CN110481916A - 一种应用于成套产品的自动包装系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于成套产品包装技术领域，公开了一种应用于成套产品的自动包装系统，包括总包线、总控器、以及设置于总包线一侧的若干个单品分检线和单包线，其中若干个单品分检线与单包线之间一一对应，且每个单品分检线与单包线均组合形成一个系统站点；所述单品分检线包括单品进料装置、检测架、合格品出料装置、分送机构和残次品出料装置，本发明基于自动化控制原理设立单品分检线、单包线以及总包线，以此统一实现成套产品内各个单品的检验、包装、以及各个单品之间的混合包装，使得成套产品具有全自动化流水包装的效果，大大提高了成套产品的包装效率，并有效降低人工参与率、包装错误率和人工成本。

Description

一种应用于成套产品的自动包装系统
技术领域
本发明属于成套产品包装技术领域，具体涉及一种应用于成套产品的自动包装系统。
背景技术
成套产品是指由两件以上(含两件)属于同一大类、又各自独立的产品组成，例如成套的茶具、餐具、日常洗护用品等；对于上述提出的成套产品的包装大多以礼品盒、包装盒的形式进行包装，而实际的包装操作大多依赖于人工流水线完成，正因为人工参与程度角度，导致整体包装成本、以及包装过程的人为因素影响也较大；
例如，成套产品在包装前需要确定该套产品中各个单品的含有数量、以及各个单品的相应质量；针对该问题：若专门增加对应的检测员，则会引起人工数量的增大，从而导致包装成本进一步升高；若由包装人员进行检测，则导致相应的包装人员在进行包装时还需要同时进行数量检测、质量检测的操作，工作量增多，使得包装人员更容易产生疲劳，因而在大批量的包装生产中疲劳出错的概率被大大升高；
为此，设计一种能应用于成套产品包装的自动化系统十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于成套产品的自动包装系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于成套产品的自动包装系统，包括总包线、总控器、以及设置于总包线一侧的若干个单品分检线和单包线，其中若干个单品分检线与单包线之间一一对应，且每个单品分检线与单包线均组合形成一个系统站点；所述单品分检线包括单品进料装置、检测架、合格品出料装置、分送机构和残次品出料装置，其中检测架上安装有检测设备，用于检测单品进料装置导入的单品是否正确、对以及是否存在缺陷；所述单包线包括单包托盘、单包托盘进料装置和单包机器人，其中单包机器人与单包托盘进料装置和合格品出料装置配合使用；所述总包线包括包装盒、包装盒进料装置和总包机器人，其中总包机器人与单包托盘进料装置和包装盒进料装置配合使用，且总包机器人和单包机器人均采用夹料机械手、驱动液压缸、转动电机组合形成的结构形式；所述总控器采用PLC可编程控制器，统一控制单品分检线、单包线和总包线。
优选的，所述分送机构包括第一基座和第二基座，且第一基座的顶端通过转轴转动连接有第一转板；所述第二基座的顶端安装有电动气缸和滑座，且滑座通过电动气缸的驱动与第二基座滑动连接，所述滑座的顶端通过转轴转动连接有第二转板，且第二转板和第一转板的转轴上均设有涡卷弹簧；所述第二转板的转轴上套设有齿轮，所述滑座的内部开设有安装槽，且安装槽的内部安装有电推杆和齿条，其中齿条由电推杆驱动，且齿条与齿轮啮合连接；
所述第二转板的初始位置为倾斜状态，且第二转板的一侧外壁上焊接有直角梯形的导向垫板，所述导向垫板的斜面与第一转板的一侧表面始终保持在同一平面上。
优选的，所述单包托盘进料装置包括支架、传送带机构和第一探测头，其中传送带机构包括斜向上料部分、单包导料部分和单包出料部分；所述第一探测头共设有两个，并分别与单包导料部分和单包出料部分相对应；
所述斜向上料部分上等距设有若干个挡条，且一个单包托盘刚好置入相邻两个挡条之间。
优选的，所述单包托盘的中间位置处开设有置物槽，且单包托盘的两侧外壁上均开设有边槽。
