CN104773313B - 一种利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，包括奶包分道输送机构（1），所述奶包分道输送机构（1）的尾端设有奶包整合机构（2），奶包整合机构（2）将奶包整合后推送至奶包单元分离机构（3）分隔为奶包单元，奶包单元平移机构（4）将奶包单元推送至相应的奶包单元隔槽（51）中后由下衬板机械手（6）将成型下衬板套置在相应的奶包单元上，奶包单元被输送至奶包单元输送机构（5）的尾端装箱机械手（8）处后装入包装箱输送线（9）上的相应空箱中；接着将包装箱输送至上衬板机械手（10）处将成型上衬板嵌入包装箱中，最后扣盖封箱即完成整个自动装箱过程。本发明能够同时完成2‑3箱奶包的装箱动作，效率高且稳定性强。

Description

一种利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统

技术领域

本发明涉及乳品生产技术领域，尤其涉及乳品生产自动化成套设备技术领域，具体地说是一种简化工序、提高整合效率、降低产品入盒的组装次数和复杂性且结构紧凑的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统。

背景技术

这么多年来，由于市场需求的不断变化及提高，国内利乐砖苗条包和利乐钻礼品盒的销量一起保持良好的销售增长势头。礼品盒的市场价位也比普通利乐枕和砖的产品要高出较大的数额，因此大大小小的乳品企业近期都有着较大程度的争相投入来拓展礼品盒产品的开发。礼品盒产品具有以下五大特征：1）外观要求美观（印刷华丽、讲究美感性和3D立体性）；2）包装工序复杂（要加泡膜支撑板和衬板），而且尺寸紧凑形成衬板产品紧配合；3）单线产品生产走量大（单线可达到24000件/小时）；4）场地受约束，一般场地尤其是多线场地，留有设备空间尺寸都不充裕；5）人工投入大，苗条包的走量从9200件/小时到24000件/小时的生产线一般需要在15-30人左右。

过去的十年内，由于新设备和新技术的投入应用，使乳品生产环节的成本和效率都得到良好的改观及可观的经济回报，由此而建立起来的投资回报报信心也激励该产业对设备投入热情不断加大，技术和设备应用面也越来越广，然而纵观产业发展全局，我们可以发现过去的十年内礼品盒生产领域确实没有任何自动化技术的应用以及高端自动化设备的装备，生产流程还是主要依赖手工作业，生产任务繁重，劳动力强度大，生产成本高，从而出现约束礼品盒大规模化生产的可能的被动局面，导致这一局面主要的因素存在以下几点：1）是产品结构复杂，装盒、封盒已不能经一道或两道工序即可完成；2）是产品装盒有较高精度要求，如果采取传统设备的装箱形式，精度和速度不能同时保障；3）是产品装盒材料不规范，包材有衬板，有泡膜，十分凌乱，包装形式不统一规范；4）是国内的基础元件，如伺服电机，驱动机构和传感控制系统，对于24000件/小时的高生产走量要求，产品品质要求已超出这些元件所能承担的精度和稳定性要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种简化工序、提高整合效率、降低产品入盒的组装次数和复杂性且结构紧凑的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，包括奶包分道输送机构，其特征在于：所述奶包分道输送机构的尾端设有奶包整合机构，奶包整合机构将奶包分道输送机构输送过来的奶包按照一定排列规则整合成多组奶包单元的集合；接着奶包整合机构将整合的奶包沿着奶包分道输送机构的奶包输送方向的垂直方向水平推送至奶包单元分离机构，在奶包单元分离机构的作用下多组奶包单元分隔开使得每组奶包单元分别与奶包单元输送机构上的奶包单元隔槽相对应，然后位于奶包单元分离机构处的奶包单元平移机构沿着该垂直方向将多组奶包单元同时水平推送至相应的奶包单元隔槽中；之后下衬板机械手将成型下衬板套置在相应的奶包单元上后奶包单元沿着与奶包分道输送机构的奶包输送方向相反的方向输送至奶包单元输送机构的尾端装箱机械手处；装箱机械手抓取奶包单元将其放入包装箱输送线上的相应空箱中；接着包装箱输送线沿着与奶包分道输送机构的奶包输送方向相同的方向将包装箱输送至上衬板机械手处，上衬板机械手抓取成型上衬板嵌入已装奶包单元的包装箱中则完成奶包单元和衬板入箱的动作，最后包装箱输送线运行至扣盖封箱机处对包装箱进行扣盖封箱即完成整个自动装箱过程。

所述的奶包整合机构包括用于整合奶包的整合夹具，整合夹具固定在定位块上，定位块通过整合滑块与整合安装板上的整合滑轨相连接，且在整合安装板上设有整合伺服电机，整合伺服电机通过驱动定位块带动整合夹具沿着整合滑轨做直线运动；且在整合夹具的前侧设有安装在挡片气缸下端的挡片，挡片气缸固定安装在整合夹具上，挡片在挡片气缸的作用下与整合夹具的后壁相配合将奶包前后整合在整合夹具内。

所述的奶包分道输送机构包括一级分道机构、二级分道机构和分道输送轨道，奶包依次经过一级分道机构、二级分道机构和分道输送轨道后输送至奶包分道输送机构后侧的奶包整合平台上，进入奶包整合平台上方的奶包整合机构中的整合夹具内按照一定排列规则整合成多组奶包单元的集合。

所述分道输送轨道的尾端设有挡停气缸，在挡停气缸的作用下分道输送轨道尾端的分道挡板之间的间距缩小，使得足够数量的奶包进入奶包整合机构后分道输送轨道尾端的分道挡板夹住后续的奶包以阻止新的奶包输送至奶包整合平台上；所述奶包整合平台的后侧设有整合平推气缸，整合平推气缸位于奶包整合机构中的整合夹具的端侧以整合进入整合夹具内的奶包。

