CN105800321B - 一种全自动纸箱码垛生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动纸箱码垛生产线，它包括码垛机（1）、推箱机（2）、托盘库（3）、进箱辊道（4）、垛输送机构（5）和成品垛输送装置（6），码垛机（1）由升降机构I（7）和抽帘机构（8）组成；垛输送机构（5）设置于副机架（10）的下方；推箱机（2）推箱机（2）设置于码垛机（1）的后侧；托盘库（3）设置于垛输送机构（5）的右侧；进箱辊道（4）设置于托盘库（3）后侧，成品垛输送装置（6）设置于垛输送机构（5）的左侧。本发明的有益效果是：制造成本低、纸箱码垛效率高、维护成本低、码垛质量高、保证了码箱整齐度。

Description

一种全自动纸箱码垛生产线

技术领域

本发明涉及纸箱码垛的技术领域，特别是一种全自动纸箱码垛生产线。

背景技术

在食品、医药或电子产品包装领域中，都需要先将产品封装于纸箱内，再将纸箱码垛，码垛后的垛如图13所示，垛中每层纸箱均呈阵列分布，每排纸箱均整齐排列，从而方便了后期产品运输和数量的统计，当码垛结束后将垛放置于栈板上，通过叉车插入栈板内，以将垛入库或装车处理。

为实现纸箱码垛，通常采用端执行器在空间中进行高速作业的机械手，实现产品的快速码垛，而现有的码垛成型方式主要是依靠末端执行机构的抓包及旋转调整一定角度的动作，进而摆放到指定位置，实现一定的码垛形式，但此种方式大多需要四自由度码垛机器人，除了垂直及水平方向的运动外，还必须在末端执行机构上安装一个驱动电机，实现垂直旋转运动，即所抓产品的旋转调整角度动作，因此，这种码垛成型方式既增加了末端执行机构的自身重量，也增加了制造成本。

此外通过机械手进行码垛还存在以下缺陷：（1）维护成本高，由于结构复杂，导致维修不方便，维修周期长。（2）垛最外边缘的纸箱不处于同一平面，存在码垛整齐度差的缺陷。（3）码垛机器人只能一个接一个的抓取纸箱，这无疑是延长了码垛时间，降低了码垛效率。（4）码垛机器人生产成本昂贵，生产周期长，拆卸困难，导致很难远距离运输。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种制造成本低、纸箱码垛效率高、维护成本低、码垛质量高、保证了码箱整齐度的全自动纸箱码垛生产线。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种全自动纸箱码垛生产线，它包括码垛机、推箱机、托盘库、进箱辊道、垛输送机构和成品垛输送装置，所述的码垛机由升降机构I和抽帘机构组成，升降机构I由主机架、副机架、电机、主动轴、从动轴、下链轮、上链轮、主动链轮和从动链轮组成，副机架设置于主机架内，副机架的四个角落处均设置有固定块，主动轴和从动轴均旋转安装于主机架的下端部，主动轴上安装有主动链轮，从动轴上安装有从动链轮，主动链轮和从动链轮之间安装有链条A，主动轴和从动轴的两端均安装有下链轮，主机架的上端部且位于四个角落处均旋转安装有上链轮，上链轮位于下链轮的正上方，每个上链轮与其正下方的下链轮之间均安装有链条B，链条B首端固定于固定块的下部，链条B的末端固定于固定块的上部，电机的输出端与主动轴连接，所述的副机架的左右侧设置有两个抽帘机构，抽帘机构由链轮驱动机构、安装在链轮驱动机构上的链条C和无动力滚筒组成，链条C的水平段上设置有多根无动力滚筒，所述的副机架的四个边上均设置有垂向设置的平板，四个平板均设置于无动力滚筒的上方，位于副机架左边、右边和前边平板的外端面上均设置有垂直于平板的气缸，位于副机架后边平板的上方设置有垂向气缸I，垂向气缸I和三个气缸均固定于副机架上；

所述的垛输送机构设置于副机架的下方，垛输送机构由支架a、滚筒a和限位机构组成，支架a内旋转安装有多个垂直于无动力滚筒的滚筒a，支架a左侧设置有多个限位机构，限位机构由垂向气缸II和限位块组成，限位块设置于垂向气缸II的活塞杆上；

