发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产钢架结构包装箱,并且可提高工作效率、节约时间和成本的半自动化流水线。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种钢架结构包装箱半自动生产流水线,包括输料流水线以及沿所述输料流水线的输送方向依次设置的多个加工工位,所述加工工位上分别设置有裁板设备、钻孔压铆设备、侧钢架组装设备及底框/盖框组装设备。
所述钻孔压铆设备包括设有工作平台的一机架以及安装在所述机架上的
压紧装置,包括固定在工作平台上方的一排压杆气缸,所述压杆气缸的活塞杆底部设有一压块;
钻孔装置,包括位于所述压杆气缸后方的一排钻孔驱动气缸以及电机,所述钻孔驱动气缸的活塞杆底部设有由电机驱动的钻头;
压铆装置,包括位于所述钻孔驱动气缸后方的一排增压缸和压铆头,所述压铆头包括压柱和设在所述压柱中心并可受压缩进压柱内的顶针;
以及自动上料装置,包括设在所述增压缸后方的一排上料振动盘以及分别与所述上料振动盘出料口相接的输料轨道,所述输料轨道的末端正对所述压铆头的正下方。
所述输料轨道分为水平段、垂直段和弧形段,由所述上料振动盘出料口开始延伸出的水平段最末形成弯折并向下延伸出垂直段,由垂直段往压铆头的方向再进行弯折并形成弧形段,其中所述输料轨道从垂直段处截开,所述水平段和垂直段的上部分固定在支架上,所述垂直段的下部分和弧形段通过销轴可转动地连接在支架上,且所述垂直段的下半部分与所述支架之间在水平方向上连接有弹簧。
所述输料轨道的两侧形成往内弯折的折边,从而使输料轨道的内部形成倒T型的滑槽,螺母的圆柱体部分朝外,螺母头部两侧凸出的帽沿卡在所述输料轨道的两侧折边里,所述弧形段的末端通过弹簧连接有一挡位装置,所述挡位装置挡住所述输料轨道的滑槽一边开口,防止螺母从滑槽的末端开口滑出,所述输料轨道的末端形成分叉,最底下的螺母的螺孔正好位于分叉口上,所述压铆头的顶针正位于所述分叉口的上方,所述输料轨道末端的分叉口两侧形成斜面。
在所述工作平台上正对每个压铆头下方的位置分别设置有一用于压铆的下模,所述下模的表面在中心形成一个凸出的圆锥体,在圆锥体的周围形成多个凹孔,多个凹孔围绕成一圈,且相邻的两凹孔之间的交界处形成锋利的尖端。
所述工作平台上形成有多个工位定位槽,所述工位定位槽沿所述工作平台的长度方向排成一行,并且工位定位槽位于所述钻孔装置的正下方,所述工作平台的下方安装有定位装置,所述定位装置包括固定在工作平台侧面的侧板、位于工作平台下方的横梁、固定在横梁上的多块挡板、安装在每块挡板前面的行程开关、竖直安装在横梁上的齿条以及由电机带动的齿轮,所述齿轮与横梁上的齿条相啮合,在电机带动下可使横梁以及横梁上的挡板沿竖直方向在工位定位槽内上下移动。
所述侧钢架组装设备包括底部支架、固定在所述底部支架上的长条形的工作台、安装在所述工作台两头的导向立柱以及通过所述导向立柱连接在所述工作台上方的上横梁,所述工作台与上横梁之间设有中间活动横梁,所述上横梁的顶部设有液压缸,所述液压缸的柱塞与所述中间活动横梁相连,带动所述中间活动横梁沿所述导向立柱上下移动,所述工作台和中间活动横梁上分别沿长度方向设有长条形的下模和上模,所述上模设有电磁铁。
所述下模沿中线设有多个凸出下模表面的定位柱,多个所述定位柱在所述下模的长度方向上排成一条直线,所述定位柱的底部设有弹簧,所述定位柱在受压力作用时可缩进下模里。