所述的奶包单元分离机构包括左分离器、右分离器、左压板、右压板、同步分离带、分离滑轨、左滑块、右滑块、同步驱动带、分离伺服电机和分离支撑架，分离滑轨固定安装在分离支撑架上，与分离滑轨配套设置的左滑块和右滑块分别与左分离器和右分离器相对应连接，其中左分离器通过左压板固定设置在同步分离带上且右分离器通过右压板固定设置在同步分离带上，同步分离带的两端分别与主动轴和被动轴相连接，主动轴端部的同步轮通过同步驱动带与分离伺服电机的输出端相连接。

所述的左压板固定设置在同步分离带的上侧皮带上且右压板固定设置在同步分离带的下侧皮带上，或者左压板固定设置在同步分离带的下侧皮带上且右压板固定设置在同步分离带的上侧皮带上。

所述的左分离器包括与左滑块和左压板固定连接的左平板，右分离器包括与右滑块和右压板固定连接的右平板，且左平板和右平板的两侧皆设有侧挡板，侧挡板处设有与其一一对应且能够使侧挡板翻转呈竖直状态以围挡左平板、右平板上的奶包单元的张紧气缸，且左平板和右平板的外端侧设有端挡板，使得侧挡板和端挡板能够在左分离器和右分离器靠紧时构成一个四周封闭的围挡。

所述的左分离器和右分离器之间设有静止分离器，静止分离器通过固定在分离支撑架上与左分离器和右分离器相互配合，使得奶包单元分离机构能够同时分割三组奶包单元。

所述的奶包单元平移机构包括平移支撑架、水平移动组件、竖直移动组件和工夹具，水平移动组件包括安装在平移支撑架上的平移伺服电机，平移伺服电机能够带动水平传送带转动，水平传送带上固定设置水平移动架且水平移动架通过滑轨滑块安装在平移支撑架上，水平移动架上固定安装有竖直移动组件且竖直移动组件的活动端下方带有工夹具，工夹具的数量与奶包单元分离机构能够分离的奶包单元的数量相对应；所述的工夹具能够在竖直移动组件的作用下作竖直移动并在水平移动组件的作用下沿着垂直于奶包分道输送机构的输送方向做水平移动。

所述的奶包整合机构上的整合安装板固定安装在平移支撑架上，且奶包单元分离机构安装在平移支撑架的下方并位于奶包整合机构的运行末端。

所述下衬板机械手和上衬板机械手的旁侧皆设有与其分别对应的衬板成型机构，且与下衬板机械手相对应的衬板成型机构的高度低于与上衬板机械手相对应的衬板成型机构的高度，使得下衬板机械手处的衬板成型机构能够与奶包单元输送机构上的奶包单元相对应，上衬板机械手处的衬板成型机构能够与包装箱输送线上的包装箱相对应。

所述的衬板成型机构包括衬板储送机构，在衬板储送机构的初型衬板输出端设有衬板吸取机构，衬板吸取机构上的衬板吸盘在吸取初型衬板后翻转朝上设置，下衬板机械手或上衬板机械手带动其下端的衬板上模移动至衬板吸盘的上方取走初型衬板，接着下衬板机械手或上衬板机械手带动衬板上模移动至衬板下模的上方并下压让衬板上模和衬板下模重合使得初型衬板成型，成型衬板跟随衬板上模在下衬板机械手或上衬板机械手的带动下上升并在下衬板机械手或上衬板机械手的作用下移动至奶包单元输送机构上的奶包单元的上方或者包装箱输送线上的包装箱的上方，下衬板机械手下压使得成型下衬板套置在奶包单元输送机构上的奶包单元上或上衬板机械手下压使得成型上衬板嵌置在包装箱中完成衬板的嵌置。

所述的衬板吸取机构包括推动气缸、推臂、转轴、翻板和衬板吸盘，衬板吸盘固定设置在翻板上且翻板固定安装在转轴上，转轴的一端通过推臂与推动气缸的输出端相连，在推动气缸的作用下转轴旋转带动翻板上的衬板吸盘做翻转运动以吸取衬板储送机构中的初型衬板，初型衬板被吸取后推动气缸反向工作使得衬板吸盘回复原位正对上方。

所述衬板吸取机构的前方设有对应的衬板成型机构，衬板成型机构包括衬板上模、衬板下模和衬板成型支架，衬板成型支架对应设置在衬板储送机构的前侧，衬板下模固定安装在衬板成型支架上且与衬板下模相对应的衬板上模通过机械手连接块固定设置在下衬板机械手或上衬板机械手的下端。

所述的翻板上设置的衬板吸盘数量与每次奶包单元分离机构分隔开的奶包单元数量相同，衬板吸盘的数量与衬板储送机构上的初型衬板储送槽的数量相同且衬板吸盘与初型衬板储送槽一一对应；所述的衬板上模和衬板下模成对设置且衬板上模和衬板下模的数量与衬板吸盘的数量相同，使得衬板上模在下衬板机械手或上衬板机械手的作用下能够从相应的衬板吸盘上取走初型衬板。

所述包装箱输送线的前部依次设有开箱机构和撑箱机构使得空箱在运行至装箱机械手处时能够装入带下衬板的奶包单元。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明通过奶包整合-衬板成型-下衬板合并入箱-加上衬板-封箱四道主要工序，从而简化了生产工序、降低了生产时间、提高了生产功效并使稳定性得到提升；通过采用统一硬纸衬板材料取代白色薄膜使包装衬板件数从四块减少至两块，进而降低产品入盒的组装次数和复杂性；机械手与辅助输送系统、快速置换工夹具相结合，降低非标零件的装备数量，大大提高整体运行的稳定性和运行速度并降低了成本，模块化的结构使得该系统结构紧凑，能够十分宽裕地在企业生产面实现布局。

本发明的系统使用时单一装盒周期动作虽然超过15个，但绝大多数功能都是单一开合动作，动作周期均在3秒以上，因此驱动机构简单，动作相对缓慢；而较为复杂的产品入盒和套衬板动作则由机械手和附加工夹具来实现，机械手和对应工夹具完成一盒礼品盒装盒的平均时间为7.2秒左右，这样整套设备运行时间将十分充裕；由于机械手性能十分稳定，控制精确，虽然生产过程来回频繁动作，但都在设备的承载、速度和使用频率之内；因此整机抗磨损耐用性、设备使用寿命和设备的性能维护都有明显的优势。