所述的推箱机推箱机设置于码垛机的后侧，推箱机由升降机构II、直线驱动机构、推板、输送辊道组成，升降机构II与升降机构I的结构相同，输送辊道固定于升降机构II的副机架内，输送辊道的滚筒b平行于滚筒a设置，该副机架的后侧还设置有直线驱动机构，直线驱动机构的输出端设置有推板，推板位于滚筒b上方，升降机构II的副机架的左侧设置有多个限位板；

所述的托盘库设置于垛输送机构的右侧，托盘库由库本体、直线链条机构、旋转气缸、举升油缸、矩形框和底盘组成，库本体的前后侧均设置有型钢，两个型钢内均设置有多个旋转气缸，旋转气缸的输出端均设置有旋转板，底盘设置于库本体内且位于型钢的下方，底盘上铰接有四个连杆A，四个连杆A围成矩形状，每相邻两个连杆A之间均铰接有中间杆，每个中间杆的两端均铰接有连杆B，连杆B的另一端均铰接于矩形框上，矩形框的中部设置有横梁，举升油缸垂向设置且固定于底盘上，举升油缸的活塞杆固定于横梁上，所述的库本体内还设置有两个直线链条机构，两个直线链条机构设置于矩形框的前后侧，两个直线链条机构与垛输送机构的滚筒a对接；

所述的进箱辊道设置于托盘库后侧，所述的成品垛输送装置设置于垛输送机构的左侧，成品垛输送装置由支架c和滚筒c组成，支架c上安装有多个滚筒c，滚筒c与滚筒a平行设置，滚筒c与垛输送机构的滚筒a对接。

该生产线还包括控制器，所述的控制器与垂向气缸I、垂向气缸II、旋转气缸、举升油缸、电机和三个气缸连接。

所述的两个抽帘机构对称设置。

所述的支架a左侧设置有两个限位机构。

所述的直线驱动机构可以为气缸、丝杆螺母副或链轮连条副。

所述的两个直线链条机构前后对称设置。

所述的链条C呈L形状。

本发明具有以下优点：（1）本发明实现了阵列纸箱的整平，保证了平整度。（2）本发明实现了多层纸箱的码垛，码垛效率相比机器人码垛效率更高，提高了生产效率。（3） 本发明结构紧凑，制造成本低，而且实现了可视话操作，方便了后期维护和维修。（4）本发明拆卸方便，方便长距离运输。（5）本发明能够轻松取用栈板，无需用叉车安放栈板，减轻了工人的劳动强度，缩短了栈板定位时间。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为本发明的去除平板、气缸、垂向气缸I的俯视图；

图3 为本发明去除进箱辊道、成品垛输送装置的主视图；

图4 为图3的左视图；

图5为本发明码垛机的结构示意图；

图6 为本发明推箱机的结构示意图；

图7 为本发明的托盘库的主视图；

图8 为图7的俯视图；

图9 为图7的左视图；

图10 为本发明的垛输送机构的结构示意图；

图11 为图10的俯视图；

图12 为图10的左视图；

图13 为纸箱码垛后的结构示意图；

图中，1-码垛机，2-推箱机，3-托盘库，4-进箱辊道，5-垛输送机构，6-成品垛输送装置，7-升降机构I，8-抽帘机构，9-主机架，10-副机架，11-电机，12-主动轴，13-从动轴，14-下链轮，15-上链轮，16-主动链轮，17-从动链轮，18-固定块，19-链条A，20-链条B，21-链轮驱动机构，22-链条C，23-无动力滚筒，24-平板，25-气缸，26-垂向气缸I，27-支架a，28-滚筒a，29-限位机构，31-垂向气缸II，32-限位块，33-升降机构II，34-直线驱动机构，35-推板，36-输送辊道，37-滚筒b，38-库本体，39-直线链条机构，40-旋转气缸，41-举升油缸，42-矩形框，43-底盘，44-型钢，45-旋转板，46-连杆A，47-中间杆，48-连杆B，49-横梁，50-支架c，51-滚筒c，52-限位板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1~12所示，一种全自动纸箱码垛生产线，它包括码垛机1、推箱机2、托盘库3、进箱辊道4、垛输送机构5和成品垛输送装置6，所述的码垛机1由升降机构I7和抽帘机构8组成，升降机构I7由主机架9、副机架10、电机11、主动轴12、从动轴13、下链轮14、上链轮15、主动链轮16和从动链轮17组成，副机架10设置于主机架9内，副机架10的四个角落处均设置有固定块18，主动轴12和从动轴13均旋转安装于主机架9的下端部，主动轴12上安装有主动链轮16，从动轴13上安装有从动链轮17，主动链轮16和从动链轮17之间安装有链条A19，主动轴12和从动轴13的两端均安装有下链轮14，主机架9的上端部且位于四个角落处均旋转安装有上链轮15，上链轮15位于下链轮14的正上方，每个上链轮15与其正下方的下链轮14之间均安装有链条B20，链条B20首端固定于固定块18的下部，链条B20的末端固定于固定块18的上部，电机11的输出端与主动轴12连接，当启动电机11后，电机带动主动轴转动，主动轴带动主动链轮，主动链轮带动从动链轮转动，从动链轮带动从动轴转动，主动轴和从动轴上的下链轮带动上链轮转动，上链轮带动链条B拉动副机架向上或向下运动。

