CN109808942B - 一种牙线棒全自动装盒设备 - Google Patents

Abstract

本发明为一种牙线棒全自动装盒设备，其包括料架上料输送装置、实现牙线棒数量检测和自动补给的检测补料机构、将料架从所述料架上料输送装置上抓取到所述检测补料机构上的第一料架移载机构、与所述检测补料机构对接的满料暂存输送装置、将所述满料暂存输送装置中的料架抓起至装盒工位的第二料架移载机构、以及抓取定额数量的牙线棒进行装盒的装盒机构。本发明能够实现牙线棒的自动数量检测以及自动装盒，大大提高了生产效率。

Description

一种牙线棒全自动装盒设备

【技术领域】

本发明属于自动化技术领域，特别是涉及一种牙线棒全自动装盒设备。

【背景技术】

牙线棒又称牙线签，是一种在日常口腔护理中配合牙刷一起使用的产品。在牙线棒以前，人们则是使用牙线来取得同样的效果，和牙线相比，牙线棒具有更方便、高效、安全、卫生等优点。在牙线棒产品的销售中，会将数个牙线棒放置到一个盒体中，以整盒形式出售。现有技术中，多个牙线棒在注塑机中同时成型后，由机械手将其抓取到一个承载料架上，然后由人工将其按照规定的数量放置到盒体中完成装盒动作。该方法存在以下缺陷：1)人工装盒效率低；2)人工成本高、劳动强度大，容易引起疲劳；3)人工实现装盒数量的计数，出错率高。

因此，有必要提供一种新的牙线棒全自动装盒设备来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种牙线棒全自动装盒设备，能够实现牙线棒的自动数量检测以及自动装盒，大大提高了生产效率。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种牙线棒全自动装盒设备，其包括料架上料输送装置、实现牙线棒数量检测和自动补给的检测补料机构、将料架从所述料架上料输送装置上抓取到所述检测补料机构上的第一料架移载机构、与所述检测补料机构对接的满料暂存输送装置、将所述满料暂存输送装置中的料架抓起至装盒工位的第二料架移载机构、以及抓取定额数量的牙线棒进行装盒的装盒机构。

进一步的，所述检测补料机构包括第二支撑板、设置在所述第二支撑板上的牙线补给料架和固定待检测料架的第一料架固定机构、将牙线棒从所述牙线补给料架上抓取到有数量缺失的料架上的牙线补给机构、固定所述牙线补给料架的第二料架固定机构、以及对所述料架上的牙线棒数量进行检测的CCD检测单元。

进一步的，所述第一料架固定机构和所述第二料架固定机构均包括设置在所述第二支撑板上的且用于承载所述料架的支撑条、固定在所述第二支撑板上的第一气缸、受所述第一气缸驱动将所述料架固定在所述支撑条上的第二压紧块。

进一步的，所述支撑条上设置有滑槽，所述料架的主体支撑板放置在所述滑槽中，所述满料暂存输送装置上设置有与所述滑槽对接的料架承接滑槽。

进一步的，还包括将满料的料架从所述检测补料机构移动至所述满料暂存输送装置中的满料推出机构，所述第二支撑板上设置有与所述支撑条对应的条形开口槽；所述满料推出机构包括第一驱动件、受所述第一驱动件驱动平行于所述条形开口槽运动的第三气缸、受所述第三气缸驱动来回插入所述条形开口槽内且将所述料架推入至所述满料暂存输送装置中的拨动块。

进一步的，所述牙线补给机构包括实现X、Y、Z三个维度驱动的三模组移载装置、受所述三模组移载装置驱动的第一连接板、固定在所述第一连接板上的第二气缸、受所述第二气缸驱动夹持牙线棒的第一夹爪。

进一步的，所述第一料架移载机构包括第二驱动件、受所述第二驱动件驱动进行前后运动的第三驱动件、受所述第三驱动件驱动进行上下运动的第二连接板、固定在所述第二连接板上的第四气缸、受所述第四气缸驱动夹持料架的第二夹爪。