本发明通过奶包分道输送机构和奶包整合机构实现了多奶包单元的整体整合，接着通过奶包单元分离机构实现多奶包单元的相互隔离，且隔离后每个奶包单元皆能够与奶包单元输送机构上的奶包单元隔槽相一一对应，再采用奶包单元平移机构将奶包单元水平推送至相应的奶包单元隔槽中以完成多奶包单元的整合分离；该多奶包单元整合分离装置能够根据需要实现两组奶包单元或三组奶包单元的同时整合分离，两组奶包单元同时整合分离时即可满足24000包/小时的奶包单元整合分离需求，使用时各个运行机构之间结合紧密，简化了生产流程、缩短了生产时间并提高了生产功效，同时使得运行的稳定性得到进一步提升。

本发明通过衬板吸取机构从衬板储送机构中吸取初型衬板并进而由下衬板机械手或上衬板机械手带动衬板上模取走初型衬板后下压成型，然后直接将成型衬板嵌置在奶包单元上或包装箱中，整个工作流程简洁快速、部件之间衔接紧密，因此能够快速平稳地将初型衬板成型并嵌置在奶包单元上。

本发明的自动装箱系统的工作路线为：奶包水平移动至奶包分道输送机构的末端整合-整合后沿垂直于奶包分道输送机构的方向水平移动至奶包单元分离机构执行奶包单元分离动作且分离后继续水平移动至奶包单元隔槽中加下衬板-与奶包分道输送机构相平行的奶包单元输送机构反向运行带动奶包单元移动至末端-装箱机械手抓住带下衬板的奶包单元装箱后沿与奶包分道输送机构相平行的包装箱输送线再次反向运行加上衬板及封箱，上述工作路线通过L形折线回折再折回来的方式节约了设备占地面积并提高了产品的竞争力；且由于整合夹具、装箱机械手的下端夹具以及分离器、衬板成型机构等模块的规格不同且方便更换，因此能够包装12（3*4）、15（3*5）包的箱容规格，并通过机械手数量的配备，使得包装速度有2000箱/小时、1600箱/小时以及1875箱/小时，灵活的结构形式为手工礼品盒生产线提升为自动化生产提供了技术和设备保障，故适宜推广使用。

附图说明

附图1为本发明的奶包进线侧的自动装箱系统的结构示意图；

附图2为本发明的奶包单元整合分离侧的自动装箱系统结构示意图；

附图3为本发明的空箱输入侧的自动装箱系统结构示意图；

附图4为本发明的奶包整合机构结构示意图；

附图5为本发明的奶包分道输送机构结构示意图；

附图6为附图5中的A部分放大结构示意图；

附图7为本发明的奶包单元分离机构结构示意图；

附图8为本发明的奶包单元分离机构爆炸图；

附图9为本发明的奶包单元平移机构结构示意图；

附图10为本发明的奶包整合机构、奶包单元分离机构和奶包单元平移机构分离示意图；

附图11为本发明的奶包单元输送机构结构示意图；

附图12为本发明的下衬板机械手与其对应的衬板成型嵌置机构结构示意图；

附图13为本发明的上衬板机械手与其对应的衬板成型嵌置机构结构示意图；

附图14为附图13中的衬板储送机构和衬板吸取机构组合结构示意图；

附图15为附图13中的衬板成型机构结构示意图；

附图16为附图13中的衬板成型分解结构示意图；

附图17为本发明的装箱机械手结构示意图；

附图18为本发明的包装箱输送线结构示意图。

其中：1—奶包分道输送机构；11—一级分道机构；12—二级分道机构；13—分道输送轨道；14—奶包整合平台；15—挡停气缸；16—整合平推气缸；2—奶包整合机构；21—整合夹具；22—定位块；23—整合滑块；24—整合安装板；25—整合滑轨；26—整合伺服电机；27—挡片气缸；28—挡片；3—奶包单元分离机构；31—左分离器；32—右分离器；33—左压板；34—右压板；35—同步分离带；36—分离滑轨；37—左滑块；38—右滑块；39—同步驱动带；310—分离伺服电机；311—分离支撑架；312—主动轴；313—被动轴；314—同步轮；315—左平板；316—右平板；317—侧挡板；318—张紧气缸；319—端挡板；4—奶包单元平移机构；41—平移支撑架；42—水平移动组件；421—平移伺服电机；422—水平传送带；423—水平移动架；43—竖直移动组件；44—工夹具；5—奶包单元输送机构；51—奶包单元隔槽；6—下衬板机械手；7—衬板成型机构；71—衬板储送机构；711—初型衬板储送槽；72—衬板吸取机构；721—推动气缸；722—推臂；723—转轴；724—翻板；725—衬板吸盘； 73—衬板成型机构；731—衬板上模；732—衬板下模；733—衬板成型支架；74—初型衬板；75—成型衬板；8—装箱机械手；9—包装箱输送线；10—上衬板机械手。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-18所示：一种利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，包括奶包分道输送机构1，在奶包分道输送机构1的尾端设有奶包整合机构2，奶包整合机构2将奶包分道输送机构1输送过来的奶包按照一定排列规则整合成多组奶包单元的集合；接着奶包整合机构2将整合的奶包沿着奶包分道输送机构1的奶包输送方向的垂直方向水平推送至奶包单元分离机构3，在奶包单元分离机构3的作用下多组奶包单元分隔开使得每组奶包单元分别与奶包单元输送机构5上的奶包单元隔槽51相对应，然后位于奶包单元分离机构3处的奶包单元平移机构4沿着该垂直方向将多组奶包单元同时水平推送至相应的奶包单元隔槽51中；之后下衬板机械手6将成型下衬板套置在相应的奶包单元上后奶包单元沿着与奶包分道输送机构1的奶包输送方向相反的方向输送至奶包单元输送机构5的尾端装箱机械手8处；装箱机械手8抓取奶包单元将其放入包装箱输送线9上的相应空箱中；接着包装箱输送线9沿着与奶包分道输送机构1的奶包输送方向相同的方向将包装箱输送至上衬板机械手10处，上衬板机械手10抓取成型上衬板嵌入已装奶包单元的包装箱中则完成奶包单元和衬板入箱的动作，最后包装箱输送线9运行至扣盖封箱机处对包装箱进行扣盖封箱即完成整个自动装箱过程。另外在包装箱输送线9的前部依次设有开箱机构和撑箱机构使得空箱在运行至装箱机械手8处时能够装入带下衬板的奶包单元。