所述的副机架10的左右侧设置有两个抽帘机构8，两个抽帘机构8对称设置，抽帘机构8由链轮驱动机构21、安装在链轮驱动机构21上的链条C22和无动力滚筒23组成，链条C22呈L形状，链条C22的水平段上设置有多根无动力滚筒23，当阵列纸箱经整平工序处理后，只需启动链轮驱动机构，无动力滚筒23按照图4中逆时针方向转动，无动力滚筒上的纸箱从后排到前排逐渐掉落在栈板上，实现了抽帘工序。

所述的副机架10的四个边上均设置有垂向设置的平板24，四个平板24均设置于无动力滚筒23的上方，位于副机架10左边、右边和前边平板24的外端面上均设置有垂直于平板24的气缸25，位于副机架10后边平板24的上方设置有垂向气缸I26，垂向气缸I26和三个气缸25均固定于副机架10上，当垂向气缸I和三个气缸的活塞杆同时伸出时，能够将呈阵列堆叠在无动力滚筒上的纸箱进行整平，即将阵列状纸箱外边缘进行整平，以实现整平工序。

所述的垛输送机构5设置于副机架10的下方，垛输送机构5由支架a27、滚筒a28和限位机构29组成，支架a27内旋转安装有多个垂直于无动力滚筒23的滚筒a28，支架a27左侧设置有两个限位机构29，限位机构29由垂向气缸II31和限位块32组成，限位块32设置于垂向气缸II31的活塞杆上；

所述的推箱机2推箱机2设置于码垛机1的后侧，推箱机2由升降机构II33、直线驱动机构34、推板35、输送辊道36组成，升降机构II33与升降机构I7的结构相同，输送辊道36固定于升降机构II33的副机架10内，输送辊道36的滚筒b37平行于滚筒a28设置，该副机架10的后侧还设置有直线驱动机构34，直线驱动机构34的输出端设置有推板35，推板35位于滚筒b37上方，升降机构II33的副机架10的左侧设置有多个限位板52。

所述的托盘库3设置于垛输送机构5的右侧，托盘库3由库本体38、直线链条机构39、旋转气缸40、举升油缸41、矩形框42和底盘43组成，库本体38的前后侧均设置有型钢44，两个型钢44内均设置有多个旋转气缸40，旋转气缸40的输出端均设置有旋转板45，底盘43设置于库本体38内且位于型钢44的下方，底盘43上铰接有四个连杆A46，四个连杆A46围成矩形状，每相邻两个连杆A46之间均铰接有中间杆47，每个中间杆47的两端均铰接有连杆B48，连杆B48的另一端均铰接于矩形框42上，矩形框42的中部设置有横梁49，举升油缸41垂向设置且固定于底盘43上，举升油缸41的活塞杆固定于横梁49上，所述的库本体38内还设置有两个直线链条机构39，两个直线链条机构39设置于矩形框42的前后侧，两个直线链条机构39前后对称设置，两个直线链条机构39与垛输送机构5的滚筒a28对接，初始状态下，堆叠的栈板放置于库本体38内，旋转板插入位于最底层栈板的插槽内，从而支撑起多个栈板。

所述的进箱辊道4设置于托盘库3后侧，所述的成品垛输送装置6设置于垛输送机构5的左侧，成品垛输送装置6由支架c50和滚筒c51组成，支架c50上安装有多个滚筒c51，滚筒c51与滚筒a28平行设置，滚筒c51与垛输送机构5的滚筒a28对接。