所述底框/盖框组装设备包括底部支架、固定在所述底部支架上的工作台、通过安装在工作台四角上的导向立柱连接在所述工作台上方的上平台,所述工作台与上平台之间设有中间活动台,所述中间活动台可沿所述导向立柱上下移动,所述上平台的顶部设有液压缸,所述液压缸的柱塞与所述中间活动台相连,所述工作台上设有模具以及顶出机构,所述模具由多块高度相同的矩形的模板相拼接形成与底框或盖框的形状相匹配的框形,在框形的内侧和外侧分别通过锁紧螺丝连接多块模具固定板,所述模板的顶部设有数个凸起的用于定位板材的定位针。
所述顶出机构包括安装在所述工作台上的两个顶出气缸以及分别设在所述顶出气缸活塞杆上的顶杆,所述顶出气缸呈竖直方向设置,所述顶杆为水平方向设置,所述顶出机构设在所述模具的框形内。
采用上述技术方案后,本发明与背景技术相比,具有如下优点:
本发明可以完成钢架结构包装箱的钻孔压铆、侧板的连接、底框和盖框的安装等多道工序,钢架结构包装箱的板材或半成品通过流水线进行输送,节省了工人耗费的时间和体力,大大提高了产品的加工效率。
实施例
请参阅图1所示,本发明公开了一种钢架结构包装箱半自动生产流水线,其包括输料流水线1以及沿输料流水线1的输送方向依次设置的多个加工工位,加工工位上分别设置有裁板设备2、钻孔压铆设备3、侧钢架组装设备4及底框/盖框组装设备5。
裁板设备2采用现有的裁锯设备,用于将板材裁成所需要的尺寸,裁好的板材通过输料流水线1送至钻孔压铆设备3进行钻孔和压铆。
见图2至图10所示,钻孔压铆设备3包括压紧装置32、钻孔装置33、压铆装置34、自动上料装置35和定位装置,以上各装置均安装在机架31上,机架31上设有一用于平铺放置板材7的长条形的工作平台311,压紧装置32、钻孔装置33、压铆装置34和自动上料装置35安装在工作平台311的上方并且从前往后依次设置,定位装置安装在工作平台311的下方。
其中压紧装置32包括排成一行的多个压杆气缸321,多个压杆气缸321固定在机架31的工作平台311上方的位置,压杆气缸321的活塞杆底部设有一圆柱形的压块322。
钻孔装置33包括位于压杆气缸321后方的一行钻孔驱动气缸,钻孔驱动气缸的活塞杆底部设有由电机驱动的钻头331。
加工时,工人要先将板材7放在工作平台311上,压紧装置32的压杆气缸321驱动活塞杆下降,将压块322压在板材7上,防止板材7随意移动,将板材7压紧后,随后钻孔装置33的钻孔驱动气缸驱动钻头331下降,在板材7上进行钻孔,钻孔完成后,压块322和钻头331分别在气缸的带动下上升返回,然后工人将板材7拿起,在工作平台311上重新放置板材7的位置,将板材7钻好孔的位置往前放在压铆装置34的正下方,进行下一步的压铆工序。
压铆装置34包括位于多个钻孔驱动气缸后方的一排增压缸341以及由增压缸341驱动的压铆头342,增压缸341驱动压铆头342下降用于将压铆螺母压进板材7钻好的孔里。
用于压铆的螺母由自动上料装置35进行送料,自动上料装置35用于将压铆螺母送到正对着压铆头342正下方的工位上(自动上料装置35在图2中未示出),自动上料装置35包括设在增压缸341后方的一排上料振动盘351以及分别与之相连的输料轨道352,输料轨道352的进料端与上料振动盘351的出料口相接,输料轨道352分为相连的水平段353、垂直段354和弧形段355,由上料振动盘351出料口开始延伸出的水平段353形成第一道弯折向下延伸出垂直段354,由垂直段354往压铆头342的方向再进行弯折并形成弧形段355,弧形段355的方向与水平段353的方向相垂直。
