CN108016647A - 全开式硬盒香烟的柔性生产的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全开式硬盒香烟的柔性生产的装置，主要由烟盒堆输送装置和主机身两大部分组成，烟盒堆输送装置负责烟盒的存储与烟盒堆的输送，主机身包括机身、烟盒推送机构、XTS磁悬浮输送系统、开盒机构、内衬纸系统、内衬纸装填机械手、烟库、烟支装填机械手、关盒机构；本发明的装置，可以同时生产多样化包装的全开式硬盒香烟。在每次装填时，通过控制烟支吸附块是否要转向90°，可以选择是生产直向内包还是生产横向内包；通过调整烟支装填机械手的数量以及改变每个烟支吸附块吸烟支的数量，实现生产烟支排列方式多样化的烟包，解决目前一台全开式硬盒香烟生产设备只能生产一种包装形式的缺陷。本发明还公开一种全开式硬盒香烟的柔性生产的方法。

Description

全开式硬盒香烟的柔性生产的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种烟草包装设备，特别是涉及一种全开式硬盒香烟的柔性生产的装置。本发明还涉及一种实现全开式硬盒香烟的柔性生产的方法。

背景技术

香烟的包装从包装形式上分，可分为直向内包包装形式和横向内包包装形式两种，其区别主要是内包。内包的包装纸绕烟支的长度方向包裹烟组时，称为直向内包；内包的包装纸绕烟支的圆周方向包裹烟组时，称为横向内包。无论是直向内包还是横向内包，一旦被外包装纸(即商标纸)包裹后，外观就不易看出是直向还是横向，但烟包的包装技术和工艺完全不同。

如果将直向内包或横向内包装填到全开式硬盒内，就是全开式硬盒烟包。全开式硬盒是由硬纸板制成，当打开盒盖后，盒内香烟的最上层烟支将全部显露出来。全开式硬盒烟包采取的是预先把烟盒做好，然后打开烟盒的盒盖，再将包裹好内衬纸(即内包装纸)的内包填充到盒体内，最后再关闭盒盖的方法来完成小盒香烟的生产。根据直向烟包和横向烟包的区别方法，全开式硬盒烟包也有直向烟包和横向烟包之分。若进一步详细分类，目前国内在售全开式硬盒香烟类型大致包括10-10排列的直向全开式烟包、8-8排列的直向全开式烟包、7-6-7排列的横向全开式烟包、7-6-7排列的直向全开式烟包。目前国内上述各类型全开式香烟尚未采用机械化生产出来在市场销售，全是手工包装。

国内卷烟企业为了扩大量产，也正在研究和改进相关填充设备。但是，现有的全开式硬盒采用的都是直向内包填充技术，设备只能生产直向全开式硬盒香烟。

为了解决国内横向全开式硬盒香烟的机械化生产问题，本公司曾研发了一种横向全开式硬盒香烟的包装装置和包装方法(专利申请号201510957782.2、201510957935.5)，但该发明也只能生产横向全开式硬盒香烟。

柔性生产的概念，是指为适应市场需求多变和市场竞争激烈而产生的市场导向型的按需生产的先进生产方式，其优点是增强制造企业的灵活性和应变能力，提高设备利用率和员工劳动生产率，改善产品质量。如果一台包装设备只能适应一种包装形式的全开式硬盒香烟的包装生产，无疑该设备尚无法应对生产全开式香烟的多样化包装的现状，难以满足企业生产对设备的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种全开式硬盒香烟的柔性生产的装置，它可以同时生产多样化包装的全开式硬盒香烟，解决目前一台全开式硬盒香烟生产设备只能生产一种包装形式的缺陷。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种全开式硬盒香烟的柔性生产的方法。

为解决上述技术问题之一，本发明提供一种全开式硬盒香烟的柔性生产的装置，主要由烟盒堆输送装置和主机身两大部分组成；

烟盒堆输送装置主要负责烟盒的存储与烟盒堆的输送；

主机身包括机身、烟盒推送机构、XTS磁悬浮输送系统、开盒机构、内衬纸系统、内衬纸装填机械手、烟库、烟支装填机械手、关盒机构；其中，

烟盒推送机构，负责将单个烟盒从烟盒堆输送装置的烟盒堆中推送到XTS磁悬浮输送系统的步进的模盒内；

XTS磁悬浮输送系统安装在机身上，由驱动导轨和一定数量的动子组成，每个动子都可以按照工艺需求作独立步进运动；用于夹持烟盒的模盒由左右两块组成，分别固定安装在临近的两个动子上，每两个动子为一组，安装在每组动子上的左右模盒就组成了一个完整的模盒；所述XTS磁悬浮输送系统带动模盒中的烟盒完成步进输送过程；

开盒机构，负责在步进过程中将仍处于关闭状态的烟盒的盒盖打开；

内衬纸系统，负责内衬纸带的存储、输送与切割，形成单张内衬纸；

内衬纸装填机械手，安装了两个内衬纸负压吸附块，相对于旋转中心呈轴对称布置；工作时，一个内衬纸负压吸附块吸附由内衬纸系统输送过来并切割成定长的单张内衬纸，另一个内衬纸负压吸附块将已吸附的内衬纸放置在已打开盒盖的烟盒内，并预折叠成一定形状；完成上述工作后，内衬纸装填机械手将旋转180°，调换两个内衬纸负压吸附块的位置，重复吸纸与放纸的动作；

