CN106516211B - 一种杯装食品装箱设备及其装箱方法 - Google Patents

Abstract

一种杯装食品装箱设备及其装箱方法，杯装输送带和纸箱输送带分别输送杯装食品和纸箱，且纸箱输送带之外还有输箱机构将纸箱输入，输入后的杯装食品由抓取机器人装入纸箱内，且另外设置有专门放置隔纸板的隔纸板输送机构，直至装箱工作完成后，由封箱机打包再运出。其整个生产过程，无论是杯装食品还是纸箱，均由设备自动化完成，极大地提高了工作效率。

Description

一种杯装食品装箱设备及其装箱方法

技术领域

本发明涉及包装设备，特别是涉及一种用于将杯装食品进行装箱的设备及使用该种设备进行装箱的方法。

背景技术

杯装食品即采用杯状容器进行盛载的食品类型，如杯面、杯装雪糕、咖啡等。这些食品虽然已经采用杯状容器进行盛载和包装，但通常都不适合于运输，故而还需要利用包装箱对这些杯装食品进行二次包装。而为了尽可能增加容量和降低包装成本，在同一个包装箱内除了需要多排多列地放置之外，通常还需要进行多层地放置。在多层放置时，为了提高包装的稳定性和更好地保护产品，各层杯装食品之间需要放置隔纸板，使其既可以对其上的产品进行支撑，又可以分隔下层产品以作保护。

在现有的杯装食品包装生产中，自动化生产设备仍然难以普及，而是更多地依靠人工进行包装。即使在使用自动化生产设备的企业中，这些设备的自动化程度依然不足，例如纸箱需要工人折好后放入输送带，又如隔纸板的放置也需要人工完成，而且这些设备的结构和控制系统一般都过于复杂，导致设备维护困难，工作效率低下。

发明内容

本发明旨在提供一种自动化程度高的杯装食品装箱设备及其装箱方法，以提高生产效率和降低生产成本。

本发明所述的杯装食品装箱设备，包括输送杯装食品的杯装输送带，输送纸箱的纸箱输送带，将杯装输送带上的杯装食品抓取至纸箱输送带上的纸箱内的抓取机器人，和将隔纸板输送至纸箱内的隔纸板输送机构；杯装输送带上装有向下凹陷以放置杯装食品的进料模具，杯装输送带沿输送方向依次设置有放入杯装食品的加料工位、检测杯装食品是否合格的检测工位和与抓取机器人相对应的抓取工位；杯装输送带检测工位处装有检测传感器，检测传感器将检测信号发送至控制系统，控制系统根据检测信号控制抓取机器人运动；纸箱输送带的两端分别连接有将空纸箱输入的输箱机构，和对满载纸箱进行打包的封箱机。

本发明所述的杯装食品装箱方法，包括以下步骤：

A、杯装食品进入杯装输送带加料工位，而纸箱进入纸箱输送带；

B、杯装食品随杯装输送带移动至检测工位，检测传感器检测杯装输送带上的杯装食品是否合格，并将检测信号发送至控制系统；

C、若控制系统接收到检测传感器的合格信号，控制抓取机器人抓取杯装输送带上的杯装食品；若控制系统接收到不合格信号，则抓取机器人不动作；

D、抓取机器人向纸箱放满一层杯装食品后，隔纸板输送机构向纸箱输送一张隔纸板；

E、待纸箱完全放满杯装食品后，纸箱输送带带动满载纸箱移至封箱机，由封箱机打包后送出，完成杯装食品的装箱工作。

本发明所述的杯装食品装箱设备及其装箱方法，杯装输送带和纸箱输送带分别输送杯装食品和纸箱，且纸箱输送带之外还有输箱机构将纸箱输入，输入后的杯装食品由抓取机器人装入纸箱内，且另外设置有专门放置隔纸板的隔纸板输送机构，直至装箱工作完成后，由封箱机打包再运出。其整个生产过程，无论是杯装食品还是纸箱，均由设备自动化完成，极大地提高了工作效率。