其中输料轨道352从垂直段354处截开,分为上方的固定段以及下方的可转动段,具体为水平段353和垂直段354的上部分固定在支架356上,垂直段354的下部分和弧形段355通过销轴可转动地连接在支架356上,且垂直段354的下半部分与支架356之间在水平方向上连接有弹簧357。通过这种方式使输料轨道352实现弹性地与支架356相连,当输料轨道352末端受到压铆头342的推动时,输料轨道352可往一侧转动,并在推力消失时,输料轨道352可以在弹簧357的作用下恢复原位。
输料轨道352的两侧形成往内弯折的折边,从而使输料轨道352的内部形成倒T型的滑槽,本发明所用的压铆螺母6为平头圆柱型压铆螺母,螺母6具有圆柱体61、头部的帽沿62以及从帽沿62往下延伸出的尖角63,螺母头部的两侧凸出的帽沿62可以卡在输料轨道352的两侧折边里,螺母6的圆柱体61部分朝外,使得螺母6可沿着滑槽进行输送而又不掉出。弧形段355的末端正对压铆头342的正下方。
螺母6从上料振动盘351的出料口进入输料轨道352内,整齐地排列在水平段353内,从转弯进入垂直段354依靠自身重力作用落下并沿着弧形段355滑行至末端,弧形段355的末端通过弹簧连接有一挡位装置356,挡位装置356用于挡住输料轨道352的滑槽其中一边的末端开口,防止螺母6从滑槽的末端开口滑出,并且保证位于最底下的螺母6正好对准板材上的钻孔位置。输料轨道352的末端形成分叉,滑到最底下的螺母6的螺孔正好位于分叉口358上,使得压铆头342的顶针344可以从分叉口358的上方穿进并把螺母6顶进板材7的钻孔内,压铆头342包括压柱343和设在压柱343的中心并可缩进压柱343内的顶针344,压铆头342在增压缸341的驱动下,先使顶针344下降将螺母6穿到板材的钻孔里,然后压柱343继续下降,顶针344缩进压柱343里,压柱343继续下压螺母6,使得螺母6帽沿上的尖角63在压力的作用下插进板材7的钻孔周围,从而完成螺母6的固定。
输料轨道352末端的分叉口358两侧形成斜面359,在压铆头342的压柱343下降碰到输料轨道352表面并继续下压的过程中,压柱343顺着斜面359往下继续运动的同时会把输料轨道352往外推开(输料轨道352的下部分在推力的作用下可转动一个角度,见图9b所示的状态),这样输料轨道352就不会阻挡压柱343对螺母6的压铆,当压柱343完成压铆后,在气缸作用下上升复位,输料轨道352在弹簧357的作用下又恢复原位(见图9a所示的状态)。
如图8所示,在工作平台311上正对每个压铆头342下方的位置分别设置有一用于压铆的下模312,下模312的表面在中心形成一个凸出的圆锥体313,在圆锥体313的周围形成多个凹孔314,多个凹孔314围绕成一圈,且相邻的两凹孔314之间的交界处形成锋利的尖端,当螺母6被压到板材7的钻孔里时,螺母6底部的圆柱体61首先穿过板材7的钻孔并被压到工作平台311的下模312处,在压力的作用下,圆柱体61被相邻两凹孔314之间的尖端分割,并且被分割形成的多片分别顺着每个凹孔314的弧形往外翻卷,这样在压铆完成后,螺母6的圆柱体61则形成固定在钻孔底部周围的翻边。
工作平台311上形成有多个工位定位槽315,工位定位槽315沿工作平台311的长度方向排成一行,并且工位定位槽315正位于钻孔装置33的下方,工作平台311的下方安装有定位装置,定位装置包括固定在工作平台311侧面的侧板387、位于工作平台311下方的横梁381、固定在横梁381上的多块挡板382、竖直安装在横梁381上的齿条383以及固定在工作平台下方、由电机带动的齿轮384,齿轮384与横梁381上的齿条383相啮合,在电机带动下可使横梁381以及横梁381上的挡板382沿竖直方向上下移动。
