CN107963468A - 一种包装纸箱折叠堆垛装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包装纸箱折叠堆垛装置，包括纸箱接收装置、堆垛装置以及衔接两者的传送带，所述纸箱接收装置包括：支撑纸箱的底板；设置在底板上的撑架，工作时从底部穿过纸箱的内腔，限制纸箱移位；设置在撑架上的合页撑开装置，包括一对对称设置并与所述撑架铰接的撑开臂以及驱动撑开臂在竖直平面内转动的驱动机构；以及驱动底板和撑架整体发生翻转的翻转机构。机械臂抓取待折叠的纸箱，倒扣在撑架上，撑架与合页撑开装置配合将合页打开，翻转机构驱动底板及撑架整体翻转，将纸箱输出至传送带上，在传送带上折叠后由传送带输出至堆垛装置，进行堆垛。本发明整体结构简单，安装便利，成本较低，效果好，较好地实现了纸箱接收、折叠、堆垛的功能，实用性较强。

Description

一种包装纸箱折叠堆垛装置

技术领域

本发明涉及一种生产辅助类折叠堆垛装置，具体是涉及一种烟包纸箱折叠堆垛装置。

背景技术

在烟草生产过程中，烟叶解包往往是第一道处理工序。它的原理解包机器人将烟包从包装纸箱中脱离出来，使其完整地进入下个工序，并将纸箱进行处理，再重复这一过程。从解包到烟叶脱离，再到纸箱的收集堆垛，是一个整体的工序，它对保证生产线连续稳定生产，有着非常重要的作用。

而在实际生产过程中，由于烟包解包工序完成后对纸箱的收集和堆垛往往容易出现掉落，不整齐、不规范等问题，不仅需要中断生产进行人工干预，而且还非常容易因纸箱掉落生产线，导致发生设备故障和停机事故。不仅对生产现场造成很大混乱，也造成大量的人工小路浪费，增加了现场管理难度和员工的劳动强度。

发明内容

本发明提供一种新型烟包纸箱折叠堆垛装置，结构简单，安装便利，成本低，能有效提高烟包纸箱的折叠堆垛效率。

一种包装纸箱折叠堆垛装置，包括纸箱接收装置、堆垛装置以及衔接两者的传送带，所述纸箱接收装置包括：

支撑纸箱的底板；

设置在底板上的撑架，工作时从底部穿过纸箱的内腔，限制纸箱移位；

设置在撑架上的合页撑开装置，包括一对对称设置并与所述撑架铰接的撑开臂以及驱动撑开臂在竖直平面内转动的驱动机构；

以及驱动底板和撑架整体发生翻转的翻转机构。

机械臂抓取待折叠的纸箱，倒扣在撑架上，撑架与合页撑开装置配合将合页打开，翻转机构驱动底板及撑架整体翻转，将纸箱输出至传送带上，在传送带上折叠后由传送带输出至堆垛装置，进行堆垛。

优选地，所述撑架包括两个对称设置的侧架，其中一侧架靠近底板的边缘。其中一侧架靠近底板的边缘设置，当撑架翻转后有助于纸箱从撑架上脱出。

进一步优选地，所述撑开臂设于两侧架之间。

两侧架支架设有连接横杆，所述撑开臂与该横杆铰接。

优选地，所述撑架的高度大于纸箱的高度，高出的部分四个侧面为倾斜设置。倾斜设置的四个角以利于撑架工作时深入纸箱内部，同时有利于纸箱合页全撑开后的折叠。

优选地，所述底板上设有至少两个环绕撑架设置的导向架，所述导向架顶部向外张开，底部向内侧倾斜。

进一步优选地，所述导向架为相对设置的两个。与纸箱输出方向相平行的两侧。

优选地，所述驱动机构包括气缸以及联动机构，所述联动机构包括第一连杆、第二连杆以及中间连杆，所述第一连杆一端与一撑开臂转动连接，另一端与气缸的活塞杆转动连接，所述第二连杆一端与另一撑开臂转动连接，另一端与中间连杆的一端部转动连接，所述中间连杆中部与撑架转动连接，另一端部与气缸的活塞杆转动连接。

