CN108673940B - 一种纸箱开箱系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纸箱开箱系统，它包括展开状纸箱输送机构(1)和用于将展开状纸箱变换成箱体的箱体成型机构(2)，纸箱输送机构(1)包括机架(3)、底座(4)、直线驱动机构，机架(3)内且位于机架(3)的左右端部分别旋转安装有从动转轴(5)和主动转轴(6)，机架(3)的侧面固定安装有伺服电机(7)，伺服电机(7)的输出轴与主动转轴(6)的一端经联轴器连接，主动转轴(6)上安装有两个主动皮带轮(8)，从动转轴(5)上安装有两个分别与主动皮带轮(8)相对应的从动皮带轮(9)。本发明的技术特点为：无需工人拿取展开状纸箱、开箱效率高、减轻工人劳动强度、开箱后箱体强度高、开箱后箱体美观、降低开箱成本。

Description

一种纸箱开箱系统
技术领域
本发明涉及纸箱成型的技术领域，特别是一种纸箱开箱系统。
背景技术
家电产品在包装时，用于包装产品的纸箱需要先开箱成型，纸箱在开箱成型之前呈扁平状，如图8所示为纸箱处于展开状态的结构示意图，其中底板31、顶盖33和四个侧板32，四个侧板32分别与底板31的四个边对接，顶盖33与任意一个侧板32对接，要将扁平状的纸箱打开，以形成方形的箱体，其具体操作步骤为工人用手将底板31压住，然后将四个侧板绕着其与底板31的连接处翻折，保证侧板32处于垂直底板31的状态，随后通过粘胶带的形式将相邻连个侧板粘合或者向相邻两个侧板32之间的接触处喷射热熔胶，通过这种操作方式，即可实现将处于展开状态的纸箱变方形状的箱体，然而，人工操作一个开箱动作大概需要消耗3～5min，具有开箱效率低的缺陷。
开箱操作大多在车间里进行，通常由多个工人同时进行操作，不仅占用大量的车间空间，不利于员工通行，由于投入的员工较多，进一步的增加了开箱成本，非常不经济。另外采用人工开箱还存在以下缺陷：(1)工人利用胶枪在向两个侧板之间的接触处喷胶时，由于操作不慎可能将胶喷射到侧板的表面上，热熔胶凝固后难以从侧板表面抹除，降低了开箱后箱体的表面质量，难以满足客户的需求。(2)工人在使用胶枪时，喷射出的热熔胶射到皮肤上，导致撕扯时，整个皮肤表皮被扯掉，非常不安全。(3)由于员工使用胶枪经验不足，致使两个侧壁之间的热熔胶不是连续的，将导致开出的箱体强度达不到要求。(4)处于展开状态的纸箱堆叠的很高，工人要从顶部逐渐拿取纸箱进行开箱，而有的工人高度不够，将无法拿取，给工人的操作不变。
中国专利申请号为201510472304.2中公开了纸箱开箱成型装置，包括机架和开箱机构，该机架上设有一开箱工位；开箱机构设于开箱工位上方的，该开箱机构包括横梁、两摆杆、一连杆以及第一驱动机构，该连杆水平设置并且该连杆上固设有用于吸附纸箱上板面的第一吸盘，两摆杆的一端分别铰接于横梁的两侧、另一端分别铰接于该连杆的两侧，第一驱动机构用于带动其中一个摆杆转动。本发明在工作时，利用机架上的开箱工位放置未成型的纸箱，利用开箱机构的第一驱动机构带动其中一个摆杆转动，从而带动安装于连杆上的第一吸盘沿弧形的轨迹运动，从而使第一吸盘吸附纸箱上板面模拟手工开箱时的弧形运动轨迹向上展开，使纸箱开箱成型，从而实现纸箱的自动开箱成型，提高了工作效率。但是这种成型装置结构复杂，制造困难，同时也没有自动拿取纸箱的结构，同样不能解决由于展开的纸箱堆叠很高，导致工人无法拿取的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、无需工人拿取展开状纸箱、开箱效率高、减轻工人劳动强度、开箱后箱体强度高、开箱后箱体美观、降低开箱成本的纸箱开箱系统。