CN108422703A - 一种纸箱自动包角装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纸箱自动包角装置，包括：动力单元、裁切单元、包角单元和数据传输单元，还包括立体形变加工单元，所述动力单元用于传输纸箱板材至裁切单元，所述裁切单元用于裁切所述立体形变加工单元封箱所需尺寸的待加工板材，所述立体形变加工单元用于将待加工板材进行折叠和粘贴，所述包角单元用于对待加工板材进行包角，所述数据传输单元用于将动力单元、裁切单元、包角单元和立体形变加工单元的状态数据传输到远程监控端。

Description

一种纸箱自动包角装置

技术领域

本发明属于纸箱制作技术领域，具体涉及一种纸箱自动包角装置。

背景技术

目前最常见的产品外包装便是纸箱，用它可以进行各种产品的包装。那么，其强度、含水率、有无异物、有无破损成为纸箱是否能够合格出厂的重要指标。而现有的纸箱检测设备主要为纸箱的承压能力检测设备，承压能力除了包括极限承压能力以外，还包括抗静压能力。现有的纸箱在成型后需要对其表面进行图案文字的印刷，现有的设备并不能够使生产设备和印刷设备进行自动运输。

申请号为CN201410706077.0的中国发明专利申请公开了一种纸箱自动成型设备，其特征在于，包括传输装置，用于将纸箱沿传输方向移动；上料装置，用于将折叠状态纸箱逐一上料；初步成型装置，用于将折叠状态纸箱的一个侧面拉升，使折叠状态纸箱变成打开状态纸箱；折叠点胶装置，用于将打开状态纸箱的前盖、后盖、上盖和后盖折叠成型并点胶粘合形成成型纸箱；以及机架和控制装置；所述上料装置、初步成型装置和折叠点胶装置沿传输方向依次设置在机架上；所述控制装置分别与上料装置、初步成型装置、折叠点胶装置和传输装置信号连接。

然而，随着工业机器人的普及化程度越来越高，实际生产中急需一种能够利用工业机器人，尤其是工业机器手臂移动、折叠、按压纸箱材料以提高纸箱自动化生产水平的装置，更重要的是必须考虑机械振动对自动化生产的影响。

发明内容

鉴于以上分析，本发明提供了一种纸箱自动包角装置，包括：包括动力单元、裁切单元、包角单元、立体形变加工单元和数据传输单元，所述动力单元用于传输纸箱板材至裁切单元，所述裁切单元用于裁切所述立体形变加工单元封箱所需尺寸的待加工板材，所述立体形变加工单元用于将待加工板材进行折叠和粘贴，所述包角单元用于对待加工板材进行包角，所述数据传输单元用于将动力单元、裁切单元、包角单元和立体形变加工单元的状态数据传输到远程监控端。

进一步地，所述动力单元包括液压缸和传送带，所述液压缸驱动传送带，所述传送带输送所述待加工板材依次通过裁切单元、立体形变加工单元和包角单元。

进一步地，所述立体形变加工单元包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂，所述第一机械臂和第二机械臂用于固定所述待加工板材，所述第三机械臂和第四机械臂用于对待加工板材进行立体形变加工。

进一步地，所述立体形变加工单元包括可编程控制器，用于控制各个所述机械臂的手指握持和按压力度，所述立体形变加工是指通过机械臂的手指握持和按压待加工板材。

进一步地，所述立体形变加工单元还包括设置于第三机械臂和第四机械臂的机械臂手指施加应力检测电路和机械臂手指施加应力反馈单元，所述机械臂手指施加应力检测电路用于检测所述第三机械臂和第四机械臂与待加工板材之间的机械臂手指施加应力，所述机械臂手指施加应力反馈单元用于根据上述机械臂手指施加应力通过所述可编程控制器调整所述第三机械臂和所述第四机械臂的握持和按压力度；所述包角单元包括包角用机械臂和包角应力检测电路，用于检测包角过程中包角机械臂对待加工板材施加的应力。

