在机架（1）上，从而形成对条形支座（52）的支撑，旋转调节手把（53）可调节上辊轮（73、74）和下辊轮（71、72）之间的间隙；

所述机械步进器（17）采用摩擦离合器进行步进控制，机械步进器（17）上方的装订头驱动主轴（9）上固定连接有一个偏心的扇形凸轮（75），扇形凸轮（75）下方设有活动摆杆（76），当扇形凸轮（75）随主轴（9）转动时，其凸出的扇叶部分可驱动活动摆杆（76）偏转一定角度，活动摆杆（76）的下端伸入机械步进器（17）内控制摩擦离合器的离合，使装订头驱动主轴（9）的转动和机械步进器（17）的步进实现联动；

进料升降台部分安装在机架（1）的后端，机架（1）上设有纸箱板输送槽，由两边相对设置的直角边槽（59）和中部的夹槽（60）组成，纸箱板输送槽的前端设有行程开关组件，行程开关组件包括可转动的叉架（62），活动凸轮（63）和行程开关（64），活动凸轮（63）活动连接在叉架（62）上端，叉架（62）向前转动时，活动凸轮（63）可触发行程开关（64），行程开关（64）的线路和装订头驱动部分的电磁铁（51）相连接。

2.根据权利要求1所述的全机械半自动纸箱钉机，其特征是：所述进料升降台部分设有升降电机（54），由升降电机（54）驱动减速机（55），减速机（55）通过中间链条（56）驱动升降链条（57），由升降链条（57）带动升降台（58）上下升降。

3.根据权利要求1所述的全机械半自动纸箱钉机，其特征是：所述行程开关组件可通过滑套（61）在机架（1）上前后移动，滑套（61）在机架（1）上的位置由一个丝杆（65）和丝杆操纵手把（66）进行调节。

4.根据权利要求1所述的全机械半自动纸箱钉机，其特征是：所述行程开关组件的可转动叉架（62）设有配重块（67），使叉架（62）能在重力作用下自动回位，叉架（62）上的活动凸轮（63）上端可向后自转，向前自转受限。

5.根据权利要求1所述的全机械半自动纸箱钉机，其特征是：所述纸箱板输送槽两边的直角边槽（59）上还活动铰接有压边条（68）对纸箱板的边缘进行压平。

6.根据权利要求1所述的全机械半自动纸箱钉机，其特征是：所述机架（1）上还设有张紧轴（69）对两条平行的纸箱板驱动链条（30、31）进行张紧。