驱动气缸固定在撑架中部的连接横杆上。

优选地，所述翻转机构包括：

由电机驱动的转轴，转动通过轴承安装在底板下方的机架上；

至少两个固定座，该固定座与底板固定连接，所述转轴穿过该转动座并与固定座固定连接，转轴转动，带动底板及整个撑架翻转。

优选地，所述传送带的输送路径上设置有可翻转的压杆。该压杆与传送带传送方向相垂直布置，由气缸驱动。

接收装置将纸箱输出至传送带后，由于纸箱自身重力作用初步折叠，然后压杆进一步将纸箱压平。

优选地，所述传送带的输入端连接有随传送带移动的推板，还设有沿传送带布置的导轨，所述推板上带有与导轨滑动配合的滑槽。当纸箱翻转至传送带上后，推板随传送带一起移动一段距离，推动纸箱，使纸箱脱出撑架，撑架回位，准备下一次工作。

进一步优选地，所述传送带为电机驱动的链条，推板固定在链条上随链条移动。

优选地，所述底板上及传送带一侧均设有用于检测纸箱是否到位的光电检测传感器。

底板上设置的光电检测传感器，用于检测纸箱是否到位并将信号发送给撑开臂的驱动气缸，驱动气缸收到光电传感器发来的到位信号即驱动撑开臂工作。传送带一侧的传感器检测到纸箱到位信号传输给压杆的驱动气缸，当纸箱随传送带移动至压杆下方时，驱动气缸接收到到位信号，驱动压杆将折叠后的纸箱压平，压杆工作的过程中传送带暂停运行。

优选地，所述堆垛装置包括一对对称设置的托臂，所述托臂可绕垂直传送带输送方向的水平轴线转动，所述托臂的内侧具有托板，所述托板为对称设置的一对，可绕沿托臂长度方向的轴线向外翻转。

即托臂绕其转动的轴线与托板绕其转动的轴线相垂直，托臂、托板均通过对应的气缸驱动。托板不工作时与传送带高度一致，与输出口对接，折叠后的纸箱由传送带输出至托板上，托臂向下转动一定角度，纸箱完全脱离传送带，然后两个托板打开，纸箱下落，进行堆叠。

进一步优选，所述堆垛装置还包括：

立式支架，所述一对托臂安装在该立式支架上；

驱动一对托臂在竖直平面内向下转动的托臂驱动气缸；

驱动一对托板绕沿托臂长度方向的轴线向外翻转的托板驱动气缸。

进一步地，所述托板下方设有纸板接收架，所述纸板接收架包括：

立式框架、

位于立式框架内侧的纸板堆叠板；

以及驱动纸板堆叠板在立式框架内侧上下移动的驱动机构。

所述驱动机构为电机驱动拖链上下移动。根据堆叠纸板的高度，驱动机构驱动纸板堆叠板上下移动。

进一步优选地，所述托臂包括一段水平托臂和一段竖直撑杆，所述立式支架顶部通过轴承安装一根与水平托臂相垂直的水平转轴，所述竖直撑杆的底端与水平转轴固定连接、顶端与水平托臂互成90°夹角固定连接。

进一步优选地，所述托臂驱动气缸包括两个，分别驱动两个托臂，且均固定安装在立式支架上，托臂驱动气缸与托臂之间通过连杆传动。连杆的一端与气缸活塞杆固定、另一端与转轴固定。

托臂驱动气缸启动，连杆传动驱动转轴转动，带动托臂向下转动，使折叠纸箱彻底脱离传送带。

优选地，所述托臂的水平托臂顶部固定有托板安装架。便于托板的安装。

进一步优选地，所述托板安装架上通过轴承安装一根与托臂长度方向一致的转轴，所述托板与该转轴固定连接、转轴由所述托板驱动气缸驱动。

更进一步优选，所述托板包括水平板和竖直板，所述竖直板位于托板安装架外侧、且通过连接杆与托板安装架上的转轴固定，所述水平板位于水平托臂下方且朝向水平托臂内侧。

更进一步优选，所述托板驱动气缸与托板安装架上的转轴之间由连杆传动。连杆的一端与气缸活塞杆固定、另一端与转轴固定。托板驱动气缸驱动转轴转动，带动托板向托臂外侧翻转。