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种纸箱开箱系统，它包括展开状纸箱输送机构和用于将展开状纸箱变换成箱体的箱体成型机构，所述纸箱输送机构包括机架、底座、直线驱动机构，所述机架固设于底座上方，机架内且位于机架的左右端部分别旋转安装有从动转轴和主动转轴，机架的侧面固定安装有伺服电机，伺服电机的输出轴与主动转轴的一端经联轴器连接，主动转轴上安装有两个主动皮带轮，从动转轴上安装有两个分别与主动皮带轮相对应的从动皮带轮，相对立的主动皮带轮和从动皮带轮之间安装有皮带，所述直线驱动机构垂直于转轴设置且固设于底座顶部，直线驱动机构的输出端上设置有垂向气缸A，垂向气缸A活塞杆的作用端设置有吸盘A，吸盘A位于从动转轴和主动转轴之间；所述机架的前后侧均设置有支撑板，两个支撑板的相对立面均设置有垂直于转轴的横条；
所述箱体成型机构包括从上往下顺次设置的定位装置、粘合装置和垂向气缸B，定位装置包括上框架、前定位气缸、后定位气缸、定位板和限位板，所述上框架设置于机架的左侧，且上框架位于皮带的下方，上框架内设置有连通其上下表面的矩形槽A，前定位气缸、后定位气缸和限位板均设置于上框架的顶部，所述前定位气缸固设于矩形槽A的前侧，后定位气缸固设于矩形槽A的后侧，前定位气缸和后定位气缸的活塞杆上均设置有定位板，定位板平行于矩形槽A的短边设置，限位板设置于矩形槽A的左侧且平行于矩形槽A的长边设置；所述粘合装置包括下框架和喷胶管，下框架固设于上框架的底部，下框架内设置有连通矩形槽A的矩形槽B，下框架的四个角处均设置有喷胶管，喷胶管的一端伸入于矩形槽B内，喷胶管的外端部与喷胶枪的出胶口经管道连接；所述垂向气缸B位于通槽B的正下方，垂向气缸B的活塞杆上设置有吸盘B；
该开箱系统还包括抽真空装置，所述抽真空装置的抽气口经软管与吸盘A和吸盘B的抽气口连接。
所述机架和底座之间固设有支撑架。
所述从动转轴平行于主动转轴设置。
所述直线驱动机构包括设置于底座顶表面的水平气缸、导轨以及滑动安装于导轨上的滑块，水平气缸垂直于转轴设置，导轨平行于水平气缸设置且位于水平气缸的左侧。
所述垂向气缸A固定安装于滑块的顶表面上。
所述矩形槽A的面积与矩形槽B的面积相等。
该开箱系统还包括控制器，所述的控制器与伺服电机、水平气缸、垂向气缸A、垂向气缸B、抽真空装置、前定位气缸和后定位气缸连接。
所述机架的前后侧均设置有轴承座，轴承座内旋转安装有压轮，压轮与从动皮带轮相切。
所述限位板位于两个定位板之间。
本发明具有以下优点：
本发明的纸箱输送机构包括机架、底座、直线驱动机构，机架内且位于机架的左右端部分别旋转安装有从动转轴和主动转轴，机架的侧面固定安装有伺服电机，伺服电机的输出轴与主动转轴的一端经联轴器连接，主动转轴上安装有两个主动皮带轮，从动转轴上安装有两个分别与主动皮带轮相对应的从动皮带轮，相对立的主动皮带轮和从动皮带轮之间安装有皮带，直线驱动机构垂直于转轴设置且固设于底座顶部，直线驱动机构的输出端上设置有垂向气缸A，垂向气缸A活塞杆的作用端设置有吸盘A，吸盘A位于从动转轴和主动转轴之间；机架的前后侧均设置有支撑板，两个支撑板的相对立面均设置有垂直于转轴的横条，工作时，启动伺服电机，伺服电机带动主动转轴做逆时针转动，主