如图4所示，奶包整合机构2包括用于整合奶包的整合夹具21，整合夹具21固定在定位块22上，定位块22通过整合滑块23与整合安装板24上的整合滑轨25相连接，且在整合安装板24上设有整合伺服电机26，整合伺服电机26通过驱动定位块22带动整合夹具21沿着整合滑轨25做直线运动；且在整合夹具21的前侧设有安装在挡片气缸27下端的挡片28，挡片气缸27固定安装在整合夹具21上，挡片28在挡片气缸27的作用下与整合夹具21的后壁相配合将奶包前后整合在整合夹具21内。

如图5-6所示，所述的奶包分道输送机构1包括一级分道机构11、二级分道机构12和分道输送轨道13，奶包依次经过一级分道机构11、二级分道机构12和分道输送轨道13后输送至奶包分道输送机构1后侧的奶包整合平台14上，进入奶包整合平台14上方的奶包整合机构2中的整合夹具21内按照一定排列规则整合成多组奶包单元的集合；在分道输送轨道13的尾端设有挡停气缸15，在挡停气缸15的作用下分道输送轨道13尾端的分道挡板之间的间距缩小，使得足够数量的奶包进入奶包整合机构2后分道输送轨道13尾端的分道挡板夹住后续的奶包以阻止新的奶包输送至奶包整合平台14上；在奶包整合平台14的后侧设有整合平推气缸16，整合平推气缸16位于奶包整合机构2中的整合夹具21的端侧以整合进入整合夹具21内的奶包。则由图4-6可知，进入整合夹具21后奶包在整合夹具21的后壁、挡片28以及整合平推气缸16和奶包分道输送机构的皮带输送的作用下紧密整合在整合夹具21内，实现了多奶包单元的同时整合。

如图7-8所示，奶包单元分离机构3包括左分离器31、右分离器32、左压板33、右压板34、同步分离带35、分离滑轨36、左滑块37、右滑块38、同步驱动带39、分离伺服电机310和分离支撑架311，分离滑轨36固定安装在分离支撑架311上，与分离滑轨36配套设置的左滑块37和右滑块38分别与左分离器31和右分离器32相对应连接，其中左分离器31通过左压板33固定设置在同步分离带35上且右分离器32通过右压板34固定设置在同步分离带35上，同步分离带35的两端分别与主动轴312和被动轴313相连接，主动轴312端部的同步轮314通过同步驱动带39与分离伺服电机310的输出端相连接。具体来说，左压板33固定设置在同步分离带35的上侧皮带上且右压板34固定设置在同步分离带35的下侧皮带上，或者左压板33固定设置在同步分离带35的下侧皮带上且右压板34固定设置在同步分离带35的上侧皮带上。另外左分离器31包括与左滑块37和左压板33固定连接的左平板315，右分离器32包括与右滑块38和右压板34固定连接的右平板316，且左平板315和右平板316的两侧皆设有侧挡板317，侧挡板317处设有与其一一对应且能够使侧挡板317翻转呈竖直状态以围挡左平板315、右平板316上的奶包单元的张紧气缸318，且左平板315和右平板316的外端侧设有端挡板319，使得侧挡板317和端挡板319能够在左分离器31和右分离器32靠紧时构成一个四周封闭的围挡。以上的结构仅能实现两组奶包单元的分离，如需实现三组奶包单元的分离，该奶包单元分离机构3还需在左分离器31和右分离器32之间设置带有侧挡板317的静止分离器，静止分离器通过固定在分离支撑架311上与左分离器31和右分离器32相互配合，左分离器31和右分离器32在分离伺服电机310的作用下离开静止分离器相同的间距，即可使得该奶包单元分离机构3能够同时实现三组奶包单元的分离。

如图9所示，奶包单元平移机构4包括平移支撑架41、水平移动组件42、竖直移动组件43和工夹具44，水平移动组件42包括安装在平移支撑架41上的平移伺服电机421，平移伺服电机421能够带动水平传送带422转动，水平传送带422上固定设置水平移动架423且水平移动架423通过滑轨滑块安装在平移支撑架41上，水平移动架423上固定安装有竖直移动组件43且竖直移动组件43的活动端下方带有工夹具44，工夹具44的数量与奶包单元分离机构3能够分离的奶包单元的数量相对应；所述的工夹具44能够在竖直移动组件43的作用下作竖直移动并在水平移动组件42的作用下沿着垂直于奶包分道输送机构1的输送方向做水平移动。另外如图1-3、10所示，奶包整合机构2上的整合安装板24固定安装在平移支撑架41上，且奶包单元分离机构3安装在平移支撑架41的下方并位于奶包整合机构2的运行末端。

如图11所示，具体到奶包单元隔槽51，奶包单元隔槽51用来承装奶包单元的空间的截面积与每组奶包单元的底部面积相吻合，使得每组奶包单元能够在奶包单元输送机构5的后续输送过程中不会产生分离现象；另外奶包单元输送机构5与奶包分道输送机构1平行设置且两者的设置方向皆与奶包整合机构2的运行方向相垂直以缩小该装置的占地面积。

如图12-13所示，在下衬板机械手6和上衬板机械手10的旁侧皆设有与其分别对应的衬板成型机构7，且与下衬板机械手6相对应的衬板成型机构7的高度低于与上衬板机械手10相对应的衬板成型机构7的高度，使得下衬板机械手6处的衬板成型机构7能够与奶包单元输送机构5上的奶包单元相对应，上衬板机械手10处的衬板成型机构7能够与包装箱输送线9上的包装箱相对应。每个衬板成型机构7皆包括衬板储送机构71、衬板吸取机构72和衬板成型机构73，其中衬板吸取机构72设置在衬板储送机构71的初型衬板输出端处，衬板成型机构73对应设置在衬板吸取机构72的前侧。