优选地，还包括一PLC控制器，两个光电检测传感器均接入该控制器，所有的驱动气缸、电机均接入并受控于该控制器。

本发明主要通过自行设计接收折叠装置和堆垛装置，在优选方案组合下，采用光电开关检测纸箱位置、气缸连杆装置和链传动等方式实现纸箱的接收、归整、运输、堆垛的一整套过程，同时采用阀岛及自动控制程序实现其自动化，保证了纸箱折叠堆垛的精准和高效。

本发明的主体部分采用45号钢材制成，材质性能保证其屈服强度和疲劳强度。接收装置与折叠堆垛装置配套使用。

接收装置在工作时主要功能在于接收纸箱，并通过撑架对纸箱进行归正，为了确保其动作顺序正确，进一步可采用光电检测装置以及PLC控制程序使其自动化。由于纸箱的合页会处于松散状态，影响后续折叠，因此采用一套气缸连杆结构，在纸箱归正后将纸箱合页撑开，使其处于易折叠状态。这套连杆结构通过阀岛进行控制。同时，接收装置需要将完成归正的纸箱送入堆垛装置，因此，通过气缸和转轴连接的方式，使其能实现翻转，送入下个工序。

堆垛装置的主要功能是使接收的纸箱完成折叠并整齐堆垛。传送带采用推板加链传动方式，对接收的纸箱进行运输，并用气缸连杆控制的压杆对其进行折叠，之后继续传送至接收板，通过转轴，使其平稳落入堆垛区域。

两套装置及衔接传送带的安装要求配合准确，整体平稳，对检测定位装置的安装要求较高。为方便推广，对该装置进行了灵活可调节设计，针对不同纸箱状态，调节检测装置的定位以及连杆机构的结构。

本发明整体结构简单，安装便利，成本较低，效果好，较好地实现了纸箱接收、折叠、堆垛的功能，实用性较强。

附图说明

图1是本发明接收装置的主视图。

图2是底板及底板上所有安装部件的立体示意图。

图3是本发明传送带及堆垛装置的俯视图。

图4是图3中堆垛装置沿A向的视图。

图5是图3中堆垛装置沿B向的视图。

图中所示附图标记如下：

1-底架 2-电机 3-固定座

4-第一转轴 5-导向架 6-第一光电检测传感器

7-底板 8-撑架 9-撑开臂驱动气缸

10-第一连杆 11-中间连杆 12-第二连杆

13-撑开臂 14-机架 15-压杆驱动气缸

16-传送带 17-压杆 18-推板

19-托臂 20-托板 21-立式支架

22-托臂驱动气缸 23-第三连杆 24-托板安装架

25-托板驱动气缸 26-立式框架 27-纸板堆叠板

28-第三转轴 29-第四转轴

具体实施方式

如图1～图5所示，一种包装纸箱折叠堆垛装置，包括接收装置、堆垛装置和衔接接收装置与堆垛装置的折叠传送装置。

接收装置如图1和图2所示，包括底架1，安装在底架上方的底板7及撑架机构，底板及撑架机构整体由翻转机构驱动可在底架上方竖直平面内90°翻转，翻转机构包括第一转轴4、电机2和固定座3，第一转轴通过轴承安装在底架1上，固定座设置为对称的一对，底板的底面与固定座固定连接，第一转轴转轴穿过固定座并与固定座固定连接，第一转轴、电机及固定座构成翻转机构实现底板及撑架整体的翻转。

底板上固定一个撑架8，撑架8包括对称设置的两个侧架(第一侧架81和第二侧架82)，两个侧架沿与第一转轴轴线相平行的方向布置，其中第一侧架81固定在底板7的边缘处，两个侧架之间设置若干连接横杆83，侧架由两对立柱组成，其中一对立柱以底板边缘中点为中心固定在底板7的边缘处，另一对固定在与边缘之间一定距离处的底板内侧上，底板内侧的立柱分别位于底板边缘立柱的两侧，即内侧立柱之间的间距大于边缘立柱的间距，位于内侧的一对立柱顶部带有一段相向弯折的弯折段，两个弯折段的顶端由连接杆连接，位于底板边缘处的一对立柱顶部向连接杆侧弯折并与连接杆固定连接。两个侧架的结构对称，侧架的高度大于纸箱的高度。

