CN110626558B - 一种全自动智能开封装码垛一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动智能开封装码垛一体机，包括物品整理部分、自动开装封箱部分、纸箱贴标与检测部分、纸箱码垛处理部分及PLC控制系统，所述物品整理部分依次包括进行物料传送的进料输送机构、用于整理所需装箱物品的理料机构及平台；所述自动开装箱部分依次包括存储空箱的储箱机构、伺服开箱机构、撑箱机构、推箱机构和封箱机构，所述纸箱码垛处理部分依次包括托盘定位机构、码垛机器人。本发明的有益效果是：该全自动智能开封装码垛一体机通过多组机械结构共同组合，机电一体化高度集成，实现产品的自动整理、计数；自动开箱、装箱、封箱、贴标与检测、纸箱码垛，大大的减少操作人员数量、节约空间、提高生产效率。

Description

一种全自动智能开封装码垛一体机

技术领域

本发明涉及一种一体机，具体为一种全自动智能开封装码垛一体机，属于包装器械技术领域。

背景技术

在制药行业的厂房中往往存在有大型的装箱码垛机械，在药品生产出来之后，需要进行包装整理，方便后期的装车运输，现有装箱码垛机器中，箱体处理是由储箱机构、伺服开箱机构、装箱机构、撑箱机构、封箱机构、贴标机构等单机组合起来完成的。而药品方面是通过传送机构和力量平台为主体，并通过机器人或手动方式将药品装入箱体内。且每台单机都有单独的控制柜，从而完成多种复杂的操作步骤，最后通过码垛机构进行码垛收纳。

现有的装箱码垛器械在设计上存在一定的缺点，其具体表现为：现有的装箱码垛器械是通过多组控制器逐步控制多组机构共同运行，药品和箱体的处理无法同步进行，从而增加了工作时间，在装箱完成后，推板将纸盒从输送线上推出，但是单一推板在推箱过程中没有考虑到箱体装箱后重量增加会使其与平面的摩擦力增大，强行推箱对箱体会造成损伤，同时，因为摩擦力会导致定位精度及柔性较差，往往需要人为干预，也会对箱体内部所装的药品所处环境造成影响。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种全自动智能开封装码垛一体机。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种全自动智能开封装码垛一体机，包括物品整理部分、自动开装封箱部分、纸箱贴标与检测部分、纸箱码垛处理部分及配有智能控制面板的PLC控制系统，其中，

所述物品整理部分依次包括进行物料传送的进料输送机构、用于整理所需装箱物品的理料平台及其附属机构，所述附属机构包括安装于所述进料输送机构输出端口处的可调速进料输送机以及安装于所述进料输送机输出端口处的自动理料机构；

所述自动开装箱部分依次包括储箱机构、伺服开箱机构、伺服装箱机构、推箱机构、撑箱机构和封箱机构，所述储箱机构将扁平的纸箱板重叠存放，经由所述推箱机构将纸箱推进所述撑箱机构内，通过伺服装箱机构内可移动的夹具将整理好的物品装入撑好的箱内，通过所述封箱机构将装好物品的纸箱进行封箱处理；

所述纸箱贴标与检测部分包括贴标与检测机构，所述贴标与检测机构包括用于纸箱贴标的在线贴标机及检测标签的检测机构；

所述纸箱码垛处理部分包括机器人码垛机构，所述机器人码垛机构包括安装在封箱机构出料端口处用于整箱码垛的码垛机器人及方便物品的摆放和出货要求的托盘定位机构；

所述PLC控制系统内安装有控制器，所述控制器与所述储箱机构、理料平台、进料输送机构、伺服开箱机构、伺服装箱机构、退箱机构、撑箱机构、封箱机构、贴标与检测机构以及机器人码垛机构通信连接；

