CN105564753A - 极坐标自动开箱机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种极坐标自动开箱机，包括输送线、机架、电器柜，输送线包括前输送线、后输送线、中间输送线，自动开箱机还包括PLC控制器、电缸、电缸支架、旋转平台、刀具机构、侧面定位机构、粉尘收集箱，侧面压紧机构、前面定位机构，传感器，中间输送线位于电缸的下方，前输送线、后输送线分别位于中间输送线的两侧，侧面定位机构、侧面压紧机构分别位于中间输送线的前方和后方，前面定位机构位于中间输送线的上方，粉尘收集箱位于输送线底部，刀具机构固定在电缸的端部，刀具直线运动轨迹与旋转平台的旋转角度组成极坐标运动轨迹。本发明结构简洁，减少了故障的发生频率；降低了设备的成本，调试、维修方便；提高了切割的效率。

Description

极坐标自动开箱机

技术领域

本发明涉及一种开箱装置，具体涉及一种极坐标自动开箱机。

背景技术

纸箱切割所用的切割方式中有采用激光的、采用多刀头的，同时切割完后的纸箱采用吸盘工艺将上箱盖吸走。纸箱较厚(4mm)，激光切割时需要较大的能量，这种切割能量容易危害到纸箱内部的产品，并会因烧灼而产生刺鼻气味；多刀头的切割虽然效率上升了，由于换刀头的频繁性导致维护成本较高，故障率较高，同时机构复杂，成本高，维修困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种极坐标自动开箱机，结构简洁，减少了故障的发生频率；降低了设备的制造成本及运行成本，调试、维修方便；提高了切割的效率。

为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：

本发明的一种极坐标自动开箱机，包括输送线、机架、电器柜，所述输送线位于机架上方，电器柜在机架内，所述输送线包括前输送线、后输送线、中间输送线，所述自动开箱机还包括PLC控制器、电缸、电缸支架、旋转平台、刀具机构、侧面定位机构、粉尘收集箱，侧面压紧机构、前面定位机构，传感器，所述中间输送线位于电缸的下方，前输送线、后输送线分别位于中间输送线的两侧，所述侧面定位机构、侧面压紧机构分别位于中间输送线的前方和后方，前面定位机构位于中间输送线的上方，粉尘收集箱位于输送线底部，所述PLC控制器分别与电缸、旋转平台的电机一、侧面定位机构的启动开关，侧面压紧机构的启动开关、前面定位机构的启动开关、输送线电机二、刀具机构的主轴电机、传感器电连接，电缸由电缸支架支撑，刀具机构固定在电缸的端部，电缸的直线运动能带动刀具作直线运动，刀具直线运动轨迹与旋转平台的旋转角度组成极坐标运动轨迹。

其中，所述电缸包括运动控制卡、伺服电机、伺服电机驱动器、伺服电机编码器、丝杠，所述PLC控制器与运动控制卡连接，运动控制卡与伺服电机驱动器连接，伺服电机驱动器与伺服电机编码、伺服电机连接，伺服电机与丝杠连接。

