CN108100387B - 一种开盒机及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开盒机及其工作方法，包括机架、传动机构、动力机构和开盒机构，传动机构包括转盘，带轮和齿轮，转盘包括小转盘和大转盘，带轮包括小带轮和大带轮，齿轮包括小齿轮、大齿轮、驱动齿轮和开盒齿轮，大带轮和小带轮组成同步带传动，开盒齿轮和小齿轮、驱动齿轮和大齿轮组成齿轮传动，小转盘和大转盘组成行星运动，动力机构包括一号伺服电机、二号伺服电机和三号伺服电机，分别驱动大转盘、小转盘和驱动齿轮转动，开盒机构包括开盒板和吸盒杆，开盒板和吸盒杆分别与开盒齿轮和小转盘固连，本发明结构简单，运行稳定，开盒精度高，开盒效率高，通过调节伺服电机的运动参数可使开盒机适应不同尺寸纸盒的开盒，调节方便，适用范围广。

Description

一种开盒机及其工作方法

技术领域

本发明涉及包装机械技术领域，尤其涉及一种开盒机及其工作方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，不管在医药领域还是其他生活领域，纸盒已成为越来越受欢迎的包装方式之一，应用于纸盒包装过程中的开盒机也由此应际而生。我国包装机械起步于上世纪60年代，经过几十年的发展，虽然取得了巨大的发展，基本能满足不同的包装需求，但是与国外相比，还存在较大的差距。主要表现在以下几个方面：1、开盒机机构比较复杂，长时间运行之后，开盒运动不稳定。2、开盒机控制的精度不高，各构件同步性不好。3、开盒机开盒效率不高，柔性差，适应性差。

造成以上问题的关键因素是国内现有的开盒机制造精度和安装精度达不到要求。而且国产开盒机大都以纯机械式开盒为主，机构复杂，存在较多的传动机构，传动机构的传动比周期性变化，导致周期性激励。为了减少机构的重量，各个机构的构件刚度较小，容易发生振动。转速越高，激励频率越高，不平衡质量激励幅值越大，更容易激起振动。由于制造误差、安装误差、传动误差等因素，国产开盒机很难根除上述问题，且维修不便，耗费时间长，影响工作效率。因此，纯机械式开盒机构运行速度的提升，受到了机构本身传动原理的限制，只有在开盒机的原理上进行创新，才有可能研制出性能较好的新型开盒机。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种开盒机及其工作方法，结构简单，运行稳定，运行中各部件同步性好，可确保开盒精度，开盒效率高，通过调节伺服电机的运动参数就可以改变开盒板与吸盒杆之间的运动以及夹角关系，从而使开盒机适应不同尺寸纸盒的开盒，调节方便，适用范围广。

为了实现上述目的，本发明提供的一种开盒机，包括机架、传动机构、动力机构和开盒机构，所述传动机构分别与动力机构和开盒机构相连，其特征在于，所述传动机构包括转盘，带轮和齿轮，所述转盘包括小转盘和大转盘，所述带轮包括小带轮和大带轮，所述齿轮包括小齿轮、大齿轮、驱动齿轮和开盒齿轮，所述大带轮和小带轮组成同步带传动，开盒齿轮和小齿轮、驱动齿轮和大齿轮组成齿轮传动，小转盘和大转盘组成行星运动。

优选地，所述传动机构中，大转盘与机架通过转动副进行约束，所述小转盘通过轴承安装在大转盘上，所述小带轮与小齿轮固连，所述小齿轮与开盒齿轮相互啮合，通过转动副约束在小转盘的端面上，所述大带轮与大齿轮固连，所述大带轮与大转盘同轴但转轴为套合关系，所述驱动齿轮通过转动副约束安装在机架上并与大齿轮啮合，所述大带轮与小带轮通过链连接。

优选地，所述动力机构包括一号伺服电机、二号伺服电机和三号伺服电机，所述一号伺服电机驱动大转盘转动，所述二号伺服电机驱动小转盘转动，所述三号伺服电机驱动驱动齿轮转动。