所述推箱机构包括伺服电机、两片纵向设置的推板、滑块连接板、导轨和箱座，所述推板中部连接有推杆，所述推板位于所述导轨侧面，所述推板通过推杆和滑块连接板与所述导轨活动连接，所述推杆一端安装垫块，所述推杆通过所述垫块固定安装在所述滑块连接板上，所述导轨下方安装有循环移动的同步带，且所述同步带的轴轮与所述伺服电机的传动结构连接，并通过同步带带动滑块连接板沿着导轨移动，所述推板底部设置横向的固定架，所述固定架下方设有叉杆，所述箱座设置在所述推板下方，所述箱座上设置有矩形的叉槽。

作为本发明的一种技术优化方案，所述伺服开箱机构安装于储箱机构的输出端口机架衔接处，所述推箱机构安装在所述开箱机构的输出端，所述伺服装箱机构位于所述理料平台与所述撑箱机构之间，所述封箱机构安装在所述撑箱机构的输出端。

作为本发明的一种技术优化方案，同步带上设有等距的凸齿，且所述滑块连接板下方安装有与同步带相匹配的卡块，通过凸齿和卡块的配合使滑块连接板随着同步带移动。

作为本发明的一种技术优化方案，所述推板高于所述箱座的顶面设置，所述固定架下方竖直设置的连接板，所述叉杆通过连接板悬装在所述固定架下方，使装置在进行推箱过程中，能够避免推板与箱座表面进行的摩擦。

作为本发明的一种技术优化方案，所述叉杆与所述叉槽的位置相配合，且所述叉槽配合所述叉杆的尺寸设置，使叉杆能够在推箱过程中进入叉槽内部，从而完成对箱体的托举。

作为本发明的一种技术优化方案，所述叉杆主体为平整的条形结构，且其顶端呈下倾上平的楔形结构，降低叉杆顶端的厚度以减小其所受阻力，使其更加容易插入叉槽内。

作为本发明的一种技术优化方案，所述箱座侧面安装有一直角梯形结构的斜面板，且斜面板直角面与所述箱座侧面等高且贴合安装，在装箱完成后，箱体能够方便地通过常见的机械传动机构导入箱座上。

作为本发明的一种技术优化方案，所述储箱机构包括调节模组和连接丝杆，其中，调节模组包括两个平行设置的X轴位移模组，两个所述X轴位移模组之间通过连接丝杆连接，两个X轴位移模组外侧均安装有Y轴位移模组，Y轴位移模组以及用于调整挡箱板高度的高度调节模组，所述X轴位移模组上安装有向内延伸的推箱板。

作为本发明的一种技术优化方案，所述伺服开箱机构包括固定支架、活动支架以及用于调节支架位置的位置调节模组，所述固定支架和活动支架安装在所述位置调节模组上，所述固定支架和活动支架上均设置有若干个吸盘，所述活动支架底端安装横向转动的转动模组，所述活动支架上还安装有开箱折页板。

作为本发明的一种技术优化方案，所述伺服装箱机构包括移动模组和用于夹取装箱货品的箱体夹具，所述箱体夹具安装在所述移动模组下方，并通过所述移动模组带动箱体夹具多方向移动。

作为本发明的一种技术优化方案，所述撑箱机构包括撑箱支架和撑箱板，所述撑箱支架一端安装有直线模组，并通过所述直线模组进行纵向的移动，所述撑箱支架底部安装有若干个撑箱板。

作为本发明的一种技术优化方案，所述封箱机构包括支撑板、封箱折页板和折页杆，所述支撑板上安装有封箱支架，所述支撑板顶部设有封箱调位模组，所述支撑板两端均安装有动力模组，所述动力模组上活动安装有封箱折页板，所述折页杆安装在所述支撑板底部。