优选的，所述单包托盘的两侧外壁上均设有限位肋条，其中一侧为单根设置，另一侧为双根设置，且相邻的单根限位肋条与双根限位肋条刚好卡合连接；所述包装盒的两侧内壁上均开设有限位槽，且限位槽与限位肋条卡合连接。
优选的，所述总包线的另一侧设置有若干个第二探测头，且第二探测头与总包机器人配合使用。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明基于自动化控制原理设立单品分检线、单包线以及总包线，以此统一实现成套产品内各个单品的检验、包装、以及各个单品之间的混合包装，使得成套产品具有全自动化流水包装的效果，大大提高了成套产品的包装效率，并有效降低人工参与率、包装错误率和人工成本。
(2)本发明采用了单包托盘和包装盒组合使用的包装结构，其中单包托盘适用于各种单品的独立包装，并且单包托盘之间还能形成组合定位，使得各个单品能更稳定、能有序的存放于包装盒内。
(3)针对上述单品分检线设立了分送机构，使得检测后的合格单品和残次单品能分别流向不同的出料装置，以避免整体包装系统中出现残次品被包装售出的现象，有效保证了整体系统的被包装的产品质量。
(4)基于上述分送机构，采用了对称转板导向的结构形成，结构简单，且保证单品在分送时始终与转板形成接触，从而有效避免了漏分现象。
(5)针对上述单包线，采用了三段式结构的单包托盘进料装置，且三段结构之间独立驱动，使得单包托盘的上料、包装和下料之间互不干扰，从而充分满足了自动化单包流水操作中的具体需要，同时也最大化的保证了单包效率。
(6)针对上述总包线，在总包过程中配合视觉检测的方式确定包装盒的定位位置、以及相应单品的包装数量，从而进一步保证了该系统包装操作的准确性。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明中单个系统站点的立体图；
图3为本发明中分送机构的俯视图；
图4为图3中滑座的结构示意图；
图5为图4中的p处剖视图；
图6为本发明中分送机构的第一种使用示意图；
图7为本发明中分送机构的第二种使用示意图；
图8为本发明中单包托盘进料装置的立体图；
图9为图8中的A处放大图；
图10为本发明中单包托盘进料装置的使用示意图；
图11为本发明中单包托盘的立体图；
图12为本发明中单包托盘的组装示意图；
图13为本发明中包装盒的立体图；
图中：1-单品分检线、11-单品进料装置、12-检测架、13-合格品出料装置、14-分送机构、141-第一基座、1411-第一转板、142-第二基座、1421-电动气缸、1422-滑座、14221-安装槽、14222-电推杆、14223-齿条、1423-第二转板、14231-涡卷弹簧、14232-齿轮、1424-导向垫板、15-残次品出料装置、2-单包线、21-单包托盘、211-边槽、212-限位肋条、22-单包托盘进料装置、221-支架、222-传送带机构、2221-斜向上料部分、22211-挡条、2222-单包导料部分、2223-单包出料部分、223-第一探测头、23-单包机器人、3-总包线、31-包装盒、311-限位槽、32-包装盒进料装置、33-总包机器人、34-第二探测头、4-总控器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
请参阅图1-图2所示，本发明提供如了一种应用于成套产品的自动包装系统，包括总包线3、总控器4、以及设置于总包线3一侧的若干个单品分检线1和单包线2，其中若干个单品分检线1与单包线(2)之间一一对应，且每个单品分检线1与单包线2均组合形成一个系统站点；
单品分检线1包括单品进料装置11、检测架12、合格品出料装置13、分送机构14和残次品出料装置15，其中检测架12上安装有检测设备，用于检测单品进料装置11导入的单品是否正确、对以及是否存在缺陷；
单包线2包括单包托盘21、单包托盘进料装置22和单包机器人23，其中单包机器人23与单包托盘进料装置22和合格品出料装置13配合使用；