动转轴带动主动皮带轮做逆时针转动，主动皮带轮经皮带带动从动皮带轮转动，从动皮带轮带动从动转轴转动；经控制器控制水平气缸活塞杆运动，活塞杆带动滑块上的垂向气缸A运动，当吸盘A运动到最底层纸箱的下方时关闭水平气缸，经控制器控制垂向气缸A活塞杆伸出，吸盘A向上运动，当吸盘A与最底层纸箱接触后，打开抽真空装置，吸盘A将最底层纸箱吸住，吸住后控制垂向气缸A活塞杆缩回，吸盘A只带动最底层纸箱向下运动，当纸箱的前后侧板分别搭在两根皮带后，关闭抽真空装置，纸箱被两根皮带向左输送，单张纸箱落入上框架的顶部上，从而实现了纸箱的输送，因此纸箱输送机构实现了从堆叠展开纸箱的底部抓取纸箱，无需人工从顶部拿取纸箱，减轻了工人的劳动强度，降低了人工成本费，且实现了单纸箱的输送，提高了开箱效率。
本发明的定位装置包括上框架、前定位气缸、后定位气缸、定位板和限位板，所述上框架设置于机架的左侧，且上框架位于皮带的下方，上框架内设置有连通其上下表面的矩形槽A，前定位气缸、后定位气缸和限位板均设置于上框架的顶部，所述前定位气缸固设于矩形槽A的前侧，后定位气缸固设于矩形槽A的后侧，前定位气缸和后定位气缸的活塞杆上均设置有定位板，定位板平行于矩形槽A的短边设置，限位板设置于矩形槽A的左侧且平行于矩形槽A的长边设置，定位时只需控制前定位气缸和后定位气缸活塞杆伸出，即可将单张纸箱限制于上框架顶部，确保了纸箱底板与矩形槽A的重合，提高了成型精度。
本发明的粘合装置包括下框架和喷胶管，下框架固设于上框架的底部，下框架内设置有连通矩形槽A的矩形槽B，下框架的四个角处均设置有喷胶管，喷胶管的一端伸入于矩形槽B内，喷胶管的外端部与喷胶枪的出胶口经管道连接；所述垂向气缸B位于通槽B的正下方，垂向气缸B的活塞杆上设置有吸盘B，吸盘B将纸箱的底板吸住后，控制垂向气缸B活塞杆缩回，步骤S中的箱体进入矩形槽B中，在进入后，打开喷胶枪，喷胶枪将固体热熔胶熔化成液体热熔胶，并将熔化后的热熔胶输送到喷胶管中，而流出的液体热熔胶刚好缝合住纸箱相邻两侧板的缝隙，当箱体向下穿过矩形槽B后，即可一次性完成箱体四个缝隙的缝合，最终实现了纸箱开箱，因此该粘合过程相比人工一个个缝隙粘合，极大的提高了粘合效率，减轻了工人的劳动强度。此外无需多个工人在车间内手工开箱，节省了车间空间，保证了车间通畅。另外粘合是连续的，提高了开箱质量。
该开箱系统还包括控制器，所述的控制器与伺服电机、水平气缸、垂向气缸A、垂向气缸B、抽真空装置、前定位气缸和后定位气缸连接，工人可通过控制器控制抽真空装置和伺服电机的启动或关闭，同时还能控制水平气缸、垂向气缸A、垂向气缸B、前定位气缸和后定位气缸活塞杆的伸出或缩回，方便了工人的操作，具有自动化程度高的特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图1的俯视图；
图4为纸箱输送机构的结构示意图；
图5为箱体成型机构的结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为直线驱动机构的结构示意图；
图8为纸箱的结构示意图；
图中，1-纸箱输送机构，2-箱体成型机构，3-机架，4-底座，5-从动转轴，6-主动转轴，7-伺服电机，8-主动皮带轮，9-从动皮带轮，10-皮带，11-垂向气缸A，12-吸盘A，13-支撑板，14-横条，15-垂向气缸B，16-上框架，17-前定位气缸，18-后定位气缸，19-定位板，20-限位板，21-矩形槽A，22-下框架，23-喷胶管，25-吸盘B，26-支撑架，27-水平气缸，28-导轨，29-滑块，30-压轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