本发明的有益效果是：

该装置通过多组机械结构共同组合，使装置能够高效的进行一系列的加工操作，箱体处理和物品处理同时进行，使得装置能够节省大量的工作时间；推箱机构上通过有效的承重方式，大大减小了装货后重量增加的箱体所受到的摩擦，并且能够稳定的进行箱体的传送，避免了有一定重量的箱体在传递过程中产生的位置偏移，且能够大大保护箱体内部所存放的物品所处的平稳环境。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明储箱机构立体结构示意图；

图3为本发明伺服开箱机构立体结构示意图；

图4为本发明伺服装箱机构侧视图；

图5为本发明撑箱机构立体结构示意图；

图6为本发明封箱机构立体结构示意图；

图7为本发明推箱机构立体结构示意图；

图8为本发明推箱机构俯视图；

图9为本发明箱座立体结构示意图。

图中：1、储箱机构；2、进料输送机构；3、理料平台；4、伺服开箱机构；5、伺服装箱机构；6、推箱机构；7、撑箱机构；8、封箱机构；9、贴标与检测机构；10、机器人码垛机构；101、X轴调节模组；102、Y轴调节模组；103、Z轴调节模组；104、连接丝杆；105、推箱板；201、进料输送机；301、自动理料机构；401、位置调节模组；402、固定支架；403、活动支架；404、吸盘；405、转动模组；406、开箱折页板；501、移动模组；502、箱体夹具；601、伺服电机；602、推杆；603、推板；604、封罩；605、垫块；606、滑块连接板；607、导轨；608、同步带；609、接近开关；610、箱座；611、斜面板；612、叉槽；613、固定架；614、叉杆；701、直线模组；702、撑箱支架；703、撑箱板；801、支撑板；802、封箱支架；803、调位模组；804、动力模组；805、封箱折页板；806、折页杆；901、在线贴标机；902、贴标检测机构；1001、码垛机器人；1002、托盘定位机构。

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。

实施例1

请参阅图1-9所示，一种全自动智能开封装码垛一体机，包括物品整理部分、自动开装封箱部分、纸箱贴标与检测部分、纸箱码垛处理部分及配有智能控制面板的PLC控制系统，其中，

物品整理部分依次包括进行物料传送的进料输送机构2、用于整理所需装箱物品的理料平台3及其附属机构，附属机构包括安装于进料输送机构2输出端口处的可调速进料输送机201以及安装于进料输送机201输出端口处的自动理料机构301；

自动开装箱部分依次包括储箱机构1、伺服开箱机构4、伺服装箱机构5、推箱机构6、撑箱机构7和封箱机构8，储箱机构1将扁平的纸箱板重叠存放，经由推箱机构6将纸箱推进撑箱机构7内，通过伺服装箱机构5内可移动的夹具将整理好的物品装入撑好的箱内，通过封箱机构8将装好物品的纸箱进行封箱处理；

纸箱贴标与检测部分包括贴标与检测机构9，贴标与检测机构9包括用于纸箱贴标的在线贴标机901及检测标签的检测机构902；

纸箱码垛处理部分包括机器人码垛机构10，机器人码垛机构10包括安装在封箱机构8出料端口处用于整箱码垛的码垛机器人1001及方便物品的摆放和出货要求的托盘定位机构1002；

PLC控制系统内安装有控制器，控制器与储箱机构1、理料平台3、进料输送机构2、伺服开箱机构4、伺服装箱机构5、退箱机构6、撑箱机构7、封箱机构8、贴标与检测机构9以及机器人码垛机构10通信连接；

推箱机构6包括伺服电机601、两片纵向设置的推板603、滑块连接板606、导轨607和箱座610，推板603中部连接有推杆602，推板603位于导轨607侧面，推板603通过推杆602和滑块连接板606与导轨607活动连接，推杆602一端安装垫块605，推杆602通过垫块605固定安装在滑块连接板606上，导轨607下方安装有循环移动的同步带608，且同步带608的轴轮与伺服电机601的传动结构连接，并通过同步带608带动滑块连接板606沿着导轨607移动，推板603底部设置横向的固定架613，固定架613下方设有叉杆614，箱座610设置在推板603下方，箱座610上设置有矩形的叉槽612。