烟库，负责将无序的烟支经由下烟槽排列成有序的烟支阵列，比如2组10列、2组8列或3组(包括2组7列和1组6列)形式，再由推烟板将有序的烟支阵列一排排推出下烟槽到烟排模盒中，每组被推出的烟支形成一个烟支排，比如10支一排、或8支一排、或7支一排、或6支一排；烟支排在被推送到烟排模盒中后，可以设置检测器检测烟支端部是否因烟丝脱落而产生空头现象，若有则在设备的剔除工位设置剔除机构将其剔除；

烟支装填机械手，其工作原理与内衬纸装填机械手基本相同，不同的是烟支吸附块吸附和放置的不再是内衬纸，而是烟支排；所述烟支装填机械手，安装了两个烟支吸附块，相对于旋转中心呈轴对称布置；工作时，一个烟支吸附块吸附烟排模盒中的一个烟支排，另一个烟支吸附块将已吸附的一个烟支排放置在已折叠内衬纸的烟盒内；完成上述工作后，烟支装填机械手将旋转180°，调换两个烟支吸附块的位置，重复吸附烟支排与放置烟支排的动作；所述烟支吸附块可以相对于烟支装填机械手沿逆时针和/或顺时针方向旋转90°；通过控制烟支装填机械手上烟支吸附块的自转与否，即可以实现直向内包和横向内包的变换；以及通过改变烟支吸附块吸附的烟支排中烟支的数量，即可以实现生产多样化排列方式的烟包，比如10-10排列的直向全开式烟包、8-8排列的直向全开式烟包、7-6-7排列的横向全开式烟包、7-6-7排列的直向全开式烟包等各种类型全开式烟包的包装，达到全开式硬盒香烟的柔性生产的目的；

关盒机构，负责在步进过程中将未完全关闭的盒盖关闭并压紧。

具体的，所述烟盒堆输送装置，包括机架、电机、输送带、可调定位挡板、活动挡板、推盒堆机构和烟盒堆库，所述输送带由电机驱动，输送带和电机均安装在机架上，可调定位挡板和活动挡板分别位于输送带两侧，烟盒堆放于输送带上，输送带、可调定位挡板和活动挡板之间围成的空间用于储存和传输烟盒，可根据烟盒外观尺寸规格变化来改变活动挡板与可调定位挡板之间的距离；烟盒堆库位于输送带末端，当烟盒堆库内的烟盒堆高度低于一定值后，推盒堆机构将从输送带上推一列烟盒堆到烟盒堆库中进行补充，之后输送带将带动放在其上的排列整齐的烟盒堆向烟盒堆库方向移动，填补之前被推入到烟盒堆库内的烟盒堆留下的空间位置，并等待被推盒堆机构将其推入烟盒堆库内。

具体的，当单个烟盒从烟盒堆输送装置的烟盒堆中被推到模盒内时，所述XTS磁悬浮输送系统中位于该工位处的一组动子将先分别带动左右模盒向左右方向移动一定距离，增加由左右模盒组成的整体模盒的宽度，以方便烟盒能够顺利进入模盒内；在该组动子带动模盒运动到下一个工位的过程中，两个动子又会将之间的间距缩小到设定的距离，以便能够牢固地夹持烟盒；夹持烟盒的每组动子在后续的步进过程中其间距保持不变，直至烟盒被填充完毕并到达输出机构。

具体的，所述开盒机构是通过负压吸风的方式将盒盖打开一定角度。

具体的，所述内衬纸系统，包括内衬纸带、伺服电机和内衬纸切割刀，所述内衬纸带为盘卷式，连续的内衬纸带由伺服电机驱动，每次输送一张内衬纸的长度，然后由内衬纸切刀将内衬纸带切断，形成单张内衬纸。

具体的，所述内衬纸装填机械手，在吸纸与放纸的时候，两个内衬纸负压吸附块会向下运动一定距离，当完成吸纸与放纸后，在内衬纸装填机械手旋转180°前，两个内衬纸负压吸附块会向上运动到原来位置；当内衬纸负压吸附块向下运动到最低位置时，位于吸纸工位的内衬纸负压吸附块的负压会接通，同时位于放纸工位处的内衬纸负压吸附块的负压会关闭；当内衬纸负压吸附块向上运动到原来位置时，已吸附了内衬纸的内衬纸负压吸附块的负压保持接通状态，而已放纸的内衬纸负压吸附块的负压保持关闭状态，该状态一直保持到内衬纸装填机械手旋转180°且两个内衬纸负压吸附块再次向下运动到最低位置时，形成工作循环。

具体的，所述烟支装填机械手，在吸附烟支排与放置烟支排的时候，两个烟支吸附块会向下运动一定距离，当完成吸附烟支排与放置烟支排后，在烟支装填机械手旋转180°前，两个烟支吸附块会向上运动到原来位置；当烟支吸附块向下运动到最低位置时，位于吸附烟支排工位的烟支吸附块的负压会接通，同时位于放置烟支排工位处的烟支吸附块的负压会关闭；当烟支吸附块向上运动到原来位置时，已吸附了烟支排的烟支吸附块的负压保持接通状态，而已放置烟支排的烟支吸附块的负压保持关闭状态，该状态一直保持到烟支填装机械手旋转180°且两个烟支吸附块再次向下运动到最低位置时，形成工作循环。