每块挡板382的前面分别安装有一行程开关385,多块挡板382和行程开关385分别对应每个工位定位槽315的位置,在齿轮384和齿条383的带动下可使挡板382穿过工位定位槽315并伸出工作平台311的表面上或者下降到工作平台311的表面下方。
挡板382用于定位板材7的位置,当进行压紧和钻孔时,工人手拿板材7只需要将板材7的顶边紧靠前面的挡板382,板材7的侧边紧靠侧板387就完成了定位(见图4所示状态),而且当用板材7的顶边靠在挡板382上时,板材7同时会压到行程开关385的触杆386,行程开关385则发出一个通断的信号,气缸和钻头才会做出下压和钻孔的动作,如果板材7放歪,没有完全紧贴挡板382,同时也就没有压到行程开关385的触杆386,则表示还没定位好,气缸和钻头就不会做出下压和钻孔的动作。钻孔完成后,挡板382在电机的带动下,下降到工作平台311的下方,不会妨碍板材7进行后续的压铆工序。
已经完成钻孔压铆工序的板材7通过输料流水线1送至侧钢架组装设备4进行侧钢架的组装。
见图11和图12所示,侧钢架组装设备4包括底部支架41、固定在底部支架41上的长条形的工作台42、安装在工作台42两头的两个导向立柱43以及通过导向立柱43连接在工作台42上方的上横梁44,工作台42与上横梁44之间设有中间活动横梁45,上横梁44的顶部设有液压缸46,液压缸46的柱塞47与中间活动横梁45相连,带动中间活动横梁45沿导向立柱43上下移动,工作台42上沿长度方向设有长条形的下模48,中间活动横梁45上沿长度方向设有相配合的上模49,其中上模49设有电磁铁。
工作台42上设有两组红外线安全检测装置,两组红外线安全检测装置分别设在中间活动横梁45的前后两侧(图11的左右方向为左右两侧),每组红外线安全检测装置分别包括相对安装的红外线发射器411和红外线接收器412,其总共设在工作台42的四个角上。
见图12所示,下模48沿中线设有多个凸出下模表面的定位柱413,多个定位柱413在下模48的长度方向上排成一条直线。定位柱413的底部设有弹簧,使得定位柱413在受压力作用时可缩进下模48里。
工作台42的一侧设有控制设备启停的开关,开关采用双按钮开关410。
工作台42的前后两侧分别设置有用于放置板材的支架414,采用液压设备工作时,先将两块包装箱侧板的板材7分别放平在前后两侧的支架414上,并且两板材7的一侧分别放在下模48的顶部,两块板材7的边缘分别紧靠定位柱413的前后两侧,将两块板材7对齐后再将侧钢架416安装在上模49的相应位置,由于上模49设有电磁铁,因此可靠磁力将侧钢架416吸在上模49处,启动设备后,中间活动横梁45带动上模49下降,将侧钢架416压在两块板材7的接缝处,侧钢架416的压边孔形成有多片齿形结构,在压力的作用下,齿形结构插入板材7内,即可使侧钢架416固定在两块板材7之间,实现两板材的相连。由于定位柱413是弹性地设置在下模48上,上模49将侧钢架416往下压时,定位柱413可被压进下模48内,不会对模具压合产生阻挡。
将两块板材7相连后,再分别将这两块板材7的另一条侧边分别通过侧钢架416与另一块板材7相连,这样就通过三条侧钢架416连接有四块板材7,将位于两头的两块板材翻转(侧钢架416的材质比较软,可以进行折弯),最后再通过一条侧钢架416将这两板材的另一侧边连接,最终就形成了由四块侧板围成的包装箱主体。
在加工过程中需要两位操作人员分别站在工作台42的前后两侧,一人手拿一块板材7对准下模48,安装好侧钢架416并对齐后,站在工作台42前方的操作人员按下按钮410进行液压工作,由于是双按钮开关控制,即必须同时按下两个按钮410才能启动,这样就需要操作人员的双手离开工作台42,避免了人工误操作的情况下手被设备压到的危险。