伺服开箱机构4安装于储箱机构1的输出端口机架衔接处，推箱机构6安装在开箱机构4的输出端，伺服装箱机构5位于理料平台3与撑箱机构7之间，封箱机构8安装在撑箱机构7的输出端。

同步带608上设有等距的凸齿，且滑块连接板606下方安装有与同步带608相匹配的卡块。

推板603高于箱座610的顶面设置，固定架613下方竖直设置的连接板，叉杆614通过连接板悬装在固定架613下方。

叉杆614主体为平整的条形结构，且其顶端呈下倾上平的楔形结构。

箱座610侧面安装有一直角梯形结构的斜面板611，且斜面板611直角面与箱座610侧面等高且贴合安装。

储箱机构1包括调节模组和连接丝杆104，其中，调节模组包括两个平行设置的X轴位移模组101，两个X轴位移模组101之间通过连接丝杆104连接，两个X轴位移模组101外侧均安装有Y轴位移模组102，Y轴位移模组102以及用于调整挡箱板高度的高度调节模组103，X轴位移模组101上安装有向内延伸的推箱板105，在使用时，通过X轴位移模组101带动直向左右移动，至纸箱至纸箱刚好放进指定位置上，通过Y轴调节模组102，带动纸箱放置架上下移动，至纸箱达到适当高度，与开箱装置箱对应，通过高度调节模组103，带动纸箱上下移动，至纸箱达到适合高度，满足生产操作需求。

伺服开箱机构4包括固定支架402、活动支架403以及用于调节支架位置的位置调节模组401，固定支架402和活动支架403安装在位置调节模组401上，固定支架402和活动支架403上均设置有若干个吸盘404，活动支架403底端安装横向转动的转动模组405，活动支架403上还安装有开箱折页板406，通过吸盘404对纸箱进行吸附，位置调节模组401带动支架左右移动，固定支架402负责将纸箱从储箱机构1中取出，活动支架403通过转动模组405机械旋转90度用吸盘404将纸箱侧面打开，通过开箱折页板406将纸箱下折页折起，并通过传送机构将纸箱传递至伺服装箱机构5。

伺服装箱机构5包括移动模组501和用于夹取装箱货品的箱体夹具502，箱体夹具502安装在移动模组501下方，并通过移动模组501带动箱体夹具502多方向移动，通过箱体夹具502对所需装箱的物品进行夹取，并通过移动模组501带动夹具移动，并将物品放入已准备好的箱体内。

撑箱机构7包括撑箱支架702和撑箱板703，撑箱支架702一端安装有直线模组701，并通过直线模组701进行纵向的移动，撑箱支架702底部安装有若干个撑箱板703，根据纸箱的尺寸，调节撑箱板703在撑箱支架702上的位置，并通过直线模组701带动撑箱支架702上下移动，通过撑箱板703完成撑箱。

封箱机构8包括支撑板801、封箱折页板805和折页杆806，支撑板801上安装有封箱支架802，支撑板801顶部设有封箱调位模组803，支撑板801两端均安装有动力模组804，动力模组804上活动安装有封箱折页板805，折页杆806安装在支撑板801底部，通过封箱调位模组803将封箱折页板805和折页杆806移动至合适的封箱位置，通过动力模组804带动封箱折页板805和折页杆806将纸箱从上面和侧面折起，传送结构推动纸箱至封箱处，该机构配有上下封箱器，当纸箱通过时，胶带自动封箱。

需要补充说明的是，本装置中各个机构之间的传递方式可为传送带、机械臂、传送座等现有的传送机构进行，在推箱机构6中，导轨607末端机构上安装有与箱座610配套的另一箱座，用于接收箱体，导轨607上安装有封罩604，用于保护导轨607的稳定结构，而在导轨607末端安装有接近开关609，实为一种常用的继电器开关，当箱子达到指定位置时，便会触动接近开关609，从而利用智能化的plc控制器使伺服电机601暂停运作，并使下一机构开始运行，随后伺服电机601的传动杆进行反向传动，直至回到起始点，再次触碰另一个接近开关，重复上一步骤。