优选地，所述开盒机构包括开盒板和吸盒杆，所述开盒板和吸盒杆分别与开盒齿轮和小转盘固连。

本发明还提供了一种权利要求4所述的开盒机的工作方法，其特征在于，整个开盒机的动力输入构件有三个，分别为大转盘、小转盘和驱动齿轮。一号伺服电机直接驱动大转盘转动，由于小转盘和大转盘通过轴承连接，使得大转盘在转动的过程中带动小转盘做平动地公转；二号伺服电机驱动小转盘转动，使得小转盘在公转的过程中也发生自转，由于小转盘的一端与吸盒杆固连，从而实现吸盒杆的转动；三号伺服电机驱动驱动齿轮转动，驱动齿轮将运动传递给大齿轮，由于大齿轮与大带轮固连，所以大带轮将与大齿轮做同步运动，大带轮通过带传动将运动传递给小带轮，由于小带轮与小齿轮固连，所以两者运动状态同步，小齿轮又与开盒齿轮啮合，因此驱动齿轮的转动最终转化为开盒齿轮的转动，开盒齿轮与开盒板固连，所以最后转化为开盒板的摆动，通过三个交流伺服电机的配合，使得开盒板与吸盒杆之间存在相对转动，满足开盒板与吸盒杆之间取盒、开盒、放盒三个阶段的运动要求，以实现开盒功能。

优选地，所述开盒机的工作方法中，一号伺服电机以恒转速转动，二号伺服电机以恒转速转动，其转速方向与一号伺服电机相反，三号伺服电机的转速是一个随时间变化的函数。

优选地，所述开盒机的工作方法中，通过调节三个伺服电机的运动参数可以改变开盒板与吸盒杆之间的运动以及夹角关系，从而使得开盒机适应不同尺寸纸盒的开盒。

本发明提供的一种开盒机及其工作方法，具有如下有益效果。

1.本发明由带传动、齿轮传动和行星运动构成传动机构，由三个伺服电机构成动力机构，由开盒板与吸盒杆构成开盒机构，结构简单，运行稳定，运行中各部件同步性好，可确保开盒精度。

2.本发明通过三个交流伺服电机的配合，使得开盒板与吸盒杆之间存在相对转动，以满足开盒板与吸盒杆之间取盒、开盒、放盒三个阶段的运动要求，从而实现开盒功能，开盒精度高，开盒效率高。

3.本发明只需要调节三个伺服电机的运动参数就可以改变开盒板与吸盒杆之间的运动以及夹角关系，从而使开盒机适应不同尺寸纸盒的开盒，调节方便，适用范围广。

附图说明

图1为本发明提供的一种开盒机传动机构的结构示意图。

图2为本发明提供的一种开盒机在工作过程中的运动简图。

图3为本发明提供的一种开盒机在工作过程中开盒板与吸盒杆之间的运动变化规律图。

图中：

1.机架 2.小转盘 3.开盒齿轮 4.小带轮 5.小齿轮 6.大转盘 7.驱动齿轮 8.大齿轮 9.大带轮 10.开盒板 11.吸盒杆 12.一号伺服电机 13.二号伺服电机 14.三号伺服电机。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明，以助于理解本发明的内容。