具体的，所述装置还设置有钢印机构，负责在已打开盒盖的烟盒内部或外部打制钢印。

具体的，所述装置还设置有喷胶系统，负责向已打开盒盖的烟盒内部喷胶点，用于固定内衬纸。优选的，所述喷胶系统由两把胶枪完成喷胶工艺，两把胶枪通过支架固定安装在一个气动滑动平台上，气动滑动平台可带动胶枪升降，工作时降到最低位置，不工作时提升到最高位置。

具体的，所述装置还设置有插卡机器人、内烟卡片库和插卡辅助机构，其中，

插卡机器人负责向烟盒内插放内烟卡；所述插卡机器人上安装有具有负压吸附功能的插卡块，可以从内烟卡库中一张张吸取内烟卡片，完成一张内烟卡片的吸取之后，安装在插卡块两侧的微型气缸会伸出，完成内烟卡片两端的折叠，此时微型气缸不回退，以保持内烟卡片折叠后的形状；所述插卡机器人带动插卡块及其上的内烟卡移动到待插卡的烟盒上方，在插卡辅助机构的帮助下完成插卡，之后再移动到内烟卡片库中吸取另一张内烟卡片；

内烟卡片库由四个卡片槽组成，沿卡片库的旋转中心均布，当其中一个卡片槽内的内烟卡片用完后，卡片库将转动90°，将装满内烟卡片的卡片槽转到内烟卡片的吸取工位，并将空的卡片槽转出吸取工位，以便向内添加内烟卡片；

插卡辅助机构由一个气缸和一个插卡辅助架组成，插卡辅助架固定安装在气缸上，气缸可带动插卡辅助架上下运动；当要准备插卡时，气缸带动插卡辅助架预先向下运动，直到插卡辅助架的底部与烟支的上表面接触，然后插卡机器人再将内烟卡从插卡辅助架导向插口插入烟支与内衬纸之间。

具体的，所述装置还设置有固定导轨，位于XTS磁悬浮输送系统的上方，所述固定导轨对步进过程中的烟盒的盒盖进行打开或关闭导向并保持，对内衬纸的折叠边进行姿态保持和折叠。

具体的，所述装置还设置有剔除机构，负责将不符合质量要求的烟包剔除出生产线，当烟包质量符合要求时，剔除机构不动作。

具体的，所述装置还设置有输出机构，负责将填充好的烟包输送到生产线的下游设备。

为解决上述技术问题之二，本发明提供一种全开式硬盒香烟的柔性生产的方法，包括以下步骤：

步骤1：烟盒输送至烟盒堆库并持续补充；

步骤2：烟盒被推盒机构从烟盒堆库中依次推到XTS磁悬浮输送系统的模盒内；

步骤3：开盒机构负责将仍处于关闭状态的烟盒的盒盖打开；

步骤4：内衬纸装填机械手将内衬纸系统输送过来并剪切成单张的内衬纸吸附走，并装填到烟盒内；

步骤5：烟支装填机械手的烟支吸附块从烟排模盒中吸附烟支排并将烟支排放入烟盒内；在吸附烟支排之后，烟支吸附块可以控制是否沿逆时针和/或顺时针方向旋转90°，通过控制烟支装填机械手上烟支吸附块的自转与否，即可以实现直向内包和横向内包的变换；根据烟盒中烟支的排列方式不同，可以在后续工位设置多个烟支填装机械手来完成烟支的填装，每个烟支填装机械手的烟支吸附块可以吸附相同或不同数量的烟支排，即可以实现生产多样化排列方式的烟包；

步骤6：关盒机构负责将未完全关闭的盒盖关闭并压紧。

上述方法的步骤1至步骤6依顺序进行，在不改变顺序的情况下，各步骤前后之间还可以根据实际生产需要增加更多工位和更多的操作。比如，在步骤2与步骤3之间可以增加打钢印、喷胶等操作，在步骤4与步骤5之间可以增加检测内衬纸质量、将烟库内烟支推送到烟支模盒内、检测装入烟支质量等操作，在步骤5与步骤6之间可以增加检测装填到烟盒内的烟支装填质量、插放内烟卡、折叠内衬纸宽搭边和窄搭边等操作，在步骤6之后还可以增加剔除有质量缺陷的烟包以及将完好的烟包输送给下游机等操作。

本发明的全开式硬盒香烟的柔性生产的装置，可以同时生产多样化包装的全开式硬盒香烟。它既能生产直向内包也能生产横向内包，在每次装填时，通过控制烟支吸附块是否要转向90°，即在机械手旋转180°的同时吸附块逆时针或顺时针转向90°，可以选择是生产直向内包还是生产横向内包；通过调整烟支装填机械手的数量以及改变每个烟支吸附块吸烟支的数量，实现生产烟支排列方式多样化的烟包，比如通过两个烟支装填机械手并调整每个烟支吸附块吸附一排10支的烟支排装填两次，可以生产10-10排列的烟包；或者是调整每个烟支吸附块吸附一排8支的烟支排装填两次，可以生产8-8排列的烟包；或者是通过三个烟支装填机械手并调整每个烟支吸附块分别吸附一排7支、一排6支和一排7支的烟支排装填三次，可以生产7-6-7排列的烟包，实现了烟包形式的柔性化生产。基于本发明的全开式硬盒香烟的柔性生产的装置，本发明的柔性生产方法是通过烟盒推送机构将单个烟盒从烟盒堆库推送到步进的模盒内，并在步进的过程中依次完成盒盖的打开、装填内衬纸、将烟库内烟支推送到烟支模盒内、装填烟支、关闭盒盖，在填装烟支过程中通过通过控制烟支吸附块的自转与否，以及通过改变每个烟支吸附块吸烟支的数量，来实现全开式硬盒香烟的柔性生产。