进一步地，所述机械臂手指施加应力检测电路和包角应力检测电路均包括：第一时钟单元CLK1、第二时钟单元CLK2、第三时钟单元CLK3、机械臂手指施加应力传感器S、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7、第八晶体管T8、第九晶体管T9、第十晶体管T10、第十一晶体管T11、第十二晶体管T12、运算放大器A、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3和机械臂手指施加应力检测输出端接口Vo，所述机械臂手指施加应力传感器S的包括第一正输出端和第一负输出端，所述运算放大器A包括第二正输入端、第二负输入端、第一运放输出端和第二运放输出端，所述机械臂手指施加应力检测输出端接口Vo包括第一机械臂手指施加应力检测输出端和第二机械臂手指施加应力检测输出端，所述第一正输出端分别连接所述第一晶体管T1的源极、第一电容器C1的一端以及第五晶体管T5的源极，所述第一负输出端连接所述第二电容器C2的一端、所述第七晶体管T7的栅极、第六晶体管T6的栅极、第八晶体管T8的栅极以及运算放大器A的第二运放输出端，所述第一晶体管T1的栅极分别连接第二晶体管T2的栅极和第一时钟单元CLK1，第一晶体管T1的漏极分别连接第五晶体管T5的栅极以及第十晶体管T10的源极，所述第二晶体管T2的源极分别连接所述第四晶体管T4的源极和所述第十一晶体管T11的漏极，所述第二晶体管T2的漏极分别连接第八晶体管T8的漏极、第十一晶体管T11的漏极以及运算放大器A的第二正输入端，第一电容器C1的另一端连接第十二晶体管T12的源极，第十二晶体管T12的栅极连接第三时钟单元CLK3，第十二晶体管T12的漏极连接运算放大器A的第二负输入端，第一时钟单元CLK1还连接第四晶体管T4的栅极，第四晶体管T4的漏极分别连接第六晶体管T6的漏极和第七晶体管T7的漏极以及所述第一机械臂手指施加应力检测输出端，所述第七晶体管T7的栅极连接所述第八晶体管T8的栅极并同时连接第三时钟单元CLK3，第五晶体管T5的漏极连接第十一晶体管T11的漏极，第二电容器C2的另一端连接第三晶体管T3的源极，第三晶体管T3的栅极和第十晶体管T10的栅极分别连接第二时钟单元CLK2，第三晶体管T3的漏极连接所述第九晶体管T9的源极，第九晶体管T9的栅极连接第三时钟单元CLK3，第九晶体管T9的漏极分别连接第三电容器C3的一端和第七晶体管T7的源极，所述第三电容器C3的另一端连接所述第十一晶体管T11的源极，所述第十一晶体管T11的栅极连接第二时钟单元CLK2，所述运算放大器A的第一运放输出端连接所述第二机械臂手指施加应力检测输出端，所述第一机械臂手指施加应力检测输出端和第二机械臂手指施加应力检测输出端一并作为所述机械臂手指施加应力检测电路的机械臂手指施加应力检测信号输出端。

进一步地，所述第一时钟信号单元CLK1、第二时钟信号单元CLK2和第三时钟信号单元CLK3的频率f1、f2和f3之间存在如下的关系：

其中f_1,0＝f_1,1＝13KHz，f_2,0＝0.5×f_2,1＝5KHz，f_3,0＝0.5×f_3,1＝5KHz。

进一步地，所述机械臂手指施加应力反馈单元采用负反馈电路。

本发明的有益效果是：能够利用机械臂手指施加应力检测以及根据检测结果的负反馈机制，有效地降低机械臂控制纸箱加工的过程中，传送带、驱动机构以及板材加工过程中出现的挤压、翻转、按压等操作带来的各种机械振动对于机械臂加工过程中机械臂手指施加应力检测的影响，准确地检测和控制施加到机械臂的机械臂手指施加应力，从而有效地保护了待加工板材，提高了加工精度，能够便于实现各种复杂纸箱的机器人生产线自动化制造。

附图说明

图1示出了本发明的纸箱自动包角装置的组成框图。

图2示出了机械臂手指施加应力检测电路和包角应力检测电路的电路连接图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的纸箱自动包角装置包括：包括动力单元、裁切单元、包角单元、立体形变加工单元和数据传输单元，所述动力单元用于传输纸箱板材至裁切单元，所述裁切单元用于裁切所述立体形变加工单元封箱所需尺寸的待加工板材，所述立体形变加工单元用于将待加工板材进行折叠和粘贴，所述包角单元用于对待加工板材进行包角，所述数据传输单元用于将动力单元、裁切单元、包角单元和立体形变加工单元的状态数据传输到远程监控端。

优选地，所述动力单元包括液压缸和传送带，所述液压缸驱动传送带，所述传送带输送所述待加工板材依次通过裁切单元、立体形变加工单元和包角单元。

优选地，所述立体形变加工单元包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂，所述第一机械臂和第二机械臂用于固定所述待加工板材，所述第三机械臂和第四机械臂用于对待加工板材进行立体形变加工。