进一步的，所述满料暂存输送装置上和所述料架上料输送装置均设置有阻挡料架继续移动的阻挡机构和保障料架平整的压平结构。

进一步的，所述第二料架移载机构包括第四驱动件、受所述第四驱动件驱动进行左右运动的第五驱动件、受所述第五驱动件驱动进行上下运动的第三连接板、设置在所述第三连接板上的第四连接板、固定在所述第四连接板上的第五气缸、受所述第五气缸驱动夹持料架的第三夹爪。

进一步的，所述装盒机构包括盒体输送装置、将所述第三夹爪夹持的料架上的牙线棒抓取到所述盒体输送装置上的盒体中的装盒夹持单元、对所述盒体输送装置上的盒体进行抖动的抖盒单元、以及将盒盖压合的压盖单元。

与现有技术相比，本发明牙线棒全自动装盒设备的有益效果在于：能够实现牙线棒的自动数量检测以及自动装盒，大大提高了生产效率，使得效率达到每分钟能够出约20盒的牙线棒。

【附图说明】

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例中料架上料输送装置的局部结构示意图；

图4为本发明实施例中第一料架移载机构的结构示意图；

图5为本发明实施例中检测补料机构的结构示意图；

图6为本发明实施例中料架固定机构、第二支撑板以及满料推出机构的结构示意图；

图7为本发明实施例中满料暂存输送装置的结构示意图；

图8为本发明实施例中第二料架移载机构的结构示意图；

图9为本发明实施例中装盒机构的结构示意图；

图10为本发明实施例中装盒夹持单元的结构示意图；

图11为本发明实施例中抖盒单元的结构示意图；

图12为本发明实施例中压盖单元的结构示意图；

图中数字表示：

100牙线棒全自动装盒设备；

1料架上料输送装置，11阻挡气缸，12第一压紧块，14压平气缸，15 压平挡板；

2检测补料机构，21第二支撑板，211条形开口槽，22牙线补给料架， 23第一料架固定机构，231支撑条，232第一气缸，233第二压紧块，24牙线补给机构，241三模组移载装置，242第一连接板，243第二气缸，244第一夹爪，25第二料架固定机构，26 CCD检测单元；

3料架，31第一支撑板，32吊杆；

4第一料架移载机构，41第二驱动件，42第三驱动件，43第二连接板，44第四气缸，45第二夹爪，451固定夹板，452活动夹板；

5满料暂存输送装置，51料架承接滑槽，52第二阻挡机构，53第二压平结构；

6满料推出机构，61第一驱动件，62第三气缸，63拨动块；

7第二料架移载机构，71第四驱动件，72第五驱动件，73第三连接板，74第四连接板，75第五气缸，76第三夹爪，77第六气缸；

8装盒机构，81盒体输送装置，82装盒夹持单元，821第六驱动件， 822第五连接板，823第七驱动件，824第六连接板，825旋转气缸，826第七连接板，827第七气缸，828第四夹爪，829推块，83抖盒单元，831第八气缸，832第八连接板，833第九气缸，834第五夹爪，84压盖单元，841第十气缸，842压块，843第十一气缸，844第九连接板，845第十二气缸， 846第六夹爪，85第一挡盖杆，86第二挡盖杆，87牙线包装盒收料箱，88 机械人夹持机构；

9空料架回收流道。

【具体实施方式】

请参照图1-图12，本发明为牙线棒全自动装盒设备100，其包括料架上料输送装置1、实现牙线棒数量检测和自动补给的检测补料机构2、将料架 3从料架上料输送装置1上抓取到检测补料机构2上的第一料架移载机构4、与检测补料机构2对接的满料暂存输送装置5、将满料的料架3从检测补料机构2推入到满料暂存输送装置5中的满料推出机构6、将满料暂存输送装置5中的料架3抓起至装盒工位的第二料架移载机构7、以及抓取定额数量的牙线棒进行装盒的装盒机构8。