初始状态下进箱辊道4的滚筒与滚筒b37对接，滚筒b37与无动力滚筒23对接。所述的直线驱动机构34可以为气缸、丝杆螺母副或链轮连条副。

该生产线还包括控制器，所述的控制器与垂向气缸I26、垂向气缸II31、旋转气缸40、举升油缸41、电机11和三个气缸25连接，通过控制器能够控制垂向气缸I26、垂向气缸II31、举升油缸41和三个气缸25的活塞杆的伸出或缩回，同时还能控制电机11的启动或关闭，通过控制器还能控制旋转气缸40上的旋转板45做旋转运动，具有自动化程度高的特点，而且方便了工人的操作。

本发明的工作步骤如下：

S1、栈板抓取，先控制举升油缸41活塞杆伸出，举升油缸41带动矩形框42向上运动，当矩形框42托起最底层栈板后，再控制旋转气缸40工作，使旋转板45从最底层栈板的插槽内拔出，然后继续控制举升油缸41活塞杆缩回一个栈板的高度距离，最后通过控制旋转气缸40使旋转板45插入倒数第二个栈板的插槽内，此时原先最底层的栈板则落在矩形框42上，从而实现了栈板的抓取；

S2、栈板输送和定位，继续控制举升油缸41的活塞杆缩回，当栈板的前后边分别落在直线链条机构39后，直线链条机构39将栈板从右往左运输到垛输送机构5上的滚筒a28上，实现了栈板的输送，随后启动滚筒a28，当栈板的左侧边碰触到限位机构时，栈板被限位块32挡住，从而实现了栈板的定位；

S3、纸箱的输送，在进箱辊道4的滚筒上放上纸箱，纸箱在滚筒的动力下从右往左进入滚筒b37上，又在滚筒b37的动力下向左运动，纸箱被限位板52挡住，随着纸箱的不断进入，从而在输送辊道36上布满第一排纸箱；

S4、启动直线驱动机构34，直线驱动机构34带动推板35向前移动，从而推板35将滚筒b37上的第一排纸箱推入无动力滚筒23上；

S5、第一层纸箱的码垛，重复步骤S3~S4，直到多排纸箱堆积在无动力滚筒23上，随后控制垂向气缸I26和三个气缸25的活塞杆伸出，四个平板24分别抵靠在第一层纸箱的四个外边缘上，以实现第一层纸箱的平整，平整后控制链轮驱动机构21启动，链条C22逆时针方向运动，参考附图4，随着无动力滚筒23的运动，无动力滚筒23上的纸箱从后排到前排逐渐掉落在栈板上，从而实现了第一层纸箱的码垛；

S6、第二层纸箱的码垛，先控制四个平板24复位，控制无动力滚筒23复位，控制升降机构I7的副机架10上升一个纸箱的高度，重复步骤S3使输送辊道36上布满第一排纸箱，再控制升降机构II33的副机架10上升以保证滚筒b37与无动力滚筒23平齐，然后重复步骤S4以将第一排纸箱推到无动力滚筒23上，随后控制升降机构II33的副机架10的下降使滚筒b37与进箱辊道4的滚筒平齐，以装载第二排纸箱，重复步骤S6以在无动力滚筒23上布满第二层纸箱，最后经平板24整平工序、抽帘工序以将第二层纸箱整齐的堆叠在第一层纸箱上，实现了第二层纸箱的码垛；

S7、重复以上步骤，即可完成多层纸箱的码垛，当码垛结束后，控制垂向气缸II31的活塞杆缩回，限位块32缩回，成品垛随着栈板进入成品垛输送装置的滚筒c51上，实现了成品垛的取出。

Claims (7)

1.一种全自动纸箱码垛生产线，其特征在于：它包括码垛机（1）、推箱机（2）、托盘库（3）、进箱辊道（4）、垛输送机构（5）和成品垛输送装置（6），所述的码垛机（1）由升降机构I（7）和抽帘机构（8）组成，升降机构I（7）由主机架（9）、副机架（10）、电机（11）、主动轴（12）、从动轴（13）、下链轮（14）、上链轮（15）、主动链轮（16）和从动链轮（17）组成，副机架（10）设置于主机架（9）内，副机架（10）的四个角落处均设置有固定块（18），主动轴（12）和从动轴（13）均旋转安装于主机架（9）的下端部，主动轴（12）上安装有主动链轮（16），从动轴（13）上安装有从动链轮（17），主动链轮（16）和从动链轮（17）之间安装有链条A（19），主动轴（12）和从动轴（13）的两端均安装有下链轮（14），主机架（9）的上端部且位于四个角落处均旋转安装有上链轮（15），上链轮（15）位于下链轮（14）的正上方，每个上链轮（15）与其正下方的下链轮（14）之间均安装有链条B（20），链条B（20）首端固定于固定块（18）的下部，链条B（20）的末端固定于固定块（18）的上部，电机（11）的输出端与主动轴（12）连接，所述的副机架（10）的左右侧设置有两个抽帘机构（8），抽帘机构（8）由链轮驱动机构（21）、安装在链轮驱动机构（21）上的链条C（22）和无动力滚筒（23）组成，链条C（22）的水平段上设置有多根无动力滚筒（23），所述的副机架（10）的四个边上均设置有垂向设置的平板（24），四个平板（24）均设置于无动力滚筒（23）的上方，位于副机架（10）左边、右边和前边平板（24）的外端面上均设置有垂直于平板（24）的气缸（25），位于副机架（10）后边平板（24）的上方设置有垂向气缸I（26），垂向气缸I（26）和三个气缸（25）均固定于副机架（10）上；