本发明的全开式硬盒香烟的柔性生产的装置根据需要还可以设置插卡机器人、内烟卡片库和插卡辅助机构为生产的烟包插入内烟卡，插卡辅助机构主要有三个功能：1)插卡时护住烟支，避免在插卡的过程中发生混乱现象；2)导向内烟卡的两端的折叠边，使其能够顺利插入烟支与内衬纸之间；3)确保在插卡时内衬纸侧面尽可能向外侧被撑开，防止插卡时内衬纸向内收缩，影响内烟卡的顺利插入。

附图说明

图1为本发明的装置一实施例的正面立体示意图；

图2为本发明的装置一实施例的后面立体示意图；

图3为7-6-7排列的烟组；

图4为关闭状态的烟盒；

图5为打开状态的烟盒；

图6为折叠后的内衬纸；

图7为已放置内衬纸的烟盒；

图8为装入第一排7支烟的烟盒；

图9为在图8基础上又装入第二排6支烟的烟盒；

图10为装满7-6-7排列烟支的烟盒；

图11为插入内烟卡的烟盒；

图12为未折叠的内烟卡；

图13为折叠后的内烟卡；

图14为内衬纸的窄搭面及宽搭面已折叠完毕的烟盒；

图15为图1局部放大图，所示为烟盒堆输送装置、XTS磁悬浮输送系统、开盒机构、钢印机构、喷胶机构以及第一至第六工位；

图16为图2局部放大图，所示为烟盒堆输送装置、推盒机构、开盒机构、钢印机构、喷胶机构以及第一至第七工位；

图17为图2局部放大图，所示为内衬纸系统、内衬纸装填机械手以及第八至第十五工位；

图18为图2局部放大图，所示为烟支装填机械手、烟库以及第十至第十五工位；

图19为图2局部放大图，所示为插卡机器人、内烟卡片库以及第十三至第二十二工位；

图20为图19局部放大图，所示为插卡机器人、插卡辅助机构以及第十六至第十九工位；

图21为图1局部放大图，所示为关盒机构、剔除机构、输出机构以及第十八至第二十二工位；

图22为XTS磁悬浮输送系统示意图；

附图中符号标记说明：

1为烟盒堆输送装置， 2为主机身， 3为烟组，

4为烟支， 5为烟盒， 6为盒盖，

7为盒体， 8为胶点， 9为盒内底面，

10为内衬纸， 11为宽搭面， 12为窄搭面，

13为内衬纸底面， 14为内衬纸侧面， 15为内衬纸侧面，

16为内烟卡， 17为内烟卡侧边， 18为折痕线，

19为可调定位挡板， 20为活动挡板， 21为烟盒堆库，

22为把手， 23为滑动杆， 24为开盒机构，

25为钢印机构， 26为喷胶机构， 27为气动滑动平台，

28为机架， 29为输送带， 30为推盒堆机构，

31为推板， 32为螺柱， 33为内衬纸系统。

34为内衬纸带， 35为内衬纸切割刀， 36为单张内衬纸，

37为内衬纸装填机械手， 38为内衬纸负压吸附块， 39为烟库，

40为第一烟支装填机械手，41为第二烟支装填机械手， 42为第三烟支装填机械手，

43为烟支吸附块， 44为空头监测器， 45为插卡机器人，

46为内烟卡片库， 47为关盒机构， 48为剔除机构，

49为输出机构， 50为插卡辅助机构， 51为导向插口，

52为支架， 53为气缸， 54为插卡吸附块，

55为微型气缸， 56为内烟卡槽， 57为XTS磁悬浮输送系统，

58为动子， 59为驱动导轨， 60为电机，

61为机身， 62为模盒， 63为左模盒，

64为右模盒， 65为推盒机构， 66为烟支模盒，

I为第一工位， II为第二工位， III为第三工位，

IV为第四工位， V为第五工位， VI为第六工位，

VII为第七工位， VIII为第八工位， IX为第九工位，

X为第十工位， XI为第十一工位， XII为第十二工位，

XIII为第十三工位， XIV为第十四工位， XV为第十五工位，

XVI为第十六工位， XVII为第十七工位， XVIII为第十八工位，

XIX为第十九工位， XX为第二十工位， XXI为第二十一工位，

XXII为第二十二工位。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，为本发明的全开式硬盒香烟的柔性生产的装置的一种具体实施方式的立体示意图，本发明的装置主要由烟盒堆输送装置1和主机身2两大部分组成。

其中，烟盒堆输送装置1主要负责烟盒5的存储与烟盒堆的输送。在具体的实施方式中，烟盒堆输送装置1主要由机架28、电机60、输送带29、可调定位挡板19、活动挡板20、推盒堆机构30、烟盒堆库21等组成，如图15、16所示。烟盒5被堆放在输送带29上，并紧靠可调定位挡板19，当烟盒5的外形尺寸规格改变后，可以通过调整螺柱32来改变可调定位挡板19相对活动挡板20之间的距离，以满足烟盒5外形尺寸规格变化的要求。当烟盒堆库21内的烟盒堆高度低于一定的值后，推盒堆机构30将带动安装其上的推板31推送一列烟盒堆到烟盒堆库21中进行补充，之后输送带29将带动放在其上的排列整齐的烟盒堆向烟盒堆库21方向移动，填补之前被推入到烟盒堆库21内的烟盒堆留下的空间位置，并等待被推盒堆机构30将其推入烟盒堆库21内。输送带29的运动是由安装在烟盒堆输送装置1机架上28的电机60带动的。