料架上料输送装置1上设置有第一阻挡机构，所述第一阻挡机构包括阻挡气缸11、以及受所述阻挡气缸11驱动压住倒数第二个料架3的防止其移动的第一压紧块12。

料架3包括第一支撑板31、垂直设置在第一支撑板31上的若干吊杆 32。

在一实施例中，第一压紧块12受到阻挡气缸11驱动进行前后运动侧向将第一支撑板31压紧在料架上料输送装置1的内侧壁上，从而阻止了料架3 的运动。在另一实施例中，第一压紧块12受到阻挡气缸11驱动进行上下运动，将第一支撑板31向下压紧，阻止料架3的运动。

料架上料输送装置1的末端设置有防止料架3脱离的阻挡块(图中未标识)。料架上料输送装置1上还设置有保障料架3平整的第一压平机构，所述第一压平机构包括压平气缸14、受所述压平气缸14驱动进行水平直线运动的压平挡板15，压平挡板15与料架上料输送装置1的支撑平台形成了限定第一支撑板31上下的整平卡槽。当需要将料架3取走时，压平挡板15退回。

检测补料机构2包括第二支撑板21、设置在第二支撑板21上的牙线补给料架22和固定待检测料架的第一料架固定机构23、将牙线棒从牙线补给料架22上抓取到有数量缺失的料架上的牙线补给机构24、固定牙线补给料架22的第二料架固定机构25、以及对料架3上的牙线棒数量进行检测的CCD检测单元26。

牙线补给料架22与料架3结构相同。第一料架固定机构23和第二料架固定机构25均设置在第二支撑板21上且两者结构相同。优选的，牙线补给料架22位于待检测料架的下方。第一料架固定机构23和第二料架固定机构 25均包括设置在第二支撑板21上的且用于承载第一支撑板31的支撑条 231、固定在第二支撑板21上的第一气缸232、受第一气缸232驱动将第一支撑板31固定住的第二压紧块233。第一气缸232驱动第二压紧块233上下运动。第二支撑板21上设置有与支撑条231对应的两个条形开口槽211。第二压紧块233穿过第二支撑板21通过上下运动将料架3固定在支撑条231 上。支撑条231上设置有滑槽，料架3的第一支撑板31放置在所述滑槽中。

当牙线补给料架22上的牙线棒全部补给完后，第二料架固定机构25中的第一气缸232带着第二压紧块233上升，解除对牙线补给料架22的压力，然后操作人员可以将空的牙线补给料架22推出，再将装满牙线棒的牙线补给料架22滑入第一支撑板31中，再通过第一气缸232驱动第二压紧块233下降压紧牙线补给料架22，从而可实现牙线补给料架22的快速更换。

牙线补给机构24包括实现X、Y、Z三个维度驱动的三模组移载装置 241、受所述三模组移载装置241驱动的第一连接板242、固定在第一连接板242上的第二气缸243、受第二气缸243驱动进行张开与夹紧动作的第一夹爪244。

满料推出机构6包括第一驱动件61、受第一驱动件61驱动平行于条形开口槽211运动的第三气缸62、受第三气缸62驱动来回插入条形开口槽211 内的拨动块63。通过第一驱动件61驱动拨动块63的左右运动，将经过数量检测补给后的料架3从第一支撑板31中推入到满料暂存输送装置5中进行暂存，等待装盒。

第一料架移载机构4包括第二驱动件41、受第二驱动件41驱动进行前后运动的第三驱动件42、受第三驱动件42驱动进行上下运动的第二连接板 43、固定在第二连接板43上的第四气缸44、受第四气缸44驱动夹持料架3 的第二夹爪45。第二夹爪45包括与料架3中的第一支撑板31侧边相贴合的固定夹板451与活动夹板452，固定夹板451上设置有避让料架3中吊杆32的避让开口(图中未标识)。通过活动夹板452与固定夹板451对第一支撑板 31的夹持，以及大面积的平面贴合，使得仅通过在料架3一侧边施加夹持力便可实现料架3整体的平稳与平衡夹持。