总包线3包括包装盒31、包装盒进料装置32和总包机器人33，其中总包机器人33与单包托盘进料装置22和包装盒进料装置32配合使用，且总包机器人33和单包机器人23均采用夹料机械手、驱动液压缸、转动电机组合形成的结构形式；
总控器4采用PLC可编程控制器，统一控制单品分检线1、单包线2和总包线3。
具体的，为便于描述图1中仅示出01和02两个系统站点，其中图2为01站点的具体结构图；整体系统应用于实际包装生产中时，首先在总控器4内录入各个站点对应的包装单品，以及该套产品中各个单品的相应数量，然后启动整体系统开始进行自动化包装：以图2所示的01站点为例：
(1)对应单品通过单品进料装置11导入，并穿过检测架12进行检测操作，从而确定导入单品是否与前期预设的站点单品相同、以及确定导入单品是否存在缺陷，然后通过分送机构14对该单品进行分送操作，其中非预设单品和有缺陷的单品均被分送至残次品出料装置15上直接导出，而合格的预设单品则被分送至合格品出料装置13上；
(2)在上述分检的同时，由单包托盘进料装置22导入单包托盘21，然后配合单包机器人23将合格品出料装置13上的单品转运至单包托盘21内，从而实现该合格单品的独立包装；
(3)在上述操作运行的同时，由包装盒进料装置32导入包装盒31，然后配合总包机器人33将装有合格单品的单包托盘21转送至包装盒31内，从而实现该单品的总包操作；
上述过程中，随着包装盒31与多个站点的逐步配合，会使得多个站点内的独立包装的合格单品依次置入包装盒31内，从而有效完成该套产品的整体包装；
在整体系统中，采用了自动化流水线操作的形式，对于一个站点仅需在单品进料装置11、残次品出料装置15和单包托盘进料装置22处分别配合一个操作员即可，大大节省了人工成本；并且对于实际的检测和包装过程均无人工参与，从而有效降低了包装流程中的人为影响因素，例如：人为检测失误、单品包装错误。
请参阅图3-图7所示，结合上述公开结构，优选的，分送机构14包括第一基座141和第二基座142，且第一基座141的顶端通过转轴转动连接有第一转板1411；
第二基座142的顶端安装有电动气缸1421和滑座1422，且滑座1422通过电动气缸1421的驱动与第二基座142滑动连接，滑座1422的顶端通过转轴转动连接有第二转板1423，且第二转板1423和第一转板1411的转轴上均设有涡卷弹簧14231；
第二转板1423的转轴上套设有齿轮14232，滑座1422的内部开设有安装槽14221，且安装槽14221的内部安装有电推杆14222和齿条14223，其中齿条14223由电推杆14222驱动，且齿条14223与齿轮14232啮合连接，具体的，齿条14223两侧均通过导条与安装槽14221内壁形成滑动连接，同时齿条14223上仅设有部分齿结构，以有效实现齿轮14232和转轴的自由转动和固定转动。
进一步的，第二转板1423的初始位置为倾斜状态，且第二转板1423的一侧外壁上焊接有直角梯形的导向垫板1424，导向垫板1424的斜面与第一转板1411的一侧表面始终保持在同一平面上。
具体的：(1)图3所示状态为分送机构14在未使用时的初始状态，此时导向垫板1424与第一转板1411组合形成的平面与单品进料装置11的运送方向垂直，在该状态下结合图6进行进一步解释：当检测架12检测到导进的单品为非预设单品或有缺陷的单品时，分送机构14保持初始状态不变，该单品由单品进料装置11继续导送，使得该单品与上述平面形成接触，并在单品进料装置11的带动下向导向垫板1424和第一转板1411产生挤压，以此驱使导向垫板1424、第二转板1423和第一转板1411产生转动，从而发生图6中i图至ii图的变化过程，此时该单品穿过分送机构14，并向残次品出料装置15所在的方向移动，从而达到上述过程中的分送效果，另外，第一转板1411和第二转板1423对应的转轴上均设有涡卷弹簧14231，因而能有效实现对应结构的复位操作；