两个侧架之间安装一个合页撑开装置，合页撑开装置包括一对对称设置的撑开臂13，撑开臂与连接横杆83铰接，撑开臂的顶部带有向撑架内弯折的延伸部，撑开臂处于工作状态时顶部高于侧架、非工作状态时顶部低于侧架顶部。一个撑开臂驱动气缸9安装在对应的连接横杆上，与撑开臂驱动气缸同侧的撑开臂通过第二连杆12及中间连杆11与气缸的活塞杆连接，另一个撑开臂通过第一连杆10与气缸的活塞杆连接，第一连杆10的一端与对应撑开臂转动连接、另一端与撑开臂驱动气缸9的活塞杆转动连接，第二连杆12一端与对应撑开臂转动连接、另一端与中间连杆11的一端转动连接，中间连杆11中部铰接在撑架中对应连接横杆上、另一端与撑开臂驱动气缸9的活塞杆转动连接。

侧架两侧(与第一转轴轴线相垂直的两侧)分别固定一个导向架5，导向架5顶部向外张开、底部向内侧倾斜(本实施方式中，设置一段连接导向架侧壁与底板的斜撑杆，斜撑杆底部靠近撑架处)，导向架上安装一个第一光电检测传感器6。

当纸箱由抓取机械手送入撑架上时，纸箱由于重力作用下落，与侧架接触的两个合页打开，第一光电传感器检测到纸箱到位信号，翻转的同时撑开臂驱动气缸工作，将另外一对合页打开。

折叠传送机构如图3所示，包括机架14，安装在机架上的传送带16，传送带的输入端与撑架翻转90°后的位置对接，传送带为电机驱动的链条，输入端设置以推板18，推板与链条固定连接，随链条移动，机架顶面沿传送带布置两条相互平行的导轨，推板上带有与该导轨滑动配合的滑槽，沿传送带传送路径的一侧设置一个压杆17，压杆与传动路径相垂直布置，压杆由压杆驱动气缸15驱动，位于压杆上游且靠近压杆处设置一个第二光电检测传感器。

当底板翻转90度，将纸箱搁置在传送端输入端，撑开臂收回，传送带启动，推板推动纸箱脱离撑架结构，当纸箱完全脱离后由于自身重力作用，在传送同时完成初步折叠，当纸箱传送至压杆下方时，传送带暂定，压杆驱动气缸启动，压杆下压将纸箱压平，然后传送带启动直至将纸箱输出至输出口处。

堆垛装置如图3～5所示，包括立式支架21、安装在立式支架21顶部的托臂19、对称安装在托臂内侧的托板20、安装在立式支架上用于驱动托臂向下转动的托臂驱动气缸22、安装在托臂上用于驱动托板外翻的托板驱动气缸25以及位于托板正下方的纸板接收架。

立式支架顶部通过轴承安装一根第三转轴28，托臂包括水平托臂和竖直撑杆，水平托臂部分与传送带输出口等高设置，第三转轴水平设置且与水平托臂相垂直，竖直撑杆底部与第三转轴固定连接、顶部与水平托臂互成90°角固定连接，两个托臂相互平行，两个托臂驱动气缸22固定在立式支架上，分别驱动对应的托臂，托臂驱动气缸与对应托臂之间通过第三连杆23传动，该连杆一端与气缸活塞杆的顶端固定、另一端固定在第三转轴28上，气缸驱动连杆传动，带动转轴转动，托臂向下转动，使纸板彻底与传送带分离。

一对托板20对称安装在托臂内侧，水平托臂的顶部固定托板安装架24，托板驱动气缸25固定安装在水平托臂上，托板安装架上通过轴承安装与水平托臂相平行的第四转轴29，托板驱动气缸与第四转轴之间通过连杆传动，连杆一端与气缸活塞杆固定、另一端与第四转轴固定。托板包括水平板和竖直板，竖直板位于托板安装架外侧，通过连接杆与第四转轴固定，水平板朝向托臂内侧，两个托板对称设置，托板驱动气缸驱动第四转轴转动，带动托板向托臂外侧翻转。

纸板接收架包括立式框架26和安装在立式框架26内侧的纸板堆叠板27，纸板堆叠板由对应的驱动机构驱动，可在立式框架内侧上下移动，驱动机构优选采用电机驱动拖链上下移动，为加强装置的牢固度，立式框架与立式支架之间通过连接横杆连接。