如图14-16所示，在衬板储送机构1上的初型衬板储送槽11的末端设有阻止初型衬板在输送带的作用下滑落的初型衬板挡片。衬板吸取机构72包括推动气缸721、推臂722、转轴723、翻板724和衬板吸盘725，衬板吸盘725固定设置在翻板724上且翻板724固定安装在转轴723上，转轴723的一端通过推臂722与推动气缸721的输出端相连，在推动气缸721的作用下转轴723旋转带动翻板724上的衬板吸盘725做翻转运动以吸取衬板储送机构71中的初型衬板，初型衬板被吸取后推动气缸721反向工作使得衬板吸盘725回复原位正对上方。衬板成型机构73包括衬板上模731、衬板下模732和衬板成型支架733，衬板成型支架733对应设置在衬板储送机构71的前侧，衬板下模732固定安装在衬板成型支架733上且与衬板下模732相对应的衬板上模731通过机械手连接块固定设置在下衬板机械手6或上衬板机械手10的下端。在上述结构中，翻板724上设置的衬板吸盘725数量与每次奶包单元分离机构73分隔开的奶包单元数量相同，衬板吸盘725的数量与衬板储送机构71上的初型衬板储送槽711的数量相同且衬板吸盘725与初型衬板储送槽711一一对应，且；所述的衬板上模731和衬板下模732成对设置且衬板上模731和衬板下模732的数量与衬板吸盘725的数量相同，使得衬板上模731在下衬板机械手6或上衬板机械手10的作用下能够从相应的衬板吸盘725上取走初型衬板。另外由于结构紧凑的需要，上衬板机械手10处的衬板成型机构7的衬板成型支架733横跨在包装箱输送线9上；而下衬板机械手6处的衬板成型机构7的衬板成型支架733则位于奶包单元平移机构4的奶包单元推行方向前方，即包装箱输送线9和奶包单元输送机构5位于衬板成型支架733和奶包单元平移机构4的平移支撑架41的前侧之间。

本发明的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统使用时，首先通过一级分道机构11、二级分道机构12和分道输送轨道13预先将奶包排列出所需的行数，并通过分道输送轨道13的前端、中间和尾端设置的计数传感器来监控奶包是否到位和是否有倒伏现象出现，且计数传感器通过结合分道输送轨道13尾端的挡停气缸15来实现奶包整合排列所需的列数，然后单次整合时所需的奶包被输送至奶包整合机构2中，奶包在整合夹具21的后壁、挡片28以及整合平推气缸16和奶包分道输送机构1的皮带输送的作用下紧密整合在整合夹具21内；并进而在整合伺服电机26的作用下将整合夹具21内整合好的多组奶包单元沿着奶包分道输送机构1的奶包输送方向的垂直方向水平推送至奶包单元分离机构3的分离器上，挡片28在挡片气缸27的作用下上升放开奶包单元后整合伺服电机26驱动整合夹具21后撤至奶包整合平台14准备下一次运行；奶包单元分离机构3中的分离器数量可根据需要设置两个或三个以实现两组奶包单元或三组奶包单元的同时整合，在分离伺服电机310的作用下多组奶包单元相互分隔开使得每组奶包单元能够与奶包单元输送机构5上的奶包单元隔槽51相对应，在分离伺服电机310做功的同时奶包单元平移机构4中的竖直移动组件43带动相应的两个或三个工夹具44上升且水平移动组件42在平移伺服电机421的驱动下带动工夹具44平移至奶包单元分离机构3的上方，并使得工夹具44与相应的分离器一一对应；接着竖直移动组件43驱动工夹具44下降并夹持住相应的奶包单元，夹持后在平移伺服电机421的驱动下将工夹具44中的奶包单元水平推送至相应的奶包单元隔槽51中以完成多奶包单元的整合分离，之后奶包单元平移机构4回到奶包单元分离机构3的上方准备下一次运行；同时下衬板机械手6处的衬板吸取机构72上的衬板吸盘725在吸取初型衬板后翻转朝上设置，下衬板机械手6带动其下端的衬板上模731移动至衬板吸盘725的上方取走初型衬板，接着下衬板机械手6带动衬板上模731移动至衬板下模732的上方并下压让衬板上模731和衬板下模732重合使得初型衬板成型，成型衬板跟随衬板上模731在下衬板机械手6的带动下上升并在下衬板机械手6的作用下移动至奶包单元输送机构5上的奶包单元的上方，下衬板机械手6下压使得成型下衬板套置在奶包单元输送机构5上的奶包单元上；之后奶包单元沿着与奶包分道输送机构1的奶包输送方向相反的方向输送至奶包单元输送机构5的尾端装箱机械手8处，装箱机械手8抓取奶包单元将其放入包装箱输送线9上的相应空箱中；接着包装箱输送线9沿着与奶包分道输送机构1的奶包输送方向相同的方向将包装箱输送至上衬板机械手10处，上衬板机械手10处的衬板吸取机构72上的衬板吸盘725在吸取初型衬板后翻转朝上设置，上衬板机械手10带动其下端的衬板上模731移动至衬板吸盘725的上方取走初型衬板，接着上衬板机械手10带动衬板上模731移动至衬板下模732的上方并下压让衬板上模731和衬板下模732重合使得初型衬板成型，成型衬板跟随衬板上模731在上衬板机械手10的带动下上升并在上衬板机械手10的作用下移动至包装箱输送线9上的包装箱的上方，上衬板机械手10下压使得成型上衬板嵌置在包装箱中完成衬板入箱的动作；最后包装箱输送线9运行至扣盖封箱机处对包装箱进行扣盖封箱即完成整个自动装箱过程。

实施例一

下面通过两组奶包单元的同时整合分离装箱以进一步说明本发明所提供的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其中每组奶包单元按照3*4计12包/箱的规格且装箱速度为24000包/小时。