满料暂存输送装置5上设置有与第二支撑板21中支撑条231上的滑槽对接的料架承接滑槽51。满料暂存输送装置5上设置有第二阻挡机构52和第二压平结构53，所述第二阻挡机构52与第一阻挡机构结构相同，第二压平机构53与所述第一压平机构结构相同。

第二料架移载机构7包括第四驱动件71、受第四驱动件71驱动进行左右运动的第五驱动件72、受第五驱动件72驱动进行上下运动的第三连接板 73、设置在第三连接板73上的第四连接板74、固定在第四连接板74上的第五气缸75、受第五气缸75驱动夹持料架3的第三夹爪76。第三夹爪76与第二夹爪45结构相同。

本实施例还设置有空料架回收流道9，为了让空的料架3能够顺利的放入空料架回收流道9中，本实施例中的第二料架移载机构7还包括铰接设置在第三连接板73上的第六气缸77，第六气缸77的活动端与第四连接板74铰接，且第四连接板74的一端通过销轴与第三连接板73铰接，使得第六气缸 77能够驱动第四连接板74实现角度调节，从而实现第三夹爪76夹持料架3 进行角度调节功能。

装盒机构8包括设置在第二料架移载机构7下方的盒体输送装置81、将第三夹爪76夹持的料架3上的牙线棒抓取到盒体输送装置81上的盒体中的装盒夹持单元82、对盒体输送装置81上的盒体进行抖动的抖盒单元83、以及将盒盖压合的压盖单元84。

本实施例中，盒体输送装置81设置有两个，同时实现两个盒体牙线棒的装盒动作。盒体输送装置81的上方位于抖盒单元83的两边设置有呈八字分布的第一挡盖杆85与第二挡盖杆86，第一挡盖杆85将盒体上的盖子逐渐的完全打开，抖盒单元83所对应的盒体所在位置为装盒工位，在该装盒工位处，第一挡盖杆85与第二挡盖杆86的端部均伸入到同一个盒体上方并挡住该盒体的盖子使盒体呈完全打开的状态。

装盒夹持单元82包括第六驱动件821、受第六驱动件821驱动进行前后运动的第五连接板822、固定在第五连接板822上的第七驱动件823、受第七驱动件823驱动绕第一转轴进行旋转的第六连接板824、固定在第六连接板824上的旋转气缸825、受旋转气缸825驱动绕第二转轴进行旋转的第七连接板826、固定在第七连接板826上的第七气缸827、以及受第七气缸827 驱动夹持牙线棒的第四夹爪828。第四夹爪828包括固定夹持杆与活动夹持杆，通过设定长度的夹持杆能够实现一次性夹持过个牙线棒。第七连接板826上还设置有将牙线棒往里推紧的推块829，通过设置推块829能够有效的消除牙线棒之间的间隙，保障第四夹爪828夹持牙线棒数量的准确性和稳定性，从而保障了每个包装盒中牙线棒的数量的准确性。所述第一转轴与所述第二转轴垂直。

抖盒单元83包括第八气缸831、受第八气缸831驱动进行左右晃动的第八连接板832、固定在第八连接板832上的第九气缸833、受第九气缸833驱动夹持盒体的第五夹爪834。

压盖单元84包括位于盒体输送装置81的上方的第十气缸841、受第十气缸841驱动进行上下运动的压块842、设置在盒体输送装置81一旁的第十一气缸843、受第十一气缸843驱动进行左右移动的第九连接板844、固定在第九连接板844上的第十二气缸845、受第十二气缸845驱动夹持固定住盒体845的第六夹爪846。