本发明在使用时，首先，机械外电源给装置提供所需的电力来源，装置开始运行，箱子首先位于储箱机构1内，通过内部机械运作传送至伺服开箱机构4，通过伺服开箱机构4将箱体打开，随后传递至撑箱机构7，从而将箱体撑开，与此同时，进料输送机构2将所需包装的物品传递至理料平台3，通过理料平台3将物品整理，并传递至伺服装箱机构5下方，通过机器人的机械臂对物品进行拾取，箱体在完成撑箱后也传递至伺服装箱机构5一侧，机器人取料后通过机械臂将物品有序的放入箱体内，随后箱体进入推箱机构6内，通过机械传动的机构沿着斜面板611登上箱座610，伺服电机601(型号为220ST-M02030)运行，带动同步带608转动，滑块连接板606带动推板603随着同步带608沿着导轨607方向移动，同时，叉杆614会插入叉槽612内，从而位于箱体下方，当推板603推动箱体离开箱座610时，叉杆614对箱体进行承重并将箱体移动至滑轨607末端，被另一带有叉槽612的箱座610接收，箱体触碰到接近开关609，伺服电机601暂停运作后反向运转，推板603带着拆杆614反向运动，箱体留在用于接收的箱座610上，随后通过传动机构进入封箱机构8中，完成封箱，并通过机器人码垛机构9将箱体进行收纳码垛。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种全自动智能开封装码垛一体机，包括物品整理部分、自动开装封箱部分、纸箱贴标与检测部分、纸箱码垛处理部分及配有智能控制面板的PLC控制系统，其中，

所述物品整理部分依次包括进行物品传送的进料输送机构(2)、用于整理所需装箱物品的理料平台(3)及其附属机构，所述附属机构包括安装于所述进料输送机构(2)输出端口处的可调速进料输送机(201)以及安装于所述进料输送机(201)输出端口处的自动理料机构(301)；

所述自动开装封箱部分依次包括储箱机构(1)、伺服开箱机构(4)、伺服装箱机构(5)、推箱机构(6)、撑箱机构(7)和封箱机构(8)，所述储箱机构(1)将扁平的纸箱板重叠存放，经由所述推箱机构(6)将纸箱推进所述撑箱机构(7)内，通过伺服装箱机构(5)内可移动的夹具将整理好的物品装入撑好的箱内，通过所述封箱机构(8)将装好物品的纸箱进行封箱处理；

所述纸箱贴标与检测部分包括贴标与检测机构(9)，所述贴标与检测机构(9)包括用于纸箱贴标的在线贴标机(901)及检测标签的检测机构(902)；

其特征在于，

所述纸箱码垛处理部分包括机器人码垛机构(10)，所述机器人码垛机构(10)包括安装在封箱机构(8)出料端口处用于整箱码垛的码垛机器人(1001)及托盘定位机构(1002)；

所述推箱机构(6)包括伺服电机(601)、两片纵向设置的推板(603)、滑块连接板(606)、导轨(607)和箱座(610)，所述推板(603)中部连接有推杆(602)，所述推板(603)位于所述导轨(607)侧面，所述推板(603)通过推杆(602)和滑块连接板(606)与所述导轨(607)活动连接，所述推杆(602)一端安装垫块(605)，所述推杆(602)通过所述垫块(605)固定安装在所述滑块连接板(606)上，所述导轨(607)下方安装有循环移动的同步带(608)，且所述同步带(608)的轴轮与所述伺服电机(601)的传动结构连接，并通过同步带(608)带动滑块连接板(606)沿着导轨(607)移动，所述推板(603)底部设置横向的固定架(613)，所述固定架(613)下方设有叉杆(614)，所述箱座(610)设置在所述推板(603)下方，所述箱座(610)上设置有矩形的叉槽(612)；