其中，主机身主要由机身61、XTS磁悬浮输送系统57、推盒机构65、开盒机构24、内衬纸系统33、内衬纸装填机械手37、烟支装填机械手、烟库39、关盒机构47组成。在具体的实施方式中，本实施例的主机身还可以安装钢印机构25、喷胶机构26、插卡机器人45、内烟卡片库46、插卡辅助机构50、固定导轨(图中未示出)、剔除机构48以及输出机构49。在具体的实施方式中，烟支装填机械手可以为一个或多个，一般根据烟包中烟支排列形式调整，比如生产10-10排列的烟包、8-8排列的烟包一般需要那幢两组烟支装填机械手，而生产7-6-7排列的烟包一般需要三组烟支装填机械手，如图18所示的第一烟支装填机械手40、第二烟支装填机械手41、第一烟支装填机械手42。

如图15、16中所示，XTS磁悬浮输送系统57安装在机身61上，主要由驱动导轨59和一定数量的动子58组成，每个动子58都可以按照工艺需求作独立步进运动。用于夹持烟盒5的模盒62由左模盒63和右模盒64两块组成(图15)，分别固定安装在临近的两个动子58上，每两个动子为一组，安装在每组动子58上的左模盒63和右模盒64就组成了一个完整的模盒62。

XTS磁悬浮输送系统57上的每个模盒5对应一个工位，其中第一工位Ⅰ为空工位，在第二工位Ⅱ处，烟盒5被推盒机构65从烟盒堆库21中依次推到模盒62内。位于第一工位Ⅰ处的一组动子58将先分别带动左模盒63和右模盒64向左右方向移动一定距离，增加由左模盒63和右模盒64组成的整体模盒62内部的宽度，以方便烟盒5能够顺利进入模盒62内。当该组动子58带动模盒62运动到第二个工位Ⅱ的过程中，两个动子58又会将之间的间距缩小到设定的距离，以便安装其上的模盒62能够牢固地夹持烟盒5。

在第三工位Ⅲ处，开盒机构24负责将仍处于关闭状态的烟盒5的盒盖6打开，先通过负压吸风的方式将盒盖6打开一定角度，并在烟盒5步进运动到后续工位的过程中，依靠固定导轨(图中未示出)逐渐把盒盖6完全打开。

在第四工位Ⅳ处，烟盒5的盒盖6尚未被完全打开，待烟盒5运动到第五工位Ⅴ处后，才被完全打开。

在第五工位Ⅴ处，钢印机构25负责在已打开盒盖6的烟盒5内部或外部打制钢印。

在第六工位Ⅵ处，喷胶机构26负责向已打开盒盖6的烟盒5内部喷胶点8，用于固定内衬纸36。喷胶机构26由两把胶枪完成喷胶工艺，两把胶枪通过支架固定安装在一个气动滑动平台27上，气动滑动平台27可带动胶枪升降，工作时降到最低位置，不工作时提升到最高位置。

在第七工位Ⅶ处，可以设置一个胶点检测机构，用来检测喷胶机构26向盒内喷的胶点8是否存在或符合质量要求。

如图17所示，内衬纸系统33负责内衬纸带34的存储、输送与切割。在本实施例中，内衬纸为盘卷式，连续的内衬纸带34的输送由一个伺服电机驱动，每次输送一张内衬纸36的长度，然后由内衬纸切刀35将内衬纸带34切断，形成单张内衬纸36。

在第八工位Ⅷ处，内衬纸装填机械手37将内衬纸系统33输送过来并剪切成单张的内衬纸36吸附走，并装填到烟盒5内。

内衬纸装填机械手37是个两工位的机械结构，其上安装了两个内衬纸内衬纸负压吸附块38，相对于旋转中心呈轴对称布置。工作时一个内衬纸负压吸附块38吸附由内衬纸系统33输送过来并切割成定长的单张内衬纸36，另一个内衬纸负压吸附块38将已吸附的内衬纸36放置在已打开盒盖6的烟盒5内，并预折叠成一定形状(图5和图17所示)。完成上述工作后，内衬纸装填机械手37将旋转180°，调换两个内衬纸负压吸附块38的位置，重复吸纸与放纸的动作。在内衬纸填装机械手37吸纸与放纸的时候，两个内衬纸负压吸附块38会向下运动一定距离，在完成吸纸与放纸后，在内衬纸填装机械手37旋转180°前，两个内衬纸负压吸附块38会向上运动到原来位置。当内衬纸负压吸附块38向下运动到最低位置时，位于吸纸工位的内衬纸负压吸附块38的负压会接通，同时位于放纸工位处(即第八工位处)的内衬纸负压吸附块38的负压会关闭；当内衬纸负压吸附块38向上运动到原来位置时，已吸附了内衬纸36的内衬纸负压吸附块38的负压保持接通状态，而已放纸的内衬纸负压吸附块38的负压保持关闭状态，该状态一直保持到内衬纸填装机械手37旋转180°，且两个内衬纸负压吸附块38再次向下运动到最低位置时，形成工作循环。