(2)图4-图5为第二转板1423的具体安装结构，并且在改变第二转板1423位置的前提下能实现整体结构的分送变化，结合图7进行进一步解释：当检测架12检测到导进的单品为合格单品时，启动电推杆14222回缩，从而带动齿条14223移动，并使得齿条14223上的齿与齿轮14232形成啮合，以此限定齿轮14232和第二转板1423对应转轴的位置，直至电推杆14222回缩至最短位置处时，齿条14223已带动齿轮14232和转轴进行了一定角度的逆时针转动，使得第二转板1423形成与第一转板1411平行的状态；然后启动电动气缸1421，拉动滑座1422产生活动，使得第二转板1423向第一转板1411靠近，此时第二转板1423则会推动第一转板1411的活动端头产生转动，直至第一转板1411形成与导向垫板1424斜面相同的倾斜状态，具体如图7中i图所示；
此时，单品在单品进料装置11的带动下与上述斜面形成接触，同时由于上述结构的限定，整体斜面保持不同，因而使单品能沿斜面滑向至合格品出料装置13内，从而完成上述分送操作，具体如图图7中ii图所示，分送完成后各结构恢复至初始状态即可。
请参阅图8-图10所示，优选的，单包托盘进料装置22包括支架221、传送带机构222和第一探测头223，其中传送带机构222包括斜向上料部分2221、单包导料部分2222和单包出料部分2223；第一探测头223共设有两个，并分别与单包导料部分2222和单包出料部分2223相对应。
进一步的，斜向上料部分2221上等距设有若干个挡条22211，且一个单包托盘21刚好置入相邻两个挡条22211之间。
结合图10，斜向上料部分2221、单包导料部分2222和单包出料部分2223分别由独立的三个驱动马达进行驱动，其中设定斜向上料部分2221的运送速度为a；单包导料部分2222的运送速度为b；单包出料部分2223的运送速度为c；具体的：a＜b＜c；
在实际导送时，由斜向上料部分2221进行单包托盘21的上料，上料后传送至单包导料部分2222上，直至该单包托盘21移动至第一个第一探测头223所在位置处时，暂停单包导料部分2222，然后配合单包机器人23进行单品包装，使得合格品出料装置13上的单品卡入单包托盘21内，与此同时斜向上料部分则继续缓慢上料，当第一个第一探测头223检测到对应单包托盘21内有单品时，继续启动，使得该单包托盘21移动至单包出料部分2223上，当第二个第一探测头223检测到带有单品的单包托盘21后，暂停单包出料部分2223，然后配合总包机器人33进行总包转送，与此同时斜向上料部分2221、单包导料部分2222同样保持继续运行。
请参阅图11-图13所示，优选的，单包托盘21的中间位置处开设有置物槽，且单包托盘21的两侧外壁上均开设有边槽211。
具体的，单包托盘21内的置物槽依据实际包装单品进行开设，例如成套茶具中的单品、成套餐具中的单品，其对应的置物槽形状均有所不同；
在实际的总包转送中，总包机器人33会将单包托盘21和对应单品同步转动，为保证整体单包托盘21能无缝隙的放入包装盒31内，则在单包托盘21两侧开设边槽211：转送时，夹料机械手卡入边槽211内，避免夹料机械手外凸，从而便于实现单包托盘21的准确放置。
优选的，单包托盘21的两侧外壁上均设有限位肋条212，其中一侧为单根设置，另一侧为双根设置，且相邻的单根限位肋条212与双根限位肋条212刚好卡合连接；包装盒31的两侧内壁上均开设有限位槽311，且限位槽311与限位肋条212卡合连接。
具体的，结合图示，相邻单包托盘21之间通过限位肋条212形成卡合限定，从而保证了单包托盘21之间的稳定定位；而单包托盘21与包装盒31之间又通过限位槽311形成卡合限定，从而进一步保证了包装结构之间的稳定。
请参阅图1或图2所示，优选的，总包线3的另一侧设置有若干个第二探测头34，且第二探测头34与总包机器人33配合使用。
具体的：包装盒进料装置32在导入包装盒31时，由第二探测头34进行包装盒31的检测，当包装盒31移动至第二探测头34的一侧时，则暂停包装盒进料装置32，以便于总包机器人33进行总包转送操作；而总包机器人33在进行总包转送时，同样由第二探测头34检测对应单品的转送数量，以保证整套产品中各个单品包装量的准确性；