如图1-18所示：本发明的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统在使用时，奶包经由一级分道机构11和二级分道机构12分成三道进入分道输送轨道13，在分道输送轨道13中的计数传感器和挡停气缸15的作用下，使得每一波次进入奶包整合平台14上的整合夹具21中的奶包数量为3*8计24包，在整合夹具21的后壁、挡片28以及整合平推气缸16和奶包分道输送机构1的皮带输送的作用下，24包奶包被紧密整合在整合夹具21内构成一个3*8的奶包单元，该3*8的奶包单元包含两组3*4奶包单元；然后在整合伺服电机26的作用下将整合夹具21内整合好的3*8奶包单元水平沿着奶包分道输送机构1的奶包输送方向的垂直方向水平推送至奶包单元分离机构3的左分离器31和右分离器32上，挡片28在挡片气缸27的作用下上升放开奶包单元后整合伺服电机26驱动整合夹具21后撤至奶包整合平台14准备下一次运行；接着张紧气缸318做功使得侧挡板317翻转呈竖直状态与左平板315和右平板316的端挡板319构成一个四周封闭的围挡以使得左分离器31和右分离器32上的3*8奶包单元中的奶包不会前后分散，接着在分离伺服电机310的作用下带动同步分离带35转动，由于左分离器31和右分离器32在同步分离带35上采用异位设置的方式，使得左分离器31和右分离器32在同步分离带35的作用下逐步分开将3*8奶包单元分离为两组3*4奶包单元，并分别移动至使得左分离器31和右分离器32上的3*4奶包单元能够与奶包单元输送机构5上的相邻奶包单元隔槽51相对应；在分离伺服电机310做功的同时奶包单元平移机构4中的竖直移动组件43带动相应的两个工夹具44上升且水平移动组件42在平移伺服电机421的驱动下带动工夹具44平移至奶包单元分离机构3的上方，并使得工夹具44分别与左分离器31和右分离器32上的3*4奶包单元一一对应；接着竖直移动组件43驱动工夹具44下降并夹持住相应的3*4奶包单元，夹持后在平移伺服电机421的驱动下将工夹具44中的3*4奶包单元水平推送至相应的奶包单元隔槽51中，即完成一次两组3*4奶包单元的整合，之后奶包单元平移机构4回到奶包单元分离机构3的上方准备下一次运行；同时下衬板机械手6处的衬板吸取机构72上的两个衬板吸盘725在吸取两张初型衬板74后翻转朝上设置，下衬板机械手6带动其下端的两个衬板上模731移动至对应的两个衬板吸盘725的上方取走两张初型衬板74，接着下衬板机械手6带动两个衬板上模731移动至两个衬板下模732的上方并下压让两个衬板上模731和两个相应的衬板下模732重合使得两张初型衬板74成型，两张成型衬板75跟随对应的两个衬板上模731在下衬板机械手6的带动下上升并在下衬板机械手6的作用下移动至奶包单元输送机构5上的两组奶包单元的上方，下衬板机械手6下压使得两张成型下衬板分别套置在奶包单元输送机构5上相应的奶包单元上；之后带下衬板的两组奶包单元沿着与奶包分道输送机构1的奶包输送方向相反的方向输送至奶包单元输送机构5的尾端装箱机械手8处，装箱机械手8抓取两组奶包单元分别将其放入包装箱输送线9上的相应空箱中；接着包装箱输送线9沿着与奶包分道输送机构1的奶包输送方向相同的方向将包装箱输送至上衬板机械手10处，上衬板机械手10处的衬板吸取机构72上的两个衬板吸盘725在吸取两张初型衬板74后翻转朝上设置，上衬板机械手10带动其下端的两个衬板上模731移动至对应的两个衬板吸盘725的上方取走两张初型衬板74，接着上衬板机械手10带动两个衬板上模731移动至两个衬板下模732的上方并下压让两个衬板上模731和两个相应的衬板下模732重合使得两张初型衬板74成型，两张成型衬板75跟随对应的两个衬板上模731在上衬板机械手10的带动下上升并在上衬板机械手10的作用下移动至包装箱输送线9上的包装箱的上方，上衬板机械手10下压使得两张成型上衬板嵌置在包装箱中完成衬板入箱的动作；最后包装箱输送线9运行至扣盖封箱机处对包装箱进行扣盖封箱即完成整个自动装箱过程。

本发明通过奶包分道输送机构1和奶包整合机构2实现了多奶包单元的整体整合，接着通过奶包单元分离机构3实现多奶包单元的相互隔离，且隔离后每个奶包单元皆能够与奶包单元输送机构5上的奶包单元隔槽51相一一对应，再采用奶包单元平移机构4将奶包单元水平推送至相应的奶包单元隔槽51中以完成多奶包单元的整合分离；通过衬板吸取机构72从衬板储送机构71中吸取初型衬板74并进而由下衬板机械手6或上衬板机械手10带动衬板上模731取走初型衬板74后下压成型，然后直接将成型衬板75嵌置在奶包单元上或包装箱中；上述系统能够根据需要实现两组奶包单元或三组奶包单元的同时整合分离装箱，两组奶包单元同时整合分离装箱即可满足24000包/小时的奶包单元整合分离装箱需求，初型衬板74能够快速平稳地成型并嵌置在奶包单元上，使用时各个运行机构之间结合紧密，简化了生产流程、缩短了生产时间并提高了生产功效，同时使得运行的稳定性得到进一步提升。