附图说明

图1是杯装食品装箱设备的结构示意图。

图2是图1所示杯装食品装箱设备的吸盘组的结构示意图。

图3是图1所示杯装食品装箱设备的隔纸板输送机构的结构示意图。

图4、5是图3所示隔纸板输送机构的两个不同侧面的结构示意图。

图6是图3所示隔纸板输送机构的俯视结构示意图。

具体实施方式

一种杯装食品装箱设备，包括输送杯装食品的杯装输送带1，输送纸箱的纸箱输送带2，将杯装输送带上的杯装食品抓取至纸箱输送带上的纸箱内的抓取机器人3，和将隔纸板输送至纸箱内的隔纸板输送机构4；杯装输送带上装有向下凹陷以放置杯装食品的进料模具，杯装输送带沿输送方向依次设置有放入杯装食品的加料工位、检测杯装食品是否合格的检测工位和与抓取机器人相对应的抓取工位；杯装输送带检测工位处装有检测传感器，检测传感器将检测信号发送至控制系统，控制系统根据检测信号控制抓取机器人运动；纸箱输送带的两端分别连接有将空纸箱输入的输箱机构，和对满载纸箱进行打包的封箱机5。

所述的杯装食品装箱设备，杯装输送带1的末端下方设有回收桶。以便于不合格产品直接掉入回收桶内，快速方便地进行回收。

抓取机器人3的抓取末端为吸盘组6，吸盘组包括若干排和若干列的吸盘，且排和列的数量与纸箱内可容纳杯装食品的数量一致；杯装输送带1上沿垂直于输送的方向设有等于吸盘组单排吸盘数量的进料模具，另有伺服电机连接并带动杯装输送带运动，伺服电机每次带动杯装输送带运动的行程等于单列杯装食品的总距离。该种结构可以令机器人每抓取一次产品即可放满一层的纸箱空间，而伺服电机又带动杯装输送带行进一层杯装食品的距离，由此使得工作更加方便快速，极大地提高了工作效率。

所述的杯装食品装箱设备，隔纸板输送机构4包括固定安装的机架41，机架上安装有可升降的承接板42和驱动承接板运动的升降驱动器43，机架的顶部安装有水平导轨44，另有沿水平导轨运动的安装座45和驱动安装座运动的水平驱动器46，安装座的下方安装有用于吸附隔纸板的吸盘47，还有检测承接板上的隔纸板的位置的检测装置，当承接板上的隔纸板上升至设定高度后，检测装置得到检测信号并反馈至控制系统，吸盘将顶层的隔纸板吸起并沿水平导轨送至设定工位后放下隔纸板。工作时，将隔纸板放在承接板上，待需要向纸箱输送隔纸板时，升降驱动器带动隔纸板上升，直至上升到设定位置，检测装置得到检测信号后，承接板停止而吸盘下降并将隔纸板吸附后上升复位，水平驱动器再带动吸盘及其上的隔纸板水平移动至设定放下隔纸板的放纸工位，然后吸盘停止对隔纸板作用，隔纸板因重力作用下落，如纸箱设置于放纸工位下方，隔纸板可以直接落入纸箱内；如纸箱设置于其它地方，则隔纸板可以在导向结构的导向作用下落入纸箱，完成隔纸板的放置工作。该隔纸板输送机构的结构简单，利用升降及水平输送即可满足生产所需，同时使得结构紧凑，既有利于减小设备体积，又可以减小工作行程，其可以快速、稳定地进行隔纸板的输送，提高生产效率。所述的隔纸板输送机构，承接板可以持续地承托隔纸板，待吸盘取走顶层的隔纸板后再上升一定距离，使次一层的隔纸板等待吸盘取走，但这必然导致承接板上的隔纸板使用完毕后再下降，并等待重新放纸，而在这一过程中，吸盘无法工作，设备只能停止等待，导致生产效率受到极大的限制，有鉴于此，可以在机架41上装有承托隔纸板的托纸组件48，当承接板42带动其上的隔纸板上升至设定位置时，托纸组件移动至隔纸板下方，承接板下降而使隔纸板放置于托纸组件上，具体地，可以承接板的侧边设置向内凹陷的凹台，托纸组件可水平移动至凹台下方，或可伸缩地伸展至凹台下方，然后承接板下降，隔纸板即放置于托纸组件上，然后承接板重新下降取隔纸板，而吸盘则持续工作，不会有等待浪费，有效地提高了工作效率。若吸盘停止作用后隔纸板直接掉落至纸箱内，则隔纸板在掉落的过程中很可能会因空气阻力或与纸箱间的对准程度导致错位，为了解决这一问题，在水平导轨44下方设有对隔纸板进行导向的导杆，导杆的末端指向纸箱的上方开口，从而使得隔纸板从吸盘下落后可以掉落至导杆上，然后沿着导杆准确地进入纸箱，提高工作的准确性。机架41上位于承接板42的外侧设有限制隔纸板位置的限位柱49，当承接板位于下方的等待上纸工位时，限位柱位于承接板的外侧，使得向承接板放置隔纸板时可以更加方便快速地完成；而为了满足不同尺寸隔纸板的生产需要，可以将限位柱48设置为可水平移动，另有带动限位柱移动的调节杆40，从而在放入隔纸板时通过调节杆调节限位柱的位置，使得隔纸板不会松散，提高吸盘吸附隔纸板的稳定性和准确性。水平驱动器46包括与水平导轨44相平行的驱动导轨，驱动导轨的两端安装有推动安装座45移动的推动件，该种结构的驱动器通过排气阀即可控制工作，使得其工作更加准确、快速。