优选地，所述立体形变加工单元包括可编程控制器，用于控制各个所述机械臂的手指握持和按压力度，所述立体形变加工是指通过机械臂的手指握持和按压待加工板材。

优选地，所述立体形变加工单元还包括设置于第三机械臂和第四机械臂的机械臂手指施加应力检测电路和机械臂手指施加应力反馈单元，所述机械臂手指施加应力检测电路用于检测所述第三机械臂和第四机械臂与待加工板材之间的机械臂手指施加应力，所述机械臂手指施加应力反馈单元用于根据上述机械臂手指施加应力通过所述可编程控制器调整所述第三机械臂和所述第四机械臂的握持和按压力度；所述包角单元包括包角用机械臂和包角应力检测电路，用于检测包角过程中包角机械臂对待加工板材施加的应力。

优选地，如图2所示，所述机械臂手指施加应力检测电路和包角应力检测电路相同，均包括：第一时钟单元CLK1、第二时钟单元CLK2、第三时钟单元CLK3、机械臂手指施加应力传感器S、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7、第八晶体管T8、第九晶体管T9、第十晶体管T10、第十一晶体管T11、第十二晶体管T12、运算放大器A、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3和机械臂手指施加应力检测输出端接口Vo，所述机械臂手指施加应力传感器S的包括第一正输出端和第一负输出端，所述运算放大器A包括第二正输入端、第二负输入端、第一运放输出端和第二运放输出端，所述机械臂手指施加应力检测输出端接口Vo包括第一机械臂手指施加应力检测输出端和第二机械臂手指施加应力检测输出端，所述第一正输出端分别连接所述第一晶体管T1的源极、第一电容器C1的一端以及第五晶体管T5的源极，所述第一负输出端连接所述第二电容器C2的一端、所述第七晶体管T7的栅极、第六晶体管T6的栅极、第八晶体管T8的栅极以及运算放大器A的第二运放输出端，所述第一晶体管T1的栅极分别连接第二晶体管T2的栅极和第一时钟单元CLK1，第一晶体管T1的漏极分别连接第五晶体管T5的栅极以及第十晶体管T10的源极，所述第二晶体管T2的源极分别连接所述第四晶体管T4的源极和所述第十一晶体管T11的漏极，所述第二晶体管T2的漏极分别连接第八晶体管T8的漏极、第十一晶体管T11的漏极以及运算放大器A的第二正输入端，第一电容器C1的另一端连接第十二晶体管T12的源极，第十二晶体管T12的栅极连接第三时钟单元CLK3，第十二晶体管T12的漏极连接运算放大器A的第二负输入端，第一时钟单元CLK1还连接第四晶体管T4的栅极，第四晶体管T4的漏极分别连接第六晶体管T6的漏极和第七晶体管T7的漏极以及所述第一机械臂手指施加应力检测输出端，所述第七晶体管T7的栅极连接所述第八晶体管T8的栅极并同时连接第三时钟单元CLK3，第五晶体管T5的漏极连接第十一晶体管T11的漏极，第二电容器C2的另一端连接第三晶体管T3的源极，第三晶体管T3的栅极和第十晶体管T10的栅极分别连接第二时钟单元CLK2，第三晶体管T3的漏极连接所述第九晶体管T9的源极，第九晶体管T9的栅极连接第三时钟单元CLK3，第九晶体管T9的漏极分别连接第三电容器C3的一端和第七晶体管T7的源极，所述第三电容器C3的另一端连接所述第十一晶体管T11的源极，所述第十一晶体管T11的栅极连接第二时钟单元CLK2，所述运算放大器A的第一运放输出端连接所述第二机械臂手指施加应力检测输出端，所述第一机械臂手指施加应力检测输出端和第二机械臂手指施加应力检测输出端一并作为所述机械臂手指施加应力检测电路的机械臂手指施加应力检测信号输出端。