堆垛装置安装在纸箱折叠装置的折叠纸箱输出口，托臂的长度方向沿着纸箱输出方向布置，托板不工作时与传送带高度一致，与输出口对接，来自纸箱折叠装置的折叠纸箱由传送带输出至托板上，托臂绕其转动的轴线与托板绕其转动的轴线相垂直，托臂驱动气缸驱动托臂向下翻转一定角度，使折叠纸箱完全脱离传送带，然后托板驱动气缸驱动托板向外翻转，折叠纸箱下落至纸板接收架内，进行堆叠。

进一步地，还可以包括一PLC控制器，两个光电检测传感器均接入该控制器，传送带驱动机构、所有的驱动气缸、电机均接入并受控于该控制器，其他驱动气缸对应的传感器也接入该控制器。

本发明装置的工作方式如下：

机械手抓取待折叠纸箱，倒扣放入撑架上，纸箱重力作用下落，与侧架接触的两个合页打开，纸箱下落到位后，第一光电传感器检测到纸箱信号，传输给控制器，控制器启动撑开臂驱动气缸，撑开臂打开将另一对合页打开，同时启动电机，驱动底板翻转；

当底板翻转90°，纸箱置于传送带输入端处，传送带带动推板运动，使纸箱脱出撑架机构，当完全脱出后，自身重力作用使纸箱完成初步折叠，纸箱继续传送，当纸箱运行至压杆下方时，第二光电检测传感器检测到纸箱信号并传输个控制器，控制器启动压杆驱动气缸工作，同时传送带暂定，压杆下压将纸箱压平，压平后继续传送。

折叠纸箱从传送带输出口落入托板上，托臂向下转动，纸箱完全脱离传送带，然后托板向外打开，纸箱下落，完成堆叠，堆叠板的高度随纸箱高度调整。

以上所述仅为本发明专利的具体实施案例，但本发明专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种包装纸箱折叠堆垛装置，包括纸箱接收装置、堆垛装置以及衔接两者的传送带，其特征在于，所述纸箱接收装置包括：

支撑纸箱的底板；

设置在底板上的撑架，工作时从底部穿过纸箱的内腔，限制纸箱移位；

设置在撑架上的合页撑开装置，包括一对对称设置并与所述撑架铰接的撑开臂以及驱动撑开臂在竖直平面内转动的驱动机构；

以及驱动底板和撑架整体发生翻转的翻转机构。

2.根据权利要求1所述包装纸箱折叠堆垛装置，其特征在于，所述撑架包括两个对称设置的侧架，其中一侧架靠近底板的边缘。

3.根据权利要求2所述包装纸箱折叠堆垛装置，其特征在于，所述撑开臂设于两侧架之间。

4.根据权利要求1所述包装纸箱折叠堆垛装置，其特征在于，所述撑架的高度大于纸箱的高度，高出的部分四个侧面为倾斜设置。

5.根据权利要求1所述包装纸箱折叠堆垛装置，其特征在于，所述底板上设有至少两个环绕撑架设置的导向架，所述导向架顶部向外张开，底部向内侧倾斜。

6.根据权利要求1所述包装纸箱折叠堆垛装置，其特征在于，所述驱动机构包括气缸以及联动机构，所述联动机构包括第一连杆、第二连杆以及中间连杆，所述第一连杆一端与一撑开臂转动连接，另一端与气缸的活塞杆转动连接，所述第二连杆一端与另一撑开臂转动连接，另一端与中间连杆的一端部转动连接，所述中间连杆中部与撑架转动连接，另一端部与气缸的活塞杆转动连接。

7.根据权利要求1所述包装纸箱折叠堆垛装置，其特征在于，所述传送带的输送路径上设置有可翻转的压杆。

8.根据权利要求1所述包装纸箱折叠堆垛装置，其特征在于，所述传送带的输入端连接有随传送带移动的推板，还设有沿传送带布置的导轨，所述推板上带有与导轨滑动配合的滑槽。

9.根据权利要求1所述烟包纸箱折叠堆垛装置，其特征在于，所述底板上及传送带一侧均设有用于检测纸箱是否到位的光电检测传感器。

10.根据权利要求1所述包装纸箱折叠堆垛装置，其特征在于，所述堆垛装置包括一对对称设置的托臂，所述托臂可绕垂直传送带输送方向的水平轴线转动，所述托臂的内侧具有托板，所述托板为对称设置的一对，可绕沿托臂长度方向的轴线向外翻转。