在工作台42上设置有两组红外线安全检测装置,分别设置在前后两侧的操作位置上,这样在压模过程中,如果有外来人员或者操作人员的手不小心靠近,电源会自动断开,设备停止工作,这样可防止人身受到伤害,提高安全性。
侧板的组装工作完成后,接下来要对盖板和底板进行顶钢架和底钢架的组装。
图13至图15示出了一种底框/盖框组装设备5,其包括底部支架51、固定在底部支架51上的工作台52、安装在工作台52四角上的四个导向立柱53、通过导向立柱53连接在工作台52上方的上平台54,工作台52与上平台54之间设有中间活动台55,中间活动台55可沿着导向立柱53上下移动,上平台54的顶部设有液压缸56,液压缸56的柱塞57与中间活动台55相连,驱动中间活动台55上下移动。
见图14所示,工作台52上设有模具59,模具59是由多块高度相同、矩形的模板591相拼接形成与底框或盖框的形状相匹配的框形,在框形的内侧和外侧分别通过锁紧螺丝594连接多块模具固定板592,模板591的顶部设有数个凸起的用于定位板材的定位针593,定位针593的高度低于板材的厚度。
工作台52上设有顶出机构,顶出机构包括安装在工作台52上的两个顶出气缸581以及分别设在顶出气缸581活塞杆上的顶杆582,顶出气缸581呈竖直方向设置,顶杆582为水平方向设置,与顶出气缸581的运动方向相垂直。顶出机构设置在模具59围成的框形中间。
使用本发明设备进行冲压时,见图15所示,将已经裁成方形的盖板或底板的板材10放在模具59上,模具59上的多个定位针593分别挡住板材10的边缘,使板材10的位置放准,再把盖框或底框套在板材10的四周边缘上,对位完成后,启动设备,中间活动台55下降将盖框/底框紧压在板材10的边缘上,盖框/底框上的压边孔周边形成多片齿形结构,在压力的作用下,齿形结构插入板材内,即可使盖框/底框固定在材板10周边上。
模具59是由多块长短不一的模板591相拼接而组成,因此可以根据要加工的板材面积大小而选用不同的模板组合,由于在模具59的中间设置有顶出机构,可以防止冲压时板材的中间部分会产生凹陷,而且在冲压完成后,在顶出气缸581的作用下使顶杆582升起,从而把压好盖框或底框的盖板或底板从模具上抬起,方便工人抬走。
当需要制作尺寸较大的箱体,可使用两块尺寸比较小的板材拼接成一块尺寸较大的板材,此种情况下,本发明还需要在钻孔压铆的工序前增加拼接的工序,板材的拼接设备为现有技术,因此不再赘述。底板的底框安装完成后,可能还需要在底板的底部安装上方便叉车吊装的垫条,此安装过程也为现有技术,也不再赘述。
安装了底框的底板、安装了盖框的盖板即可通过螺丝与侧板进行连接,由此完成包装箱的组装。
输料流水线1具有主轨道11,主轨道11上间隔分布有多个由电机驱动的输送辊,多个加工工位依次沿主轨道11的物料输送方向设置,每个加工工位上分别设有一组与主轨道11的方向相垂直的进料轨道12和出料轨道13,每组进料轨道12和出料轨道13的末端均设有升降台14,物料在主轨道11上进行输送,到达一个加工工位后,通过进料轨道12到达升降台14,升降台14在升降气缸的作用下将物料高度调整到与该加工工位上专用加工设备的工作台面同一高度,加工完成后再放到升降台14上,升降台14再将物料高度调整到与出料轨道13同一高度,然后通过出料轨道13将物料重送至主轨道11上。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。