内衬纸36被内衬纸装填机械37放置后会被预折叠成内衬纸10(见图6)，内衬纸10的底面13将通过胶点8与烟盒5的盒身7的内底面9粘合在一起，内衬纸10的侧面14和15将与盒身7的相邻内侧面贴合在一起(如图7所示)，宽搭面11和窄搭面12将分别搭在盒身7的外侧。

在第九工位Ⅸ处(图上被内衬纸装填机械手37遮挡住)，可设置一个检测机构检测内衬纸36被放置的是否符合要求。

在第十工位Ⅹ处，第一烟支装填机械手40的烟支吸附块43将吸附排列好的7支烟支4并将其放入烟盒5内(见图8和图18)。

在第十一工位Ⅺ处，可设置一个检测机构检测放入的7支烟支4是否有损伤。

在第十二工位Ⅻ处，第二烟支装填机械手41的负压吸附块43将吸附排列好的6支烟支4并将其放入烟盒5内，在烟盒5内形成7-6排列的形式(见图9和图18)。

在第十三工位XIII处，可设置一个检测机构检测放入的6支烟支4是否有损伤。

在第十四工位XIV处，第三烟支装填机械手42的负压吸附块43将吸附排列好的7支烟支4并将其放入烟盒5内，在烟盒5内形成7-6-7排列的形式(见图10和图18)。

在第十五工位XV或第十六工位XVI处，可设置一个检测机构检测放入的7支烟支4是否有损伤。

烟支装填机械手40、41和42的工作原理与内衬纸装填机械手37基本相同，不同的是吸附块43吸附和放置的不再是内衬纸36，而是烟支排。根据全开式硬盒香烟类型的不同，每次吸附块43可以吸附10支、8支、7支和6支香烟，若吸附10支和8支香烟就装填2次，形成10-10排列或8-8排列的烟包；若吸附7支和6支香烟就装填3次，形成7-6-7排列的烟包。如果是横向7-6-7排列的全开式烟包，在每次装填时，吸附块43要转向90°，即在机械手40、41和42旋转180°的同时吸附块43逆时针或顺时针转向90°。通过控制每个机械手上吸附块43的自传与否，以及改变每个吸附块43吸烟支4的数量，既可以实现10-10排列的直向全开式烟包、8-8排列的直向全开式烟包、7-6-7排列的横向全开式烟包、7-6-7排列的直向全开式烟包等各种类型全开式烟包的包装，实现设备的柔性化生产。

烟库39负责将无序的烟支4经由下烟槽排列成有序的烟支阵列，比如2组10列、2组8列或3组(包括2组7列和1组6列)形式，再由推烟板将烟支一排排推出下烟槽到烟排模盒中，每组烟列被推出的烟支形成了一个烟支排，或10支一排、或8支一排、或7支一排、或6支一排。两排10支的可以装填10-10排列形式的烟包、两排8支的可以装填8-8排列形式的烟包。本实施例中要装填7-6-7排列形式的烟包，因此下烟槽为3组，第一组7列下烟槽，第二组6列下烟槽，第三组7列下烟槽，从三组下烟槽中推出的三排烟支数分别为7支、6支和7支。烟支排在被推送到烟排模盒66中后，会有检测器检测烟支端部是否因烟丝脱落而产生空头现象，若有则在设备的剔除工位由剔除机构48将其剔除。烟排模盒66中的完好的烟支4会被烟支装填机械手40、41和42的吸附块43吸附到相应工位处的烟盒5的上方，并将其装填入烟盒5内。

在第十七工位XVII处，插卡机器人45从内烟卡片库46处吸附一张内烟卡16，通过气缸53将内烟卡16的两侧边17沿折痕18折叠成图13所示的形状，并将这叠好的内烟卡16插入烟组3与内衬纸侧面14之间，如图11所示。

固定安装在插卡机器人45的执行端的插卡吸附块54具有负压吸附功能，可以从内烟卡库46中一张张吸取内烟卡片16，完成一张内烟卡片的吸取之后，安装在插卡吸附块54两侧的微型53气缸会伸出，完成内烟卡16片两侧边17的折叠，此时微型气缸53不回退，以保持内烟卡片16折叠后的形状。最后，机器人45带动插卡吸附块54及其上的内烟卡16移动到待插卡的烟盒5上方，在插卡辅助机构50的帮助下完成插卡，之后再移动到内烟卡片库46中吸取另一张内烟卡片16。

内烟卡片库46由四个卡片槽56组成，沿卡片库46的旋转中心均布，当其中一个卡片槽56内的内烟卡片16用完后，卡片库46将转动90°，将装满内烟卡片16的卡片槽56转到内烟卡片16的吸取工位，并将空的卡片槽56转出吸取工位，以便向内添加内烟卡片16。

插卡辅助机构50由一个气缸53和一个插卡辅助架52组成，插卡辅助架52固定安装在气缸53上，气缸可带动插卡辅助架52上下运动。当要准备插卡时，气缸53带动插卡辅助架52预先向下运动，直到插卡辅助架52的底部与烟组3的上表面接触，然后插卡机器人45再将内烟卡16从插卡辅助架52上的导向插口51插入烟组3与内衬纸侧面14之间。插卡辅助机构50主要有三个功能：1)插卡时护住烟支4，避免在插卡的过程中烟支4发生混乱现象；2)导向内烟卡的两侧折叠边17，使其能够顺利插入烟组3与内衬纸侧面14之间；3)确保在插卡时内衬纸侧面14和15尽可能向外侧被撑开，防止插卡时内衬纸侧面14和15向内收缩，影响内烟卡16的顺利插入。