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种应用于成套产品的自动包装系统，其特征在于：包括总包线(3)、总控器(4)、以及设置于总包线(3)一侧的若干个单品分检线(1)和单包线(2)，其中若干个单品分检线(1)与单包线(2)之间一一对应，且每个单品分检线(1)与单包线(2)均组合形成一个系统站点；
所述单品分检线(1)包括单品进料装置(11)、检测架(12)、合格品出料装置(13)、分送机构(14)和残次品出料装置(15)，其中检测架(12)上安装有检测设备，用于检测单品进料装置(11)导入的单品是否正确、对以及是否存在缺陷；
所述单包线(2)包括单包托盘(21)、单包托盘进料装置(22)和单包机器人(23)，其中单包机器人(23)与单包托盘进料装置(22)和合格品出料装置(13)配合使用；
所述总包线(3)包括包装盒(31)、包装盒进料装置(32)和总包机器人(33)，其中总包机器人(33)与单包托盘进料装置(22)和包装盒进料装置(32)配合使用，且总包机器人(33)和单包机器人(23)均采用夹料机械手、驱动液压缸、转动电机组合形成的结构形式；
所述总控器(4)采用PLC可编程控制器，统一控制单品分检线(1)、单包线(2)和总包线(3)。
2.根据权利要求1所述的一种应用于成套产品的自动包装系统，其特征在于：所述分送机构(14)包括第一基座(141)和第二基座(142)，且第一基座(141)的顶端通过转轴转动连接有第一转板(1411)；
所述第二基座(142)的顶端安装有电动气缸(1421)和滑座(1422)，且滑座(1422)通过电动气缸(1421)的驱动与第二基座(142)滑动连接，所述滑座(1422)的顶端通过转轴转动连接有第二转板(1423)，且第二转板(1423)和第一转板(1411)的转轴上均设有涡卷弹簧(14231)；
所述第二转板(1423)的转轴上套设有齿轮(14232)，所述滑座(1422)的内部开设有安装槽(14221)，且安装槽(14221)的内部安装有电推杆(14222)和齿条(14223)，其中齿条(14223)由电推杆(14222)驱动，且齿条(14223)与齿轮(14232)啮合连接。
3.根据权利要求2所述的一种应用于成套产品的自动包装系统，其特征在于：所述第二转板(1423)的初始位置为倾斜状态，且第二转板(1423)的一侧外壁上焊接有直角梯形的导向垫板(1424)，所述导向垫板(1424)的斜面与第一转板(1411)的一侧表面始终保持在同一平面上。
4.根据权利要求1所述的一种应用于成套产品的自动包装系统，其特征在于：所述单包托盘进料装置(22)包括支架(221)、传送带机构(222)和第一探测头(223)，其中传送带机构(222)包括斜向上料部分(2221)、单包导料部分(2222)和单包出料部分(2223)；所述第一探测头(223)共设有两个，并分别与单包导料部分(2222)和单包出料部分(2223)相对应。
5.根据权利要求4所述的一种应用于成套产品的自动包装系统，其特征在于：所述斜向上料部分(2221)上等距设有若干个挡条(22211)，且一个单包托盘(21)刚好置入相邻两个挡条(22211)之间。
6.根据权利要求1所述的一种应用于成套产品的自动包装系统，其特征在于：所述单包托盘(21)的中间位置处开设有置物槽，且单包托盘(21)的两侧外壁上均开设有边槽(211)。
7.根据权利要求1所述的一种应用于成套产品的自动包装系统，其特征在于：所述单包托盘(21)的两侧外壁上均设有限位肋条(212)，其中一侧为单根设置，另一侧为双根设置，且相邻的单根限位肋条(212)与双根限位肋条(212)刚好卡合连接；
所述包装盒(31)的两侧内壁上均开设有限位槽(311)，且限位槽(311)与限位肋条(212)卡合连接。
8.根据权利要求1所述的一种应用于成套产品的自动包装系统，其特征在于：所述总包线(3)的另一侧设置有若干个第二探测头(34)，且第二探测头(34)与总包机器人(33)配合使用。
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