优选地，所述第一时钟信号单元CLK1、第二时钟信号单元CLK2和第三时钟信号单元CLK3的频率f1、f2和f3之间存在如下的关系：

其中f_1,0＝f_1,1＝13KHz，f_2,0＝0.5×f_2,1＝5KHz，f_3,0＝0.5×f_3,1＝5KHz。

优选地，所述机械臂手指施加应力反馈单元采用负反馈电路。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纸箱自动包角装置，包括：动力单元、裁切单元、包角单元和数据传输单元，其特征在于，还包括立体形变加工单元，所述动力单元用于传输纸箱板材至裁切单元，所述裁切单元用于裁切所述立体形变加工单元封箱所需尺寸的待加工板材，所述立体形变加工单元用于将待加工板材进行折叠和粘贴，所述包角单元用于对待加工板材进行包角，所述数据传输单元用于将动力单元、裁切单元、包角单元和立体形变加工单元的状态数据传输到远程监控端。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述动力单元包括液压缸和传送带，所述液压缸驱动传送带，所述传送带输送所述待加工板材依次通过裁切单元、立体形变加工单元和包角单元。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述立体形变加工单元包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂，所述第一机械臂和第二机械臂用于固定所述待加工板材，所述第三机械臂和第四机械臂用于对待加工板材进行立体形变加工。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述立体形变加工单元包括可编程控制器，用于控制各个所述机械臂的手指握持和按压力度，所述立体形变加工是指通过机械臂的手指握持和按压待加工板材。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述立体形变加工单元还包括设置于第三机械臂和第四机械臂的机械臂手指施加应力检测电路和机械臂手指施加应力反馈单元，所述机械臂手指施加应力检测电路用于检测所述第三机械臂和第四机械臂与待加工板材之间的机械臂手指施加应力，所述机械臂手指施加应力反馈单元用于根据上述机械臂手指施加应力通过所述可编程控制器调整所述第三机械臂和所述第四机械臂的握持和按压力度；所述包角单元包括包角用机械臂和包角应力检测电路，用于检测包角过程中包角机械臂对待加工板材施加的应力。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述机械臂手指施加应力检测电路和包角应力检测电路均包括：第一时钟单元CLK1、第二时钟单元CLK2、第三时钟单元CLK3、机械臂手指施加应力传感器S、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7、第八晶体管T8、第九晶体管T9、第十晶体管T10、第十一晶体管T11、第十二晶体管T12、运算放大器A、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3和机械臂手指施加应力检测输出端接口Vo，所述机械臂手指施加应力传感器S的包括第一正输出端和第一负输出端，所述运算放大器A包括第二正输入端、第二负输入端、第一运放输出端和第二运放输出端，所述机械臂手指施加应力检测输出端接口Vo包括第一机械臂手指施加应力检测输出端和第二机械臂手指施加应力检测输出端，所述第一正输出端分别连接所述第一晶体管T1的源极、第一电容器C1的一端以及第五晶体管T5的源极，所述第一负输出端连接所述第二电容器C2的一端、所述第七晶体管T7的栅极、第六晶体管T6的栅极、第八晶体管T8的栅极以及运算放大器A的第二运放输出端，所述第一晶体管T1的栅极分别连接第二晶体管T2的栅极和第一时钟单元CLK1，第一晶体管T1的漏极分别连接第五晶体管T5的栅极以及第十晶体管T10的源极，所述第二晶体管T2的源极分别连接所述第四晶体管T4的源极和所述第十一晶体管T11的漏极，所述第二晶体管T2的漏极分别连接第八晶体管T8的漏极、第十一晶体管T11的漏极以及运算放大器A的第二正输入端，第一电容器C1的另一端连接第十二晶体管T12的源极，第十二晶体管T12的栅极连接第三时钟单元CLK3，第十二晶体管T12的漏极连接运算放大器A的第二负输入端，第一时钟单元CLK1还连接第四晶体管T4的栅极，第四晶体管T4的漏极分别连接第六晶体管T6的漏极和第七晶体管T7的漏极以及所述第一机械臂手指施加应力检测输出端，所述第七晶体管T7的栅极连接所述第八晶体管T8的栅极并同时连接第三时钟单元CLK3，第五晶体管T5的漏极连接第十一晶体管T11的漏极，第二电容器C2的另一端连接第三晶体管T3的源极，第三晶体管T3的栅极和第十晶体管T10的栅极分别连接第二时钟单元CLK2，第三晶体管T3的漏极连接所述第九晶体管T9的源极，第九晶体管T9的栅极连接第三时钟单元CLK3，第九晶体管T9的漏极分别连接第三电容器C3的一端和第七晶体管T7的源极，所述第三电容器C3的另一端连接所述第十一晶体管T11的源极，所述第十一晶体管T11的栅极连接第二时钟单元CLK2，所述运算放大器A的第一运放输出端连接所述第二机械臂手指施加应力检测输出端，所述第一机械臂手指施加应力检测输出端和第二机械臂手指施加应力检测输出端一并作为所述机械臂手指施加应力检测电路的机械臂手指施加应力检测信号输出端。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一时钟信号单元CLK1、第二时钟信号单元CLK2和第三时钟信号单元CLK3的频率f1、f2和f3之间存在如下的关系：

其中f_1,0＝f_1,1＝13KHz，f_2,0＝0.5×f_2,1＝5KHz，f_3,0＝0.5×f_3,1＝5KHz。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述机械臂手指施加应力反馈单元采用负反馈电路。