插卡机器人45、内烟卡片库46和插卡辅助机构50为整个设备的选装部件，当烟包内没有内烟卡16时，上述三个部件就无需安装。

在第十八工位至第二十二工位(XVIII、XIX、XX、XXI、XXII)之间完成内衬纸折叠、关盒、剔除、输送等工序。

关盒机构47负责将未完全关闭的盒盖6关闭并压紧。

剔除机构48负责将不符合质量要求的烟包剔除出生产线，当烟包质量符合要求时，剔除机构48不动作。

输出机构49负责将填充好的烟包输送到生产线的下游设备。

综上所述，上述各实施例及附图仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，皆应包含在本发明的保护范围内。

Claims (18)

1.一种全开式硬盒香烟的柔性生产的装置，其特征在于，由烟盒堆输送装置和主机身两大部分组成；

所述烟盒堆输送装置负责烟盒的存储与烟盒堆的输送；

所述主机身包括机身、烟盒推送机构、XTS磁悬浮输送系统、开盒机构、内衬纸系统、内衬纸装填机械手、烟库、烟支装填机械手和关盒机构；

所述烟盒推送机构，负责将单个烟盒从烟盒堆输送装置推送到XTS磁悬浮输送系统的步进的模盒内；

所述XTS磁悬浮输送系统安装在机身上，由驱动导轨和一定数量的动子组成，每个动子都可以按照工艺需求作独立步进运动；用于夹持烟盒的模盒由左右两块组成，分别固定安装在临近的两个动子上，每两个动子为一组，安装在每组动子上的左右模盒就组成了一个完整的模盒；所述XTS磁悬浮输送系统带动模盒中的烟盒完成步进输送过程；

所述开盒机构，负责在步进过程中将仍处于关闭状态的烟盒的盒盖打开；

所述内衬纸系统，负责内衬纸带的存储、输送与切割，形成单张内衬纸；

所述内衬纸装填机械手，安装了两个内衬纸负压吸附块，相对于旋转中心呈轴对称布置；工作时，一个内衬纸负压吸附块吸附由内衬纸系统输送过来并切割成定长的单张内衬纸，另一个内衬纸负压吸附块将已吸附的内衬纸放置在已打开盒盖的烟盒内，并预折叠成一定形状；完成上述工作后，内衬纸装填机械手将旋转180°，调换两个内衬纸负压吸附块的位置，重复吸纸与放纸的动作；

所述烟库，负责将无序的烟支经由下烟槽排列成有序的烟支阵列，再由推烟板将有序的烟支阵列一排排推出下烟槽到烟排模盒中，每组被推出的烟支形成一个烟支排；

所述烟支装填机械手，安装了两个烟支吸附块，相对于旋转中心呈轴对称布置；工作时，一个烟支吸附块吸附烟排模盒中的一个烟支排，另一个烟支吸附块将已吸附的一个烟支排放置在已折叠内衬纸的烟盒内；完成上述工作后，烟支装填机械手将旋转180°，调换两个烟支吸附块的位置，重复吸附烟支排与放置烟支排的动作；所述烟支吸附块可以相对于烟支装填机械手沿逆时针和/或顺时针方向旋转90°；通过控制烟支装填机械手上烟支吸附块的自转与否，即可以实现直向内包和横向内包的变换；以及通过改变烟支吸附块吸附的烟支排中烟支的数量，即可以实现生产多样化排列方式的烟包；