一种杯装食品装箱方法，包括以下步骤：

A、杯装食品进入杯装输送带加料工位，而纸箱进入纸箱输送带；

B、杯装食品随杯装输送带移动至检测工位，检测传感器检测杯装输送带上的杯装食品是否合格，并将检测信号发送至控制系统；

C、若控制系统接收到检测传感器的合格信号，控制抓取机器人抓取杯装输送带上的杯装食品；若控制系统接收到不合格信号，则抓取机器人不动作；

D、抓取机器人向纸箱放满一层杯装食品后，隔纸板输送机构向纸箱输送一张隔纸板；

E、待纸箱完全放满杯装食品后，纸箱输送带带动满载纸箱移至封箱机，由封箱机打包后送出，完成杯装食品的装箱工作。

在步骤A中，输箱机构将纸箱输入纸箱输送带，然后隔纸板输送机向纸箱底部输送一张隔纸板；以此稳固纸箱的底部，提高对产品的保护能力。在步骤C中，纸箱输送带上装有检测是否有纸箱的纸箱检测传感器，当抓取机器人抓取产品后，控制系统接收到纸箱检测传感器的有箱信号，再控制抓取机器人将产品放入纸箱内，否则抓取机器人不动作；当检测到杯装输送带上的产品为不合格后，机器人不动作，不合格产品沿杯装输送带掉落至回收桶内；通过该设置，可以确保抓取机器人抓取产品后顺利放入纸箱内，同时又可以快速方便地进行不合格品的回收。

所述的杯装食品装箱方法，杯装输送带在带动杯装食品移动时，由伺服电机每次带动其移动一个步长，该步长的距离与吸盘组对应的单列杯装食品的总距离相等。使得杯装食品的运输可以与抓取机器人相配合，每次抓取一层数量的杯装食品，从而提高工作效率。

Claims (9)