其中，所述刀具机构包括手轮、蜗轮蜗杆、刀具、刀具架，所述手轮与蜗轮蜗杆连接，刀具通过主轴与主轴电机连接，主轴电机连接电缸，刀具有刀具架支撑。

其中，所述侧面定位机构包括滚筒、滚筒支架、导杆、支架、气缸，所述气缸、导杆分别固定在支架两侧，气缸与导杆连接，滚筒支架固定在导杆上，滚筒固定在滚筒支架上。

其中，所述前面定位机构由阻挡块、顶升气缸导杆、顶升气缸组成，所述顶升气缸与顶升气缸导杆连接，顶升气缸导杆与阻挡块连接。

由于采取了以上技术方案，本发明的优点在于：

(1)本方案中刀具只做前后方向的移动，结构简洁，减少了故障的发生频率；

(2)本方案中只采用一把切割刀，降低了设备的制造成本及运行成本，调试、维修方便。

(3)包装箱旋转与刀具直线运动结合，完成切割工作，提高了切割的效率。

附图说明

图1为本发明旋转平台上包装箱横轴方向与电缸丝杠轴线方向夹角为0度的状态示意图；

图2为本发明旋转平台上包装箱横轴方向与电缸丝杠轴线方向夹角为30度的状态示意图；

图3为本发明旋转平台上包装箱横轴方向与电缸丝杠轴线方向夹角为45度的状态示意图；

图4为本发明旋转平台上包装箱横轴方向与电缸丝杠轴线方向夹角为60度的状态示意图；

图5为本发明极坐标自动开箱机的主视图；

图6为本发明极坐标自动开箱机的俯视图；

图7为本发明侧面定位机构的示意图。

图中：1、电缸；2、刀具架；3、刀具；4、电缸支架；5、包装箱；6、机架、7、钱输送线；8、粉尘收集箱；9、主轴电机；10、旋转平台；11、中间输送线；12、收后输送线；13、电器柜；14、侧面定位机构；15、前面定位机构；16、侧面压紧机构；17、滚筒；18、滚筒支架；19、导杆；20、支架；21、气缸；ρ、极半径；γ、极角。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1－7，本发明的一种极坐标自动开箱机，包括输送线、机架、电器柜，所述输送线位于机架上方，电器柜在机架内，所述输送线包括前输送线、后输送线、中间输送线，所述自动开箱机还包括PLC控制器、电缸、电缸支架、旋转平台、刀具机构、侧面定位机构、粉尘收集箱，侧面压紧机构、前面定位机构，传感器，所述中间输送线位于电缸的下方，前输送线、后输送线分别位于中间输送线的两侧，所述侧面定位机构、侧面压紧机构分别位于中间输送线的前方和后方，前面定位机构位于中间输送线的上方，粉尘收集箱位于输送线底部，所述PLC控制器分别与电缸、旋转平台的电机一、侧面定位机构的启动开关，侧面压紧机构的启动开关、前面定位机构的启动开关、输送线电机二、刀具机构的主轴电机、传感器电连接，电缸由电缸支架支撑，刀具机构固定在电缸的端部，电缸的直线运动能带动刀具作直线运动，刀具直线运动轨迹与旋转平台的旋转角度组成极坐标运动轨迹。

所述电缸包括运动控制卡、伺服电机、伺服电机驱动器、伺服电机编码器、丝杠，所述PLC控制器与运动控制卡连接，运动控制卡与伺服电机驱动器连接，伺服电机驱动器与伺服电机编码、伺服电机连接，伺服电机与丝杠连接。电缸将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将伺服电机最佳优点-精确转速控制、精确转数控制、精确扭矩控制转变成-精确速度控制、精确位置控制、精确推力控制；实现高精度直线运动的产品；在本发明中的作用是带动刀具做直线运动，实现极半径ρ的改变。

所述刀具机构包括手轮、蜗轮蜗杆、刀具、刀具架，所述手轮与蜗轮蜗杆连接，刀具通过主轴与主轴电机连接，主轴电机连接电缸，刀具有刀具架支撑。

所述侧面定位机构包括滚筒、滚筒支架、导杆、支架、气缸，所述气缸、导杆分别固定在支架两侧，气缸与导杆连接，滚筒支架固定在导杆上，滚筒固定在滚筒支架上。侧面定位机构与侧面压紧机构结构相同，但每次动作时，侧面定位机构伸出的位置是固定的。

侧面压紧机构的作用是当包装箱定位完成后伸出，将箱体压紧，固定，便于包装箱在切割过程中保持稳定。

所述前面定位机构由阻挡块、顶升气缸导杆、顶升气缸组成，所述顶升气缸与顶升气缸导杆连接，顶升气缸导杆与阻挡块连接。前面定位机构的作用是包装箱在前进过程中，到达前面定位机构后由阻挡块将包装箱阻挡，起到前进方向上的定位功能。

本发明采用极坐标原理，通过电缸带动刀具在丝杠导轨上做直线运动形成可变的极半径ρ，通过下部夹持包装箱的旋转平台水平旋转实现极角γ＝0—360°变化，两者合成极坐标运动轨迹。极半径端头固定有高速旋转超薄圆片刀具，形成有效的高速机械切削。在PLC控制器动态计算并精确控制电缸的伺服驱动机构，自动地将设备上半部轴向运动(即切割刀具的直线运动)与下半部旋转运动(即旋转平台带动包装箱旋转的运动)巧妙合成极坐标运动轨迹，极坐标运动与刀具旋转运动最终的合成实现了电力表计包装箱的矩形切割线。本发明结构设计简单，性价比高，以简洁的机构实现了复杂高效的自动切割功能。