如图1～7所示，一种纸箱开箱系统，它包括展开状纸箱输送机构1和用于将展开状纸箱变换成箱体的箱体成型机构2，所述纸箱输送机构1包括机架3、底座4、直线驱动机构，所述机架3固设于底座4上方，机架3内且位于机架3的左右端部分别旋转安装有从动转轴5和主动转轴6，从动转轴5平行于主动转轴6设置，机架3的侧面固定安装有伺服电机7，伺服电机7的输出轴与主动转轴6的一端经联轴器连接，主动转轴6上安装有两个主动皮带轮8，从动转轴5上安装有两个分别与主动皮带轮8相对应的从动皮带轮9，相对立的主动皮带轮8和从动皮带轮9之间安装有皮带10，所述直线驱动机构垂直于转轴设置且固设于底座4顶部，直线驱动机构的输出端上设置有垂向气缸A11，垂向气缸A11活塞杆的作用端设置有吸盘A12，吸盘A12位于从动转轴5和主动转轴6之间；所述机架3的前后侧均设置有支撑板13，两个支撑板13的相对立面均设置有垂直于转轴的横条14；
所述箱体成型机构2包括从上往下顺次设置的定位装置、粘合装置和垂向气缸B15，定位装置包括上框架16、前定位气缸17、后定位气缸18、定位板19和限位板20，限位板20位于两个定位板19之间，所述上框架16设置于机架3的左侧，且上框架16位于皮带10的下方，上框架16内设置有连通其上下表面的矩形槽A21，前定位气缸17、后定位气缸18和限位板20均设置于上框架16的顶部，所述前定位气缸17固设于矩形槽A21的前侧，后定位气缸18固设于矩形槽A21的后侧，前定位气缸17和后定位气缸18的活塞杆上均设置有定位板19，定位板19平行于矩形槽A21的短边设置，限位板20设置于矩形槽A21的左侧且平行于矩形槽A21的长边设置；所述粘合装置包括下框架22和喷胶管23，下框架22固设于上框架16的底部，下框架22内设置有连通矩形槽A21的矩形槽B，矩形槽A21的面积与矩形槽B的面积相等，下框架22的四个角处均设置有喷胶管23，喷胶管23的一端伸入于矩形槽B内，喷胶管23的外端部与喷胶枪的出胶口经管道连接；所述垂向气缸B15位于通槽B的正下方，垂向气缸B15的活塞杆上设置有吸盘B25；
该开箱系统还包括抽真空装置，所述抽真空装置的抽气口经软管与吸盘A12和吸盘B25的抽气口连接。
所述机架3和底座4之间固设有支撑架26，所述的支撑架26用于将机架3支撑起。
所述直线驱动机构包括设置于底座4顶表面的水平气缸27、导轨28以及滑动安装于导轨28上的滑块29，水平气缸27垂直于转轴设置，导轨28平行于水平气缸27设置且位于水平气缸27的左侧，所述垂向气缸A11固定安装于滑块29的顶表面上。
该开箱系统还包括控制器，所述的控制器与伺服电机7、水平气缸27、垂向气缸A11、垂向气缸B15、抽真空装置、前定位气缸17和后定位气缸18连接，工人可通过控制器控制抽真空装置和伺服电机7的启动或关闭，同时还能控制水平气缸27、垂向气缸A11、垂向气缸B15、前定位气缸17和后定位气缸18活塞杆的伸出或缩回，方便了工人的操作，具有自动化程度高的特点。
所述机架3的前后侧均设置有轴承座，轴承座内旋转安装有压轮30，压轮30与从动皮带轮9相切，压轮30与从动皮带轮9的配合能够起到导向的作用，避免单张纸箱从皮带上掉落下来，从而保证纸箱输送的连续进行。