盒体输送装置81末端设置有牙线包装盒收料箱87以及将装满牙线棒的盒子从盒体输送装置81上抓取到牙线包装盒收料箱87中的机械人夹持机构 88。

装盒机构8的工作原理为：初始状态下，第二料架移载机构7夹取数量准确的料架3至装盒位置；

1)第六驱动件821驱动第四夹爪828伸入料架3内夹持设定数量的牙线棒(例如25pcs)并退出；

2)第七驱动件823驱动第四夹爪828旋转90°呈竖直状态，然后第四夹爪828松开，此时抓取的牙线棒在重力作用下自动落入盒体中；

3)第七驱动件823再驱动第四夹爪828反向旋转90°呈水平状态，第四夹爪828再伸入料架3中夹持同等数量的牙线棒(例如25pcs)并退出；

4)第七驱动件823驱动第四夹爪828旋转90°呈竖直状态，然后旋转气缸825驱动第四夹爪828旋转180°并松开，使得牙线棒整体换一头放入盒体中；

5)盒体内装好牙线棒后，抖盒单元83中的第五夹爪834夹紧盒体，然后第八气缸831驱动盒体左右晃动，使得盒体内的牙线棒分布均匀且密实；

6)之后盒体在盒体输送装置81上运输至压盖单元84下方，第六夹爪 846夹紧固定住盒体，第十气缸841驱动压块842下降，将盖子盖好；

7)盖好盖子的盒体运输至盒体输送装置81末端，再由机械人夹持机构88取走放入牙线包装盒收料箱87中完成牙线棒的自动装盒装箱操作。

本发明为牙线棒全自动装盒设备100的工作原理为：

1)牙线棒注塑成型后按照规定的数量放在料架3上，然后将料架3放在料架上料输送装置1上，在料架上料输送装置1末端进行整平定位；

2)第一料架移载机构4将料架上料输送装置1末端的一个料架3抓取放置到第二支撑板21上的支撑条231上，并通过第一料架固定机构23固定住；

3)CCD检测单元26对料架3上的牙线棒数量进行拍照，经过计算机程序进行判断检测数量是否有缺失，若有缺失的，则由牙线补给机构24中的第一夹爪244从检测料架的下方备料处的牙线补给料架22上抓取牙线棒补给到缺失的吊杆32上，将其补满；

4)牙线补满后，由满料推出机构6将满料的料架3移载至满料暂存输送装置5上暂存；

5)第二料架移载机构7抓取满料暂存输送装置5末端的料架3至装盒位置；

6)装盒夹持单元82从料架3上的第一排吊杆32上夹取25pcs牙线棒，放入盒体中，然后再夹25pcs旋转180°放入盒体中，使得盒体中的牙线棒上部保持平整，不会出现一端高一端低的现象；

7)牙线棒放入盒体内后，由抖盒单元83对盒体进行晃动后使牙线棒均匀密布在盒体内；

8)装满牙线棒的盒体在盒体输送装置81移动至压盖单元84下方，然后由压块842向下运动将盒体的盖子与盒体压合合盖；

9)每个料架3上的牙线棒取完后，由第二料架移载机构7将空的料架3 放入到空料架回收流道9中进行回收；

10)最后由机械人夹持机构88将装满牙线棒的盒子从盒体输送装置81 上抓取到牙线包装盒收料箱87中完成装箱。

本实施例牙线棒全自动装盒设备100的有益效果在于：能够实现牙线棒的自动数量检测以及自动装盒，大大提高了生产效率，使得效率达到每分钟能够出约20盒的牙线棒。具体的，

1)通过设计检测补料机构实现了牙线棒的计数检测与自动补给，保障了我们销售给消费者的每一盒牙线的数量都是准确的，没有缺失的，提高了客户的体验感和满意度；

2)在检测补料机构中，设置了备料区和检测区，将待检测的料架设置在备料区的上方，备料区设置有牙线补给料架和固定牙线补给料架的固定机构，方便操作人员实现快速的更换牙线补给料架；

3)在检测补料机构中的检测区设置有固定料架的固定机构，并形成有与满料暂存输送装置对接的料架滑槽，再结合满料推出机构实现了检测后的料架的自动移载进入输送缓冲区域，省去了夹持结构的设置；

4)通过设置装盒机构，实现了牙线的自动装盒；

5)在装盒机构中，通过设置带有多角度旋转的夹持机构，首先将规定数量的牙线棒按照同样的方向放入盒体中，然后再将同样数量的牙线棒调换180°换另一头放入盒体中，保证盒体中的牙线棒不会出现一头鼓很高得现象；