1.一种杯装食品装箱设备，包括输送杯装食品的杯装输送带（1），其特征在于：有输送纸箱的纸箱输送带（2），将杯装输送带上的杯装食品抓取至纸箱输送带上的纸箱内的抓取机器人（3），和将隔纸板输送至纸箱内的隔纸板输送机构（4）；杯装输送带上装有向下凹陷以放置杯装食品的进料模具，杯装输送带沿输送方向依次设置有放入杯装食品的加料工位、检测杯装食品是否合格的检测工位和与抓取机器人相对应的抓取工位；杯装输送带检测工位处装有检测传感器，检测传感器将检测信号发送至控制系统，控制系统根据检测信号控制抓取机器人运动；纸箱输送带的两端分别连接有将空纸箱输入的输箱机构，和对满载纸箱进行打包的封箱机（5）；隔纸板输送机构（4）包括固定安装的机架（41），机架上安装有可升降的承接板（42）和驱动承接板运动的升降驱动器（43），机架的顶部安装有水平导轨（44），另有沿水平导轨运动的安装座（45）和驱动安装座运动的水平驱动器（46），安装座的下方安装有用于吸附隔纸板的吸盘（47），还有检测承接板上的隔纸板的位置的检测装置，当承接板上的隔纸板上升至设定高度后，检测装置得到检测信号并反馈至控制系统，吸盘将顶层的隔纸板吸起并沿水平导轨送至设定工位后放下隔纸板；机架（41）上装有承托隔纸板的托纸组件（48），承接板（42）带动隔纸板上升至设定位置而托纸组件移动至隔纸板下方，承接板下降而使隔纸板放置于托纸组件上，承接板的侧边设有向内凹陷的凹台，托纸组件可水平移动至凹台下方或可伸缩地伸展至凹台下方。

2.根据权利要求1所述的杯装食品装箱设备，其特征在于：杯装输送带（1）的末端下方设有回收桶。

3.根据权利要求1所述的杯装食品装箱设备，其特征在于：抓取机器人（3）的抓取末端为吸盘组（6），吸盘组包括若干排和若干列的吸盘，且排和列的数量与纸箱内可容纳杯装食品的数量一致。

4.根据权利要求3所述的杯装食品装箱设备，其特征在于：杯装输送带（1）上沿垂直于输送的方向设有等于吸盘组单排吸盘数量的进料模具，另有伺服电机连接并带动杯装输送带运动，伺服电机每次带动杯装输送带运动的行程等于单列杯装食品的总距离。

5.一种杯装食品装箱方法，其特征在于包括以下步骤：

A、杯装食品进入杯装输送带加料工位，而纸箱进入纸箱输送带；

B、杯装食品随杯装输送带移动至检测工位，检测传感器检测杯装输送带上的杯装食品是否合格，并将检测信号发送至控制系统；

C、若控制系统接收到检测传感器的合格信号，控制抓取机器人抓取杯装输送带上的杯装食品；若控制系统接收到不合格信号，则抓取机器人不动作；

D、抓取机器人向纸箱放满一层杯装食品后，隔纸板输送机构将隔纸板放在承接板上，升降驱动器带动隔纸板上升到设定位置，检测装置得到检测信号后，承接板停止而吸盘下降并将隔纸板吸附后上升复位，水平驱动器再带动吸盘及其上的隔纸板水平移动至设定放下隔纸板的放纸工位，然后吸盘停止对隔纸板作用而使隔纸板下落至纸箱内；且在此过程中，当承接板带动其上的隔纸板上升至设定位置时，托纸组件移动至隔纸板下方，承接板下降而使隔纸板放置于托纸组件上，然后承接板下降，隔纸板即放置于托纸组件上，然后承接板重新下降取隔纸板，而吸盘则持续工作；

E、待纸箱完全放满杯装食品后，纸箱输送带带动满载纸箱移至封箱机，由封箱机打包后送出，完成杯装食品的装箱工作。

6.根据权利要求5所述的杯装食品装箱方法，其特征在于：在步骤A中，输箱机构将纸箱输入纸箱输送带，然后隔纸板输送机向纸箱底部输送一张隔纸板。

7.根据权利要求5所述的杯装食品装箱方法，其特征在于：在步骤C中，纸箱输送带上装有检测是否有纸箱的纸箱检测传感器，当抓取机器人抓取产品后，控制系统接收到纸箱检测传感器的有箱信号，再控制抓取机器人将产品放入纸箱内，否则抓取机器人不动作。

8.根据权利要求5或7所述的杯装食品装箱方法，其特征在于：在步骤C中，当检测到杯装输送带上的产品为不合格后，机器人不动作，不合格产品沿杯装输送带掉落至回收桶内。

9.根据权利要求5所述的杯装食品装箱方法，其特征在于：杯装输送带在带动杯装食品移动时，由伺服电机每次带动其移动一个步长，该步长的距离与吸盘组对应的单列杯装食品的总距离相等。