所述的垛输送机构（5）设置于副机架（10）的下方，垛输送机构（5）由支架a（27）、滚筒a（28）和限位机构（29）组成，支架a（27）内旋转安装有多个垂直于无动力滚筒（23）的滚筒a（28），支架a（27）左侧设置有多个限位机构（29），限位机构（29）由垂向气缸II（31）和限位块（32）组成，限位块（32）设置于垂向气缸II（31）的活塞杆上；

所述的推箱机（2）推箱机（2）设置于码垛机（1）的后侧，推箱机（2）由升降机构II（33）、直线驱动机构（34）、推板（35）、输送辊道（36）组成，升降机构II（33）与升降机构I（7）的结构相同，输送辊道（36）固定于升降机构II（33）的副机架（10）内，输送辊道（36）的滚筒b（37）平行于滚筒a（28）设置，该副机架（10）的后侧还设置有直线驱动机构（34），直线驱动机构（34）的输出端设置有推板（35），推板（35）位于滚筒b（37）上方，升降机构II（33）的副机架（10）的左侧设置有多个限位板（52）；

所述的托盘库（3）设置于垛输送机构（5）的右侧，托盘库（3）由库本体（38）、直线链条机构（39）、旋转气缸（40）、举升油缸（41）、矩形框（42）和底盘（43）组成，库本体（38）的前后侧均设置有型钢（44），两个型钢（44）内均设置有多个旋转气缸（40），旋转气缸（40）的输出端均设置有旋转板（45），底盘（43）设置于库本体（38）内且位于型钢（44）的下方，底盘（43）上铰接有四个连杆A（46），四个连杆A（46）围成矩形状，每相邻两个连杆A（46）之间均铰接有中间杆（47），每个中间杆（47）的两端均铰接有连杆B（48），连杆B（48）的另一端均铰接于矩形框（42）上，矩形框（42）的中部设置有横梁（49），举升油缸（41）垂向设置且固定于底盘（43）上，举升油缸（41）的活塞杆固定于横梁（49）上，所述的库本体（38）内还设置有两个直线链条机构（39），两个直线链条机构（39）设置于矩形框（42）的前后侧，两个直线链条机构（39）与垛输送机构（5）的滚筒a（28）对接；

所述的进箱辊道（4）设置于托盘库（3）后侧，所述的成品垛输送装置（6）设置于垛输送机构（5）的左侧，成品垛输送装置（6）由支架c（50）和滚筒c（51）组成，支架c（50）上安装有多个滚筒c（51），滚筒c（51）与滚筒a（28）平行设置，滚筒c（51）与垛输送机构（5）的滚筒a（28）对接。

2.根据权利要求1所述的一种全自动纸箱码垛生产线，其特征在于：该生产线还包括控制器，所述的控制器与垂向气缸I（26）、垂向气缸II（31）、旋转气缸（40）、举升油缸（41）、电机（11）和三个气缸（25）连接。

3.根据权利要求1所述的一种全自动纸箱码垛生产线，其特征在于：所述的两个抽帘机构（8）对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种全自动纸箱码垛生产线，其特征在于：所述的支架a（27）左侧设置有两个限位机构（29）。

5.根据权利要求1所述的一种全自动纸箱码垛生产线，其特征在于：所述的直线驱动机构（34）=为气缸、丝杆螺母副或链轮连条副。

6.根据权利要求1所述的一种全自动纸箱码垛生产线，其特征在于：所述的两个直线链条机构（39）前后对称设置。

7.根据权利要求1所述的一种全自动纸箱码垛生产线，其特征在于：所述的链条C（22）呈L形状。