CN106428768A - 一种高速伺服控制叠堆机构 - Google Patents

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施晓华
周建鹏
王宾瑞
张磊
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B35/00—Supplying, feeding, arranging or orientating articles to be packaged
    • B65B35/30—Arranging and feeding articles in groups
    • B65B35/50—Stacking one article, or group of articles, upon another before packaging

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Abstract

本发明公开了一种高速伺服控制叠堆机构，包括机构框架、传动机构和叠堆仓机构，所述机构框架外部固定安装着传动机构，其内部固定安装着叠堆机构。其优点在于：本发明结构新颖、操作便捷，能够明显提高三维膜设备的整体效率，采用的伺服电机结合同步带驱动，带动整个堆叠机构的整体运行，保证运作的一致性，实现叠堆机构的快速响应和精确定位；采用独特的伞齿轮系设计，保证了叠堆仓动作的一致性和连贯性；合理的叠堆仓设计，实现了叠堆的单向动作和循环作业，大大缩短叠堆时间。

Description

一种高速伺服控制叠堆机构
技术领域
本发明涉及装箱机叠堆机构技术领域，特别是一种高速伺服控制叠堆机构。
背景技术
三维膜包装机在很大程度上解放了劳动力，提高了生产效率。目前很多客户在追求的产品包装多样性的同时，对设备投入这块也有很大的考虑，我们发现很多客户对设备提出了更高的要求，既要满足不同尺寸产品的三维包装的功能，又要不影响前道产品的输送线速度。
例如，对于A,B产品来说，单个产品的尺寸一样，产品三维包装的形式不同，A产品叠堆2层，B产品叠堆4层，前道输送线的速度是一致的，唯一制约设备速度的是叠堆机构，叠堆的层数越多，设备包装的速度就越低，叠堆机构是三维膜包装机内的核心机构，其速度是影响整机速度的直接因素，其机构的稳定性直接关系到三维膜包装机的整体效率。
如何解决这样的问题，目前国内外三维膜包装设备的叠堆机构都是往复式的叠堆形式，其工作原理为：产品输入后，通过电眼检测到位后，叠堆推板向上推入叠堆区域，叠堆底部托块在受力的情况下回缩，待产品到位后，叠堆推板下降，叠堆底部托块在弹簧的恢复力的作用下，回弹，产品就架在了托块上。此机构的缺点是：叠堆推板复位后，第二次进料才开始，而且叠堆推板的到位及复位都需要外部检测来给控制系统提供信号，再由控制系统发出指令控制动作。此些过程耗时较多，导致整个叠堆机构速度较慢。
基于以上的问题，我们有必要研发出一种快速高效的高速伺服控制叠堆机构。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速堆叠的高速伺服控制叠堆机构。
本发明采用的技术方案为：
一种高速伺服控制叠堆机构，包括机构框架、传动机构和叠堆仓机构，其创新点在于：所述机构框架外部固定安装着传动机构，其内部固定安装着叠堆机构；
所述传动机构包括伺服电机、第一同步带、第一同步轮、联轴器、六角钢轴和第一伞齿轮，所述伺服电机的驱动轴通过第一同步带与第一同步轮活动连接，所述第一同步轮的端面通过联轴器与六角钢轴固定连接，所述六角钢轴上活动安装着两个齿面对立的第一伞齿轮；
所述叠堆仓机构包括两个左右对称设置的叠堆仓，所述两个叠堆仓之间的空间形成入料层，所述叠堆仓包括底脚、第二同步轮、第二同步带和叠堆仓板，所述底脚之间活动安装着转轴，所述转轴的两侧固定安装着第二同步齿轮和两个支撑柱，且支撑柱位于第二同步齿轮的内侧，所述支撑柱的上方活动安装同样结构的转轴和第二同步轮，所述位于同一侧面的上下分布的第二同步轮通过第二同步带活动连接，所述第二同步轮上通过连接块横向固定安装着叠堆仓板，所述位于下方的转轴延伸至第二同步轮外部，且通过联轴器与连接轴的一端固定连接，所述连接轴的另一端固定安装着第二伞齿轮，所述第二伞齿轮与第一伞齿轮相互啮合。
进一步的，所述第一伞齿轮滑动安装在六角钢轴。
进一步的，所述底脚的同一方向的侧面上固定安装着直线滑块，所述直线滑块活动安装在机构框架上。
进一步的，所述两个叠堆仓的同一面上还设有调节丝杆。
进一步的，所述叠堆仓板为L型结构。
本发明的有益效果如下：
1) 本发明结构新颖、操作便捷，能够明显提高三维膜设备的整体效率，采用的伺服电机结合同步带驱动，带动整个堆叠机构的整体运行，保证运作的一致性，实现叠堆机构的快速响应和精确定位；采用独特的伞齿轮系设计，保证了叠堆仓动作的一致性和连贯性；合理的叠堆仓设计，实现了叠堆的单向动作和循环作业，大大缩短叠堆时间。
2) 本发明采用的第一伞齿轮滑动安装在六角钢轴，能够使左右两个叠堆仓在更换规格需调整宽度时无需考虑传动问题，节省更换时间，提高工作效率。
3) 本发明采用的底脚上固定安装着直线滑块，能够使整个叠堆机构通过直线滑块固定于机构框架上，方便左右调节，适用于不同规格的纸箱，实用性较强。
4) 本发明采用的调节丝杆，能够使左右两个叠堆仓通过调节丝杆来满足不同产品的长度要求，无需更换叠堆仓，方便灵活，通用性较强。