本发明的工作步骤为：
S1、纸箱的安装：工人将堆叠成垛、处于展开状态的纸箱搭在两个横条14之间，即纸箱的后侧板搭在后侧支撑板13的横条14顶部，同时将纸箱的前侧板搭在前侧支撑板13的横条顶部，从而将堆叠的纸箱悬空于两个支撑板13之间，实现了纸箱的安装；
S2、纸箱的输送：启动伺服电机7，伺服电机7带动主动转轴6做逆时针转动，主动转轴6带动主动皮带轮8做逆时针转动，主动皮带轮8经皮带10带动从动皮带轮9转动，从动皮带轮9带动从动转轴5转动；经控制器控制水平气缸27活塞杆运动，活塞杆带动滑块29上的垂向气缸A11运动，当吸盘A12运动到最底层纸箱的下方时关闭水平气缸27，经控制器控制垂向气缸A11活塞杆伸出，吸盘A12向上运动，当吸盘A12与最底层纸箱接触后，打开抽真空装置，吸盘A12将最底层纸箱吸住，吸住后控制垂向气缸A11活塞杆缩回，吸盘A12只带动最底层纸箱向下运动，当纸箱的前后侧板分别搭在两根皮带10后，关闭抽真空装置，纸箱被两根皮带10向左输送，单张纸箱落入上框架16的顶部上，从而实现了纸箱的输送，因此纸箱输送机构实现了从堆叠展开纸箱的底部抓取纸箱，无需人工从顶部拿取纸箱，减轻了工人的劳动强度，降低了人工成本费，且实现了单纸箱的输送，提高了开箱效率；
S3、纸箱的定位：步骤S2中纸箱在皮带10的惯性作用下运动到上框架16顶表面，且纸箱的左侧板抵靠于限位板20上，然后控制前定位气缸17和后定位气缸18活塞杆同时伸出，前定位气缸17上的定位板19抵靠于纸箱的前侧板上，而后定位气缸18上的定位板19抵靠于纸箱的后侧板上，此时纸箱底板的外边缘与矩形槽A21的边缘重合，从而实现了纸箱的定位操作；
S4、箱体的成型：经控制器控制垂向气缸B15活塞杆伸出，活塞杆带动吸盘B25向上运动，吸盘B25穿过矩形槽B进入矩形槽A21内，当吸盘B25与步骤S3中定位后纸箱的底表面接触后，启动抽真空装置，抽真空装置对吸盘B25抽真空，吸盘B25将纸箱底板吸住；随后控制垂向气缸B15活塞杆缩回，在缩回过程中，纸箱的左侧板与矩形槽A21的左侧壁配合，纸箱右侧板与矩形槽A21的右侧壁配合，纸箱的后侧板与矩形槽A21的后侧壁配合，纸箱的前侧板与矩形槽A21的前侧壁配合，从而将单张处于展开状的纸箱成型为箱体结构；
S5、纸箱开箱：继续控制垂向气缸B15活塞杆缩回，步骤S4中的箱体进入矩形槽B中，在进入后，打开喷胶枪，喷胶枪将固体热熔胶熔化成液体热熔胶，并将熔化后的热熔胶输送到喷胶管23中，而流出的液体热熔胶刚好缝合住纸箱相邻两侧板的缝隙，当箱体向下穿过矩形槽B后，即可一次性完成箱体四个缝隙的缝合，最终实现了纸箱开箱，因此该粘合过程相比人工一个个缝隙粘合，极大的提高了粘合效率，减轻了工人的劳动强度。此外无需多个工人在车间内手工开箱，节省了车间空间，保证了车间通畅。另外粘合是连续的，提高了开箱质量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种纸箱开箱系统，其特征在于：它包括展开状纸箱输送机构(1)和用于将展开状纸箱变换成箱体的箱体成型机构(2)，所述纸箱输送机构(1)包括机架(3)、底座(4)、直线驱动机构，所述机架(3)固设于底座(4)上方，机架(3)内且位于机架(3)的左右端部分别旋转安装有从动转轴(5)和主动转轴(6)，机架(3)的侧面固定安装有伺服电机(7)，伺服电机(7)的输出轴与主动转轴(6)的一端经联轴器连接，主动转轴(6)上安装有两个主动皮带轮