如图1和2所示，分别为本发明提供的一种开盒机传动机构的结构示意图和该开盒机在工作过程中的运动简图。本发明提供的一种开盒机，包括机架1、传动机构、动力机构和开盒机构，所述传动机构分别与动力机构和开盒机构相连。传动机构包括转盘，带轮和齿轮，转盘包括小转盘2和大转盘6，带轮包括小带轮4和大带轮9，齿轮包括小齿轮5、大齿轮8、驱动齿轮7和开盒齿轮3，大带轮9和小带轮4组成同步带传动，开盒齿轮3和小齿轮5、驱动齿轮7和大齿轮8组成齿轮传动，小转盘2和大转盘6组成行星运动。传动机构中，大转盘6与机架1通过转动副进行约束，小转盘2通过轴承安装在大转盘6上，小带轮4与小齿轮5固连，小齿轮5与开盒齿轮3相互啮合，通过转动副约束在小转盘2的端面上，大带轮9与大齿轮8固连，大带轮9与大转盘6同轴但转轴为套合关系，驱动齿轮7通过转动副约束安装在机架1上并与大齿轮8啮合，大带轮9与小带轮4通过链连接。动力机构包括一号伺服电机12、二号伺服电机13和三号伺服电机14，一号伺服电机12驱动大转盘6转动，二号伺服电机13驱动小转盘2转动，三号伺服电机14驱动驱动齿轮7转动。开盒机构包括开盒板10和吸盒杆11，开盒板10与开盒齿轮3固连，吸盒杆11固连在小转盘2的另一端面上。

本发明还提供了一种权利要求4所述的开盒机的工作方法，其特征在于，整个开盒机的动力输入构件有三个，分别为大转盘6、小转盘2和驱动齿轮7。一号伺服电机12直接驱动大转盘6转动，由于小转盘2和大转盘6通过轴承连接，使得大转盘6在转动的过程中带动小转盘2做平动地公转；二号伺服电机13驱动小转盘2转动，使得小转盘2在公转的过程中也发生自转，由于小转盘2的一端与吸盒杆11固连，从而实现吸盒杆11的转动；三号伺服电机14驱动驱动齿轮7转动，驱动齿轮7将运动传递给大齿轮8，由于大齿轮8与大带轮9固连，所以大带轮9将与大齿轮8做同步运动，大带轮9通过带传动将运动传递给小带轮4，由于小带轮4与小齿轮5固连，所以两者运动状态同步，小齿轮5又与开盒齿轮3啮合，因此驱动齿轮7的转动最终转化为开盒齿轮3的转动，开盒齿轮3与开盒板10固连，所以最后转化为开盒板10的摆动。通过三个交流伺服电机的配合，使得开盒板10与吸盒杆11之间存在相对转动，满足开盒板10与吸盒杆11之间取盒、开盒、放盒三个阶段的运动要求，以实现开盒功能。所述一号伺服电机12以恒转速转动，二号伺服电机13以恒转速转动，其转速方向与一号伺服电机12相反，三号伺服电机14的转速是一个随时间变化的函数。通过调节三个伺服电机的运动参数可以改变开盒板10与吸盒杆11之间的运动以及夹角关系，从而使得开盒机适应不同尺寸纸盒的开盒。

如图3所示，为本发明提供的一种开盒机在工作过程中开盒板与吸盒杆之间的运动变化规律图。具体开盒过程如下所述：

1、取盒阶段：此阶段为从吸盒杆11把盒子放到传送带那刻起到吸盒杆11再次从料仓吸取纸盒的过程(对应图3中的DA段)。在这过程中，开盒板10与吸盒杆11始终保持同步运动状态。

2、开盒阶段：此阶段为吸盒杆11把盒子从料仓吸取过来之后到盒子完全打开的过程(对应图3中的AB段)。在这过程中，开盒板10与吸盒杆11之间不再同步运动，开盒板10的运动慢慢发生改变，使之与吸盒杆11之间的夹角慢慢变大，从而把纸盒完全拨开。

3、放盒阶段：此阶段为盒子被完全拨开后到吸盒杆11把盒子放到运输带上的过程(对应图3中的BD段)。在这过程中，吸盒杆11仍然保持原有的运动，而开盒板10则慢慢做返回的运动(对应图3中的BC段)，开盒板10与吸盒杆11之间的夹角慢慢变小，当两者夹角恢复到刚开始状态时，开盒板10再一次与吸盒杆11做同步运动，直到吸盒杆11把纸盒放到传送带中(对应图3中的CD段)。