所述PLC控制系统内安装有控制器，所述控制器与所述储箱机构(1)、进料输送机构(2)、理料平台(3)、伺服开箱机构(4)、伺服装箱机构(5)、推箱机构(6)、撑箱机构(7)、封箱机构(8)、贴标与检测机构(9)以及机器人码垛机构(10)通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种全自动智能开封装码垛一体机，其特征在于：所述伺服开箱机构(4)安装于储箱机构(1)的输出端口机架衔接处，所述推箱机构(6)安装在所述伺服开箱机构(4)的输出端，所述伺服装箱机构(5)位于所述理料平台(3)与所述撑箱机构(7)之间，所述封箱机构(8)位于所述撑箱机构(7)的输出端。

3.根据权利要求1所述的一种全自动智能开封装码垛一体机，其特征在于：所述叉杆(614)主体为平整的条形结构，且其顶端呈下倾上平的楔形结构。

4.根据权利要求1所述的一种全自动智能开封装码垛一体机，其特征在于：所述箱座(610)侧面安装有一直角梯形结构的斜面板(611)，且斜面板(611)直角面与所述箱座(610)侧面等高且贴合安装。

5.根据权利要求1所述的一种全自动智能开封装码垛一体机，其特征在于：所述储箱机构(1)包括调节模组和连接丝杆(104)，其中，调节模组包括两个平行设置的X轴位移模组(101)，两个所述X轴位移模组(101)之间通过连接丝杆(104)连接，两个X轴位移模组(101)外侧均安装有Y轴位移模组(102)，Y轴位移模组(102)以及用于调整挡箱板高度的高度调节模组(103)，所述X轴位移模组(101)上安装有向内延伸的推箱板(105)。

6.根据权利要求1所述的一种全自动智能开封装码垛一体机，其特征在于：所述伺服开箱机构(4)包括固定支架(402)、活动支架(403)以及用于调节支架位置的位置调节模组(401)，所述固定支架(402)和活动支架(403)安装在所述位置调节模组(401)上，所述固定支架(402)和活动支架(403)上均设置有若干个吸盘(404)，所述活动支架(403)底端安装横向转动的转动模组(405)，所述活动支架(403)上还安装有开箱折页板(406)。

7.根据权利要求1所述的一种全自动智能开封装码垛一体机，其特征在于：所述伺服装箱机构(5)包括移动模组(501)和用于夹取装箱货品的箱体夹具(502)，所述箱体夹具(502)安装在所述移动模组(501)下方，并通过所述移动模组(501)带动箱体夹具(502)多方向移动。

8.根据权利要求1所述的一种全自动智能开封装码垛一体机，其特征在于：所述撑箱机构(7)包括撑箱支架(702)和撑箱板(703)，所述撑箱支架(702)一端安装有直线模组(701)，并通过所述直线模组(701)进行纵向的移动，所述撑箱支架(702)底部安装有若干个撑箱板(703)。

9.根据权利要求1所述的一种全自动智能开封装码垛一体机，其特征在于：所述封箱机构(8)包括支撑板(801)、封箱折页板(805)和折页杆(806)，所述支撑板(801)上安装有封箱支架(802)，所述支撑板(801)顶部设有封箱调位模组(803)，所述支撑板(801)两端均安装有动力模组(804)，所述动力模组(804)上活动安装有封箱折页板(805)，所述折页杆(806)安装在所述支撑板(801)底部。

10.根据权利要求1所述的一种全自动智能开封装码垛一体机，其特征在于：所述在线贴标机(901)为平面贴标机或即印即贴贴标机，用于打印各种标签，检测机构(902)的检测方式包括视觉检测、扫码头检测或光电检测。