本发明通过奶包整合-衬板成型-下衬板合并入箱-加上衬板-封箱五道主要工序，从而简化了生产工序、降低了生产时间、提高了生产功效并使稳定性得到提升；通过采用统一硬纸衬板材料取代白色薄膜使包装衬板件数从四块减少至两块，进而降低产品入盒的组装次数和复杂性；机械手与辅助输送系统、快速置换工夹具相结合，降低非标零件的装备数量，大大提高整体运行的稳定性和运行速度并降低了成本，模块化的结构使得该系统结构紧凑，能够十分宽裕地在企业生产面实现布局；系统使用时单一装盒周期动作虽然超过15个，但绝大多数功能都是单一开合动作，动作周期均在3秒以上，因此驱动机构简单，动作相对缓慢；而较为复杂的产品入盒和套衬板动作则由机械手和附加工夹具来实现，机械手和对应工夹具完成一盒礼品盒装盒的平均时间为7.2秒左右，这样整套设备运行时间将十分充裕；由于机械手性能十分稳定，控制精确，虽然生产过程来回频繁动作，但都在设备的承载、速度和使用频率之内；因此整机抗磨损耐用性、设备使用寿命和设备的性能维护都有明显的优势。该自动装箱系统的工作路线为：奶包水平移动至奶包分道输送机构1的末端整合-整合后沿垂直于奶包分道输送机构1的方向水平移动至奶包单元分离机构2执行奶包单元分离动作且分离后继续水平移动至奶包单元隔槽51中加下衬板-与奶包分道输送机构1相平行的奶包单元输送机构5反向运行带动奶包单元移动至末端-装箱机械手8抓住带下衬板的奶包单元装箱后沿与奶包分道输送机构1相平行的包装箱输送线9再次反向运行加上衬板及封箱，上述工作路线通过L形折线回折再折回来的方式节约了设备占地面积并提高了产品的竞争力；且由于整合夹具21、装箱机械手8的下端夹具以及分离器、衬板成型机构7等模块的规格不同且方便更换，因此能够包装12（3*4）、15（3*5）包的箱容规格，并通过机械手数量的配备，使得包装速度有2000箱/小时、1600箱/小时以及1875箱/小时，灵活的结构形式为手工礼品盒生产线提升为自动化生产提供了技术和设备保障，故适宜推广使用。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (16)

1.一种利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，包括奶包分道输送机构（1），其特征在于：所述奶包分道输送机构（1）的尾端设有奶包整合机构（2），奶包整合机构（2）将奶包分道输送机构（1）输送过来的奶包按照一定排列规则整合成多组奶包单元的集合；接着奶包整合机构（2）将整合的奶包沿着奶包分道输送机构（1）的奶包输送方向的垂直方向水平推送至奶包单元分离机构（3），在奶包单元分离机构（3）的作用下多组奶包单元分隔开使得每组奶包单元分别与奶包单元输送机构（5）上的奶包单元隔槽（51）相对应，然后位于奶包单元分离机构（3）处的奶包单元平移机构（4）沿着该垂直方向将多组奶包单元同时水平推送至相应的奶包单元隔槽（51）中；之后下衬板机械手（6）将成型下衬板套置在相应的奶包单元上后奶包单元沿着与奶包分道输送机构（1）的奶包输送方向相反的方向输送至奶包单元输送机构（5）的尾端装箱机械手（8）处；装箱机械手（8）抓取奶包单元将其放入包装箱输送线（9）上的相应空箱中；接着包装箱输送线（9）沿着与奶包分道输送机构（1）的奶包输送方向相同的方向将包装箱输送至上衬板机械手（10）处，上衬板机械手（10）抓取成型上衬板嵌入已装奶包单元的包装箱中则完成奶包单元和衬板入箱的动作，最后包装箱输送线（9）运行至扣盖封箱机处对包装箱进行扣盖封箱即完成整个自动装箱过程。

2.根据权利要求1所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述的奶包整合机构（2）包括用于整合奶包的整合夹具（21），整合夹具（21）固定在定位块（22）上，定位块（22）通过整合滑块（23）与整合安装板（24）上的整合滑轨（25）相连接，且在整合安装板（24）上设有整合伺服电机（26），整合伺服电机（26）通过驱动定位块（22）带动整合夹具（21）沿着整合滑轨（25）做直线运动；且在整合夹具（21）的前侧设有安装在挡片气缸（27）下端的挡片（28），挡片气缸（27）固定安装在整合夹具（21）上，挡片（28）在挡片气缸（27）的作用下与整合夹具（21）的后壁相配合将奶包前后整合在整合夹具（21）内。

3.根据权利要求1或2所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述的奶包分道输送机构（1）包括一级分道机构（11）、二级分道机构（12）和分道输送轨道（13），奶包依次经过一级分道机构（11）、二级分道机构（12）和分道输送轨道（13）后输送至奶包分道输送机构（1）后侧的奶包整合平台（14）上，进入奶包整合平台（14）上方的奶包整合机构（2）中的整合夹具（21）内按照一定排列规则整合成多组奶包单元的集合。

4.根据权利要求3所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述分道输送轨道（13）的尾端设有挡停气缸（15），在挡停气缸（15）的作用下分道输送轨道（13）尾端的分道挡板之间的间距缩小，使得足够数量的奶包进入奶包整合机构（2）后分道输送轨道（13）尾端的分道挡板夹住后续的奶包以阻止新的奶包输送至奶包整合平台（14）上；所述奶包整合平台（14）的后侧设有整合平推气缸（16），整合平推气缸（16）位于奶包整合机构（2）中的整合夹具（21）的端侧以整合进入整合夹具（21）内的奶包。

5.根据权利要求1所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述的奶包单元分离机构（3）包括左分离器（31）、右分离器（32）、左压板（33）、右压板（34）、同步分离带（35）、分离滑轨（36）、左滑块（37）、右滑块（38）、同步驱动带（39）、分离伺服电机（310）和分离支撑架（311），分离滑轨（36）固定安装在分离支撑架（311）上，与分离滑轨（36）配套设置的左滑块（37）和右滑块（38）分别与左分离器（31）和右分离器（32）相对应连接，其中左分离器（31）通过左压板（33）固定设置在同步分离带（35）上且右分离器（32）通过右压板（34）固定设置在同步分离带（35）上，同步分离带（35）的两端分别与主动轴（312）和被动轴（313）相连接，主动轴（312）端部的同步轮（314）通过同步驱动带（39）与分离伺服电机（310）的输出端相连接。