所述关盒机构，负责在步进过程中将未完全关闭的盒盖关闭并压紧。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述烟盒堆输送装置包括机架、电机、输送带、可调定位挡板、活动挡板、推盒堆机构和烟盒堆库；所述输送带由电机驱动，输送带和电机均安装在机架上，可调定位挡板和活动挡板分别位于输送带两侧，烟盒堆放于输送带上，输送带、可调定位挡板和活动挡板之间围成的空间用于储存和传输烟盒，可根据烟盒外观尺寸规格变化来改变活动挡板与可调定位挡板之间的距离；烟盒堆库位于输送带末端；当烟盒堆库内的烟盒堆高度低于一定值后，推盒堆机构将从输送带上推一列烟盒堆到烟盒堆库中进行补充，之后输送带将带动放在其上的排列整齐的烟盒堆向烟盒堆库方向移动，填补之前被推入到烟盒堆库内的烟盒堆留下的空间位置，并等待被推盒堆机构将其推入烟盒堆库内。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当单个烟盒从烟盒堆输送装置的烟盒堆中被推到模盒内时，所述XTS磁悬浮输送系统中位于该工位处的一组动子将先分别带动左右模盒向左右方向移动一定距离，增加由左右模盒组成的整体模盒的宽度，以方便烟盒能够顺利进入模盒内；在该组动子带动模盒运动到下一个工位的过程中，两个动子又会将之间的间距缩小到设定的距离，以便能够牢固地夹持烟盒；夹持烟盒的每组动子在后续的步进过程中其间距保持不变，直至烟盒被填充完毕并到达输出机构。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开盒机构是通过负压吸风的方式将盒盖打开一定角度。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内衬纸系统，包括内衬纸带、伺服电机和内衬纸切割刀，所述内衬纸带为盘卷式，内衬纸带由伺服电机驱动，每次输送一张内衬纸的长度，然后由内衬纸切刀将内衬纸带切断，形成单张内衬纸。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内衬纸装填机械手，在吸纸与放纸的时候，两个内衬纸负压吸附块会向下运动一定距离；当完成吸纸与放纸后，在内衬纸装填机械手旋转180°前，两个内衬纸负压吸附块会向上运动到原来位置；当内衬纸负压吸附块向下运动到最低位置时，位于吸纸工位的内衬纸负压吸附块的负压会接通，同时位于放纸工位处的内衬纸负压吸附块的负压会关闭；当内衬纸负压吸附块向上运动到原来位置时，已吸附了内衬纸的内衬纸负压吸附块的负压保持接通状态，而已放纸的内衬纸负压吸附块的负压保持关闭状态，该状态一直保持到内衬纸装填机械手旋转180°且两个内衬纸负压吸附块再次向下运动到最低位置时，形成工作循环。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述烟支装填机械手，在吸附烟支排与放置烟支排的时候，两个烟支吸附块会向下运动一定距离；当完成吸附烟支排与放置烟支排后，在烟支装填机械手旋转180°前，两个烟支吸附块会向上运动到原来位置；当烟支吸附块向下运动到最低位置时，位于吸附烟支排工位的烟支吸附块的负压会接通，同时位于放置烟支排工位处的烟支吸附块的负压会关闭；当烟支吸附块向上运动到原来位置时，已吸附了烟支排的烟支吸附块的负压保持接通状态，而已放置烟支排的烟支吸附块的负压保持关闭状态，该状态一直保持到烟支填装机械手旋转180°且两个烟支吸附块再次向下运动到最低位置时，形成工作循环。

8.根据权利要求1～7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还设置有钢印机构，负责在已打开盒盖的烟盒内部或外部打制钢印。

9.根据权利要求1～7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还设置有喷胶系统，负责向已打开盒盖的烟盒内部喷胶点，用于固定内衬纸。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述喷胶系统由两把胶枪完成喷胶工艺，两把胶枪通过支架固定安装在一个气动滑动平台上，气动滑动平台可带动胶枪升降，工作时降到最低位置，不工作时提升到最高位置。

11.根据权利要求1～7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还设置有插卡机器人、内烟卡片库和插卡辅助机构。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述插卡机器人负责向烟盒内插放内烟卡；所述插卡机器人上安装有具有负压吸附功能的插卡块，可以从内烟卡库中一张张吸取内烟卡片，完成一张内烟卡片的吸取之后，安装在插卡块两侧的微型气缸会伸出，完成内烟卡片两端的折叠，此时微型气缸不回退，以保持内烟卡片折叠后的形状；所述插卡机器人带动插卡块及其上的内烟卡移动到待插卡的烟盒上方，在插卡辅助机构的帮助下完成插卡，之后再移动到内烟卡片库中吸取另一张内烟卡片。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述内烟卡片库由四个卡片槽组成，沿卡片库的旋转中心均布，当其中一个卡片槽内的内烟卡片用完后，卡片库将转动90°，将装满内烟卡片的卡片槽转到内烟卡片的吸取工位，并将空的卡片槽转出吸取工位，以便向内添加内烟卡片。

14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述插卡辅助机构由一个气缸和一个插卡辅助架组成，插卡辅助架固定安装在气缸上，气缸可带动插卡辅助架上下运动；当要准备插卡时，气缸带动插卡辅助架预先向下运动，直到插卡辅助架的底部与烟支的上表面接触，然后插卡机器人再将内烟卡从插卡辅助架导向插口插入烟支与内衬纸之间。

15.根据权利要求1～7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还设置有固定导轨，位于XTS磁悬浮输送系统的上方，所述固定导轨对步进过程中的烟盒的盒盖进行打开或关闭导向并保持，对内衬纸的折叠边进行姿态保持和折叠。

16.根据权利要求1～7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还设置有剔除机构，负责将不符合质量要求的烟包剔除出生产线，当烟包质量符合要求时，剔除机构不动作。

17.根据权利要求1～7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还设置有输出机构，负责将填充好的烟包输送到生产线的下游设备。

18.一种如权利要求1～7任一项所述装置的柔性生产的方法，包括以下步骤：

步骤1：烟盒输送至烟盒堆库并持续补充；

步骤2：烟盒被推盒机构从烟盒堆库中依次推到XTS磁悬浮输送系统的模盒内；

步骤3：开盒机构负责将仍处于关闭状态的烟盒的盒盖打开；

步骤4：内衬纸装填机械手将内衬纸系统输送过来并剪切成单张的内衬纸吸附走，并装填到烟盒内；

步骤5：烟支装填机械手的烟支吸附块从烟排模盒中吸附烟支排并将烟支排放入烟盒内；在吸附烟支排之后，烟支吸附块可以控制是否沿逆时针和/或顺时针方向旋转90°，通过控制烟支装填机械手上烟支吸附块的自转与否，即可以实现直向内包和横向内包的变换；根据烟盒中烟支的排列方式不同，可以在后续工位设置多个烟支填装机械手来完成烟支的填装，每个烟支填装机械手的烟支吸附块可以吸附相同或不同数量的烟支排，即可以实现生产多样化排列方式的烟包；

步骤6：关盒机构负责将未完全关闭的盒盖关闭并压紧。