5) 本发明采用的叠堆仓板为L型结构，方便将产品就行叠堆操作，而且堆叠时，能够防止产品与第二同步带接触，对产品产生质量影响。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的正视图；
图3为本发明的传动机构与叠堆仓机构的连接示意图；
图4为本发明的传动机构与叠堆仓机构的正视图；
图5为本发明的叠堆仓的结构示意图；
图6为本发明的传动原理图；
图7为本发明的工作流程图。
附图标记说明：
1机构框架、2传动机构、21伺服电机、22第一同步带、23第一同步轮、24联轴器、25六角钢轴、26第一伞齿轮、3叠堆仓机构、31叠堆仓、311底脚、312第二同步轮、313第二同步带、314叠堆仓板、315转轴、316支撑柱、317连接块、318直线滑块、32入料层、33连接轴、34第二伞齿轮、35调节丝杆。
具体实施方式
如图1-2所示的一种高速伺服控制叠堆机构，包括机构框架1、传动机构2和叠堆仓机构3，机构框架1外部固定安装着传动机构2，其内部固定安装着叠堆机构3。
如图3-4所示，传动机构2包括伺服电机21、第一同步带22、第一同步轮23、联轴器24、六角钢轴25和第一伞齿轮26，伺服电机21的驱动轴通过第一同步带22与第一同步轮23活动连接，第一同步轮23的端面通过联轴器24与六角钢轴25固定连接，六角钢轴25上活动安装着两个齿面对立的第一伞齿轮26。
如图3-5所示，叠堆仓机构3包括两个左右对称设置的叠堆仓31，两个叠堆仓31之间的空间形成入料层32，叠堆仓31包括底脚311、第二同步轮312、第二同步带313和叠堆仓板314，底脚311之间活动安装着转轴315，转轴315的两侧固定安装着第二同步轮312和两个支撑柱316，且支撑柱316位于第二同步轮312的内侧，支撑柱316的上方活动安装同样结构的转轴315和第二同步轮312，位于同一侧面的上下分布的第二同步轮312通过第二同步带313活动连接，第二同步轮312上通过连接块317横向固定安装着叠堆仓板314，位于下方的转轴315延伸至第二同步轮312外部，且通过联轴器24与连接轴33的一端固定连接，连接轴33的另一端固定安装着第二伞齿轮34，第二伞齿轮34与第一伞齿轮26相互啮合，底脚311的同一方向的侧面上固定安装着直线滑块318，所述直线滑块318活动安装在机构框架1上，两个叠堆仓31的同一面上还设有调节丝杆35。
如图6所示，以伺服电机21为驱动力，伺服电机21通过第一同步轮23将动力传输给六角钢轴25，六角钢轴25上两个第一伞齿轮26为对称安装，两个第一伞齿轮26即随六角钢轴25按图方向旋转，两第二伞齿轮34又分别与第一伞齿轮26啮合，将动力传输至左右两根连接轴33，而连接轴33则以相反的方向旋转，带动两侧的叠堆仓板314同时向上动作来达到产品叠堆的目的。
实施例1：
如图7所示，前端进料将产品输送至叠堆仓机构3的入料层32，到位检测采集信号将其传送至控制系统，控制系统即输出指令，控制伺服电机21动作运行1个仓位，此时入料层32的产品提升至叠堆1层，即1次叠堆完成；伺服电机21停止后，前端进料立即输送产品再次至入料层32，然后按上述步骤依次循环，直至产品包装要求的层数；
假设入料时间T1，
检测反馈时间T2，
控制系统输出指令时间T3，
伺服电机动作时间T4，
伺服电机反馈时间T4，
控制系统输出指令时间T5,
则叠堆单次循环的时间为T=T1+T2+T3+T4+T5，
；
由于检测时间、检测反馈时间、控制系统输出时间均以毫秒级来计算，故此叠堆单次循环的总时间约1秒都不到，故此叠堆次数可达60-80次/分钟。
以上所述是本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高速伺服控制叠堆机构，包括机构框架、传动机构和叠堆仓机构，其特征在于：所述机构框架外部固定安装着传动机构，其内部固定安装着叠堆机构；
所述传动机构包括伺服电机、第一同步带、第一同步轮、联轴器、六角钢轴和第一伞齿轮，所述伺服电机的驱动轴通过第一同步带与第一同步轮活动连接，所述第一同步轮的端面通过联轴器与六角钢轴固定连接，所述六角钢轴上活动安装着两个齿面对立的第一伞齿轮；
所述叠堆仓机构包括两个左右对称设置的叠堆仓，所述两个叠堆仓之间的空间形成入料层，所述叠堆仓包括底脚、第二同步轮、第二同步带和叠堆仓板，所述底脚之间活动安装着转轴，所述转轴的两侧固定安装着第二同步齿轮和两个支撑柱，且支撑柱位于第二同步齿轮的内侧，所述支撑柱的上方活动安装同样结构的转轴和第二同步轮，所述位于同一侧面的上下分布的第二同步轮通过第二同步带活动连接，所述第二同步轮上通过连接块横向固定安装着叠堆仓板，所述位于下方的转轴延伸至第二同步轮外部，且通过联轴器与连接轴的一端固定连接，所述连接轴的另一端固定安装着第二伞齿轮，所述第二伞齿轮与第一伞齿轮相互啮合。
2.根据权利要求1所示的一种高速伺服控制叠堆机构，其特征在于：所述第一伞齿轮滑动安装在六角钢轴。
3.根据权利要求1所示的一种高速伺服控制叠堆机构，其特征在于：所述底脚的同一方向的侧面上固定安装着直线滑块，所述直线滑块活动安装在机构框架上。
4.根据权利要求1所示的一种高速伺服控制叠堆机构，其特征在于：所述两个叠堆仓的同一面上还设有调节丝杆。
5.根据权利要求1所示的一种高速伺服控制叠堆机构，其特征在于：所述叠堆仓板为L型结构。
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