(8)，从动转轴(5)上安装有两个分别与主动皮带轮(8)相对应的从动皮带轮(9)，相对立的主动皮带轮(8)和从动皮带轮(9)之间安装有皮带(10)，所述直线驱动机构垂直于转轴设置且固设于底座(4)顶部，直线驱动机构的输出端上设置有垂向气缸A(11)，垂向气缸A(11)活塞杆的作用端设置有吸盘A(12)，吸盘A(12)位于从动转轴(5)和主动转轴(6)之间；所述机架(3)的前后侧均设置有支撑板(13)，两个支撑板(13)的相对立面均设置有垂直于转轴的横条(14)；
所述箱体成型机构(2)包括从上往下顺次设置的定位装置、粘合装置和垂向气缸B(15)，定位装置包括上框架(16)、前定位气缸(17)、后定位气缸(18)、定位板(19)和限位板(20)，所述上框架(16)设置于机架(3)的左侧，且上框架(16)位于皮带(10)的下方，上框架(16)内设置有连通其上下表面的矩形槽A(21)，前定位气缸(17)、后定位气缸(18)和限位板(20)均设置于上框架(16)的顶部，所述前定位气缸(17)固设于矩形槽A(21)的前侧，后定位气缸(18)固设于矩形槽A(21)的后侧，前定位气缸(17)和后定位气缸(18)的活塞杆上均设置有定位板(19)，定位板(19)平行于矩形槽A(21)的短边设置，限位板(20)设置于矩形槽A(21)的左侧且平行于矩形槽A(21)的长边设置；所述粘合装置包括下框架(22)和喷胶管(23)，下框架(22)固设于上框架(16)的底部，下框架(22)内设置有连通矩形槽A(21)的矩形槽B，下框架(22)的四个角处均设置有喷胶管(23)，喷胶管(23)的一端伸入于矩形槽B内，喷胶管(23)的外端部与喷胶枪的出胶口经管道连接；所述垂向气缸B(15)位于通槽B的正下方，垂向气缸B(15)的活塞杆上设置有吸盘B(25)；
该开箱系统还包括抽真空装置，所述抽真空装置的抽气口经软管与吸盘A(12)和吸盘B(25)的抽气口连接。
2.根据权利要求1所述的一种纸箱开箱系统，其特征在于：所述机架(3)和底座(4)之间固设有支撑架(26)。
3.根据权利要求1所述的一种纸箱开箱系统，其特征在于：所述从动转轴(5)平行于主动转轴(6)设置。
4.根据权利要求1所述的一种纸箱开箱系统，其特征在于：所述直线驱动机构包括设置于底座(4)顶表面的水平气缸(27)、导轨(28)以及滑动安装于导轨(28)上的滑块(29)，水平气缸(27)垂直于转轴设置，导轨(28)平行于水平气缸(27)设置且位于水平气缸(27)的左侧。
5.根据权利要求1所述的一种纸箱开箱系统，其特征在于：所述垂向气缸A(11)固定安装于滑块(29)的顶表面上。
6.根据权利要求1所述的一种纸箱开箱系统，其特征在于：所述矩形槽A(21)的面积与矩形槽B的面积相等。
7.根据权利要求1所述的一种纸箱开箱系统，其特征在于：该开箱系统还包括控制器，所述的控制器与伺服电机(7)、水平气缸(27)、垂向气缸A(11)、垂向气缸B(15)、抽真空装置、前定位气缸(17)和后定位气缸(18)连接。
8.根据权利要求1所述的一种纸箱开箱系统，其特征在于：所述机架(3)的前后侧均设置有轴承座，轴承座内旋转安装有压轮(30)，压轮(30)与从动皮带轮(9)相切。
9.根据权利要求1所述的一种纸箱开箱系统，其特征在于：所述限位板(20)位于两个定位板(19)之间。
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