6)在装牙线棒后，结合抖动单元，通过晃动盒体模拟人工手动动作，使得牙线棒堆叠在盒体内能够更加均匀，也方便了后续的盒体的盖合操作，避免牙线棒堆积高度超过盒体深度，导致压盖时损坏盒体或牙线棒；

7)在盒体的输送线上设置打开盖子的导向挡杆，保障了牙线能够更加顺利的装入盒体中；

8)在盒体输送线上设置盒体盖子的自动压盖单元，实现了盒体的自动盖盖子功能，提高了自动化程度，减少了人工操作，降低了劳动强度。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种牙线棒全自动装盒设备，其特征在于：其包括料架上料输送装置、实现牙线棒数量检测和自动补给的检测补料机构、将料架从所述料架上料输送装置上抓取到所述检测补料机构上的第一料架移载机构、与所述检测补料机构对接的满料暂存输送装置、将所述满料暂存输送装置中的料架抓起至装盒工位的第二料架移载机构、抓取定额数量的牙线棒进行装盒的装盒机构以及将满料的料架从所述检测补料机构移动至所述满料暂存输送装置中的满料推出机构；

所述检测补料机构包括第二支撑板、设置在所述第二支撑板上的牙线补给料架和固定待检测料架的第一料架固定机构、将牙线棒从所述牙线补给料架上抓取到有数量缺失的料架上的牙线补给机构、固定所述牙线补给料架的第二料架固定机构、以及对所述料架上的牙线棒数量进行检测的CCD检测单元；

所述第一料架固定机构和所述第二料架固定机构均包括设置在所述第二支撑板上的且用于承载所述料架的支撑条、固定在所述第二支撑板上的第一气缸、受所述第一气缸驱动将所述料架固定在所述支撑条上的第二压紧块；

所述第二支撑板上设置有与所述支撑条对应的条形开口槽；所述满料推出机构包括第一驱动件、受所述第一驱动件驱动平行于所述条形开口槽运动的第三气缸、受所述第三气缸驱动来回插入所述条形开口槽内且将所述料架推入至所述满料暂存输送装置中的拨动块；

所述第一料架移载机构包括第二驱动件、受所述第二驱动件驱动进行前后运动的第三驱动件、受所述第三驱动件驱动进行上下运动的第二连接板、固定在所述第二连接板上的第四气缸、受所述第四气缸驱动夹持料架的第二夹爪；

所述第二料架移载机构包括第四驱动件、受所述第四驱动件驱动进行左右运动的第五驱动件、受所述第五驱动件驱动进行上下运动的第三连接板、设置在所述第三连接板上的第四连接板、固定在所述第四连接板上的第五气缸、受所述第五气缸驱动夹持料架的第三夹爪。

2.如权利要求1所述的牙线棒全自动装盒设备，其特征在于：所述支撑条上设置有滑槽，所述料架的主体支撑板放置在所述滑槽中，所述满料暂存输送装置上设置有与所述滑槽对接的料架承接滑槽。

3.如权利要求1所述的牙线棒全自动装盒设备，其特征在于：所述牙线补给机构包括实现X、Y、Z三个维度驱动的三模组移载装置、受所述三模组移载装置驱动的第一连接板、固定在所述第一连接板上的第二气缸、受所述第二气缸驱动夹持牙线棒的第一夹爪。

4.如权利要求1所述的牙线棒全自动装盒设备，其特征在于：所述满料暂存输送装置上和所述料架上料输送装置均设置有阻挡料架继续移动的阻挡机构和保障料架平整的压平结构。

5.如权利要求1所述的牙线棒全自动装盒设备，其特征在于：所述装盒机构包括盒体输送装置、将所述第三夹爪夹持的料架上的牙线棒抓取到所述盒体输送装置上的盒体中的装盒夹持单元、对所述盒体输送装置上的盒体进行抖动的抖盒单元、以及将盒盖压合的压盖单元。