6.根据权利要求5所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述的左压板（33）固定设置在同步分离带（35）的上侧皮带上且右压板（34）固定设置在同步分离带（35）的下侧皮带上，或者左压板（33）固定设置在同步分离带（35）的下侧皮带上且右压板（34）固定设置在同步分离带（35）的上侧皮带上。

7.根据权利要求5所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述的左分离器（31）包括与左滑块（37）和左压板（33）固定连接的左平板（315），右分离器（32）包括与右滑块（38）和右压板（34）固定连接的右平板（316），且左平板（315）和右平板（316）的两侧皆设有侧挡板（317），侧挡板（317）处设有与其一一对应且能够使侧挡板（317）翻转呈竖直状态以围挡左平板（315）、右平板（316）上的奶包单元的张紧气缸（318），且左平板（315）和右平板（316）的外端侧设有端挡板（319），使得侧挡板（317）和端挡板（319）能够在左分离器（31）和右分离器（32）靠紧时构成一个四周封闭的围挡。

8.根据权利要求5或6或7所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述的左分离器（31）和右分离器（32）之间设有静止分离器，静止分离器通过固定在分离支撑架（311）上与左分离器（31）和右分离器（32）相互配合，使得奶包单元分离机构（3）能够同时分割三组奶包单元。

9.根据权利要求1所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述的奶包单元平移机构（4）包括平移支撑架（41）、水平移动组件（42）、竖直移动组件（43）和工夹具（44），水平移动组件（42）包括安装在平移支撑架（41）上的平移伺服电机（421），平移伺服电机（421）能够带动水平传送带（422）转动，水平传送带（422）上固定设置水平移动架（423）且水平移动架（423）通过滑轨滑块安装在平移支撑架（41）上，水平移动架（423）上固定安装有竖直移动组件（43）且竖直移动组件（43）的活动端下方带有工夹具（44），工夹具（44）的数量与奶包单元分离机构（3）能够分离的奶包单元的数量相对应；所述的工夹具（44）能够在竖直移动组件（43）的作用下作竖直移动并在水平移动组件（42）的作用下沿着垂直于奶包分道输送机构（1）的输送方向做水平移动。

10.根据权利要求9所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述的奶包整合机构（2）上的整合安装板（24）固定安装在平移支撑架（41）上，且奶包单元分离机构（3）安装在平移支撑架（41）的下方并位于奶包整合机构（2）的运行末端。

11.根据权利要求1所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述下衬板机械手（6）和上衬板机械手（10）的旁侧皆设有与其分别对应的衬板成型机构（7），且与下衬板机械手（6）相对应的衬板成型机构（7）的高度低于与上衬板机械手（10）相对应的衬板成型机构（7）的高度，使得下衬板机械手（6）处的衬板成型机构（7）能够与奶包单元输送机构（5）上的奶包单元相对应，上衬板机械手（10）处的衬板成型机构（7）能够与包装箱输送线（9）上的包装箱相对应。

12.根据权利要求11所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述的衬板成型机构（7）包括衬板储送机构（71），在衬板储送机构（71）的初型衬板输出端设有衬板吸取机构（72），衬板吸取机构（72）上的衬板吸盘（725）在吸取初型衬板后翻转朝上设置，下衬板机械手（6）或上衬板机械手（10）带动其下端的衬板上模（731）移动至衬板吸盘（725）的上方取走初型衬板，接着下衬板机械手（6）或上衬板机械手（10）带动衬板上模（731）移动至衬板下模（732）的上方并下压让衬板上模（731）和衬板下模（732）重合使得初型衬板成型，成型衬板跟随衬板上模（731）在下衬板机械手（6）或上衬板机械手（10）的带动下上升并在下衬板机械手（6）或上衬板机械手（10）的作用下移动至奶包单元输送机构（5）上的奶包单元的上方或者包装箱输送线（9）上的包装箱的上方，下衬板机械手（6）下压使得成型下衬板套置在奶包单元输送机构（5）上的奶包单元上或上衬板机械手（10）下压使得成型上衬板嵌置在包装箱中完成衬板的嵌置。

13.根据权利要求12所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述的衬板吸取机构（72）包括推动气缸（721）、推臂（722）、转轴（723）、翻板（724）和衬板吸盘（725），衬板吸盘（725）固定设置在翻板（724）上且翻板（724）固定安装在转轴（723）上，转轴（723）的一端通过推臂（722）与推动气缸（721）的输出端相连，在推动气缸（721）的作用下转轴（723）旋转带动翻板（724）上的衬板吸盘（725）做翻转运动以吸取衬板储送机构（71）中的初型衬板，初型衬板被吸取后推动气缸（721）反向工作使得衬板吸盘（725）回复原位正对上方。

14.根据权利要求12或13所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述衬板吸取机构（72）的前方设有对应的衬板成型机构（73），衬板成型机构（73）包括衬板上模（731）、衬板下模（732）和衬板成型支架（733），衬板成型支架（733）对应设置在衬板储送机构（71）的前侧，衬板下模（732）固定安装在衬板成型支架（733）上且与衬板下模（732）相对应的衬板上模（731）通过机械手连接块固定设置在下衬板机械手（6）或上衬板机械手（10）的下端。

15.根据权利要求14所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述的翻板（724）上设置的衬板吸盘（725）数量与每次奶包单元分离机构（73）分隔开的奶包单元数量相同，衬板吸盘（725）的数量与衬板储送机构（71）上的初型衬板储送槽（711）的数量相同且衬板吸盘（725）与初型衬板储送槽（711）一一对应；所述的衬板上模（731）和衬板下模（732）成对设置且衬板上模（731）和衬板下模（732）的数量与衬板吸盘（725）的数量相同，使得衬板上模（731）在下衬板机械手（6）或上衬板机械手（10）的作用下能够从相应的衬板吸盘（725）上取走初型衬板。

16.根据权利要求1所述的利乐砖奶包礼品盒自动装箱系统，其特征在于：所述包装箱输送线（9）的前部依次设有开箱机构和撑箱机构使得空箱在运行至装箱机械手（8）处时能够装入带下衬板的奶包单元。