本发明极坐标自动开箱机工作流程：

1、开启自动开箱机电源，执行回原点命令，各轴回归设置零点；人工通过手轮调节切割高度值，根据包装箱的实际尺寸及要求的切割位置来确定刀具的高度位置；

2、将需加工的包装箱送至自动开箱机的开箱等待工位-前输送线；

3、开箱机前输送线上的传感器检测到前输送线有等待加工的包装箱；

4、自动开箱机启动前输送线及中间输送线将箱体送入自动开箱机的开箱位置(即设备的切割位置)；

5、包装箱前进，遇到中间输送线方向上前面定位机构的定位块后输送线停止运行，切割区域内一侧布置有侧面定位机构定位，侧面压紧机构伸出完成包装箱的前后及左右两个方向的定位与夹紧；

6、主轴电机旋转，带动刀具旋转；旋转电机一启动，带动旋转平台旋转，包装箱在旋转平台上由侧面压紧机构固定，旋转平台旋转带动包装箱旋转；

7、包装箱在旋转平台带动下开始旋转，刀具在电缸的带动下按照包装箱的旋转角度不同而进行前后的直线运动，保证刀具切割包装箱的深度位置在设计的深度位置(一般切深为10MM)。包装箱旋转360°，刀具将包装箱的上部位置按照矩形切割路径切割完成；

8、刀具回原位，主轴电机停止转动；包装箱快速回转360°，回到切割前的位置；

9、侧面压紧机构松开，中间输送线及后输送线运转，将包装箱移出切割位置到输送线后等待工位-后输送线，待接到指令后，后输送线启动将包装箱输送至下一工位，单次切割自动循环完成。

显然，本发明的上述实施仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种极坐标自动开箱机，包括输送线、机架、电器柜，所述输送线位于机架上方，电器柜在机架内，其特征在于：所述输送线包括前输送线、后输送线、中间输送线，所述自动开箱机还包括PLC控制器、电缸、电缸支架、旋转平台、刀具机构、侧面定位机构、粉尘收集箱，侧面压紧机构、前面定位机构，传感器，所述中间输送线位于电缸的下方，前输送线、后输送线分别位于中间输送线的两侧，所述侧面定位机构、侧面压紧机构分别位于中间输送线的前方和后方，前面定位机构位于中间输送线的上方，粉尘收集箱位于输送线底部，所述PLC控制器分别与电缸、旋转平台的电机一、侧面定位机构的启动开关，侧面压紧机构的启动开关、前面定位机构的启动开关、输送线电机二、刀具机构的主轴电机、传感器电连接，电缸由电缸支架支撑，刀具机构固定在电缸的端部，电缸的直线运动能带动刀具作直线运动，刀具直线运动轨迹与旋转平台的旋转角度组成极坐标运动轨迹。

2.如权利要求1所述的一种极坐标自动开箱机，其特征在于：所述电缸包括运动控制卡、伺服电机、伺服电机驱动器、伺服电机编码器、丝杠，所述PLC控制器与运动控制卡连接，运动控制卡与伺服电机驱动器连接，伺服电机驱动器与伺服电机编码、伺服电机连接，伺服电机与丝杠连接。

3.如权利要求1所述的一种极坐标自动开箱机，其特征在于：所述刀具机构包括手轮、蜗轮蜗杆、刀具、刀具架，所述手轮与蜗轮蜗杆连接，刀具通过主轴与主轴电机连接，主轴电机连接电缸，刀具有刀具架支撑。

4.如权利要求1所述的一种极坐标自动开箱机，其特征在于：所述侧面定位机构包括滚筒、滚筒支架、导杆、支架、气缸，所述气缸、导杆分别固定在支架两侧，气缸与导杆连接，滚筒支架固定在导杆上，滚筒固定在滚筒支架上。

5.如权利要求1所述的一种极坐标自动开箱机，其特征在于：所述前面定位机构由阻挡块、顶升气缸导杆、顶升气缸组成，所述顶升气缸与顶升气缸导杆连接，顶升气缸导杆与阻挡块连接。