本发明由带传动、齿轮传动和行星运动构成传动机构，由三个伺服电机构成动力机构，由开盒板与吸盒杆构成开盒机构，结构简单，运行稳定，运行中各部件同步性好，可确保开盒精度。本发明通过三个交流伺服电机的配合，使得开盒板与吸盒杆之间存在相对转动，以满足开盒板与吸盒杆之间取盒、开盒、放盒三个阶段的运动要求，从而实现开盒功能，开盒精度高，开盒效率高。本发明只需要调节三个伺服电机的运动参数就可以改变开盒板与吸盒杆之间的运动以及夹角关系，从而使开盒机适应不同尺寸纸盒的开盒，调节方便，适用范围广。

本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种开盒机，包括机架、传动机构、动力机构和开盒机构，所述传动机构分别与动力机构和开盒机构相连，其特征在于，所述传动机构包括转盘，带轮和齿轮，所述转盘包括小转盘和大转盘，所述带轮包括小带轮和大带轮，所述齿轮包括小齿轮、大齿轮、驱动齿轮和开盒齿轮，所述大带轮和小带轮组成同步带传动，开盒齿轮和小齿轮、驱动齿轮和大齿轮组成齿轮传动，小转盘和大转盘组成行星运动，所述传动机构中，大转盘与机架通过转动副进行约束，所述小转盘通过轴承安装在大转盘上，所述小带轮与小齿轮固连，所述小齿轮与开盒齿轮相互啮合，通过转动副约束在小转盘的端面上，所述大带轮与大齿轮固连，所述大带轮与大转盘同轴但转轴为套合关系，所述驱动齿轮通过转动副约束安装在机架上并与大齿轮啮合，所述大带轮与小带轮通过链连接。

2.根据权利要求1所述的一种开盒机，其特征在于，所述动力机构包括一号伺服电机、二号伺服电机和三号伺服电机，所述一号伺服电机驱动大转盘转动，所述二号伺服电机驱动小转盘转动，所述三号伺服电机驱动驱动齿轮转动。

3.根据权利要求2所述的一种开盒机，其特征在于，所述开盒机构包括开盒板和吸盒杆，所述开盒板和吸盒杆分别与开盒齿轮和小转盘固连。

4.一种根据权利要求3所述的开盒机的工作方法，其特征在于，整个开盒机的动力输入构件有三个，分别为大转盘、小转盘和驱动齿轮，一号伺服电机直接驱动大转盘转动，由于小转盘和大转盘通过轴承连接，使得大转盘在转动的过程中带动小转盘做平动地公转；二号伺服电机驱动小转盘转动，使得小转盘在公转的过程中也发生自转，由于小转盘的一端与吸盒杆固连，从而实现吸盒杆的转动；三号伺服电机驱动驱动齿轮转动，驱动齿轮将运动传递给大齿轮，由于大齿轮与大带轮固连，所以大带轮将与大齿轮做同步运动，大带轮通过带传动将运动传递给小带轮，由于小带轮与小齿轮固连，所以两者运动状态同步，小齿轮又与开盒齿轮啮合，因此驱动齿轮的转动最终转化为开盒齿轮的转动，开盒齿轮与开盒板固连，所以最后转化为开盒板的摆动，通过三个交流伺服电机的配合，使得开盒板与吸盒杆之间存在相对转动，满足开盒板与吸盒杆之间取盒、开盒、放盒三个阶段的运动要求，以实现开盒功能。

5.根据权利要求4所述开盒机的工作方法，其特征在于，一号伺服电机以恒转速转动，二号伺服电机以恒转速转动，其转速方向与一号伺服电机相反，三号伺服电机的转速是一个随时间变化的函数。

6.根据权利要求5所述开盒机的工作方法，其特征在于，通过调节三个伺服电机的运动参数可以改变开盒板与吸盒杆之间的运动以及夹角关系，从而使得开盒机适应不同尺寸纸盒的开盒。