CN111016281B - 一种柔性自动化纸箱废料去除装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性自动化纸箱废料去除装置，所述去除装置包括：机架，所述机架横跨设置在纸板传送线上；压梁，所述压梁设置在所述机架上，所述压梁包括用来固定所述纸板主体的下压气缸；以及第一侧废料去除装置、第二侧废料去除装置，所述第一侧废料去除装置和所述第二侧废料去除装置分别设置在所述压梁的两侧，所述第一侧废料去除装置包括用来自所述纸板的第一侧废料处撕扯的吸盘抓手和吸盘抓手移动机构，所述吸盘抓手移动机构与所述吸盘抓手连接。本发明无需人员操作，可配合生产线进行全自动生产，装置可集成安装在裁纸码垛工序后，并且能够对不同尺寸的纸板进行废料去除。

Description

一种柔性自动化纸箱废料去除装置

技术领域

本发明属于木工机械领域，具体涉及一种柔性自动化纸箱废料去除装置。

背景技术

在木工行业、板式家具行业中，各种规格的板材在完成加工之后需要进行包装，包装的材料一般是瓦楞纸，板材包装后便于运输，并且可以有效防止运输过程中的板材的损坏。

板材的包装工艺分为如下几个步骤：

一、裁纸机将裁切好的纸箱展开料(下称纸板)准备好，并由系统皮带机输出到指定位置，纸箱展开料见图12。

二、去除纸板边沿废料(此时废料与正料之间任然有部分纸纤维联系)，废料形式见图13。

三、将堆垛的板材或者单块板材(如门板)放在已经去除废料的纸板上。

四、将包装纸板折成纸箱。

五、封箱打包。

本发明创造主要针对板材包装工艺中的第二个过程，即展开的纸板边沿废料去除过程。

目前，在国内的木材加工行业或板式家具行业中，板材包装前的纸板废料去除作业基本上通过人工完成。

人工去除废料存在一下几个问题：

一、操作工人的撕扯废料速度较慢，使得整个包装线效率主要由工人决定；其次，工人暂离岗会导致包装工作停止，直接影响了企业的生产效率；

二、由于废料与展开纸箱之间任然有纸纤维连接，人工撕扯废料随意性较大，容易产生失误，失误的话将会在撕扯废料的同时将纸板正料连同扯坏，致使纸箱受损，直接造成了包装的质量问题；

三、如果纸箱展开料较大(比如门板的包装)，纸箱展开料尺寸可能有2.1米x2.5米。那么纸板将需要经过多次翻转或旋转才能去除周边的废料，这样的操作不但浪费时间，而且在纸板翻转或旋转过程中容易造成纸板的多余折痕，使得包装质量下降。

四、人工去除废料，工作内容单调，重复性大，单调的重复性劳动容易导致疲劳，每天面对这样的工作，工人积极性不会高，并且还有可能发生安全事故。

以上问题都会直接影响企业的生产效率、成本、安全以及操作工的工作积极性，所以需要一套简单实用并且能实现柔性化生产的设备取代人工操作。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种柔性自动化纸箱废料去除装置，本发明的部分实施例无需人员操作，可配合生产线进行全自动生产，装置可集成安装在裁纸码垛工序后，并且能够对不同尺寸的纸板进行废料去除。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种柔性自动化纸箱废料去除装置，所述去除装置包括：机架，所述机架横跨设置在纸板传送线上；压梁，所述压梁设置在所述机架上，所述压梁包括用来固定所述纸板主体的下压气缸；以及

第一侧废料去除装置、第二侧废料去除装置，所述第一侧废料去除装置和所述第二侧废料去除装置分别设置在所述压梁的两侧，所述第一侧废料去除装置包括用来自所述纸板的第一侧废料处撕扯的吸盘抓手和吸盘抓手移动机构，所述吸盘抓手移动机构与所述吸盘抓手连接，所述第二侧废料去除装置包括用来自所述纸板的第二侧废料处撕扯的夹钳和夹钳移动机构，所述夹钳和夹钳移动机构连接。

优选地，所述第二侧废料去除装置包括移动支架，所述移动支架与所述夹钳移动机构连接，所述移动支架上连接多个夹钳。

优选地，所述夹钳可更换位置地连接在所述移动支架上。

优选地，所述机架上设置有处于所述第二侧废料移动路径上的落料杆。

优选地，所述吸盘抓手包括固定吸盘抓手、移动吸盘抓手，所述吸盘抓手移动机构包括移动设置在所述机架上的小车，所述小车上连接有能够垂直于所述小车移动方向移动的移动吸盘驱动机构和固定吸盘抓手，所述移动吸盘驱动机构和所述移动吸盘抓手连接。

优选地，所述移动吸盘抓手的数量为两个，所述移动吸盘驱动机构包括同轴驱动的同步带轮I、同步带轮II，所述同步带轮I上连接移动皮带I，所述移动皮带I上连接固定装置I，所述固定装置I上连接一个所述移动吸盘抓手，所述同步带轮II上连接移动皮带II，所述移动皮带II上连接固定装置II，所述固定装置II上连接另一个所述移动吸盘抓手。

优选地，所述同步带轮II的直径是同步带轮I直径的两倍。

优选地，所述固定吸盘抓手、移动吸盘抓手均包括吸盘、吸盘移动装置、手指气缸、手指气缸移动装置，所述吸盘移动装置与吸盘连接，所述手指气缸与手指气缸移动装置连接，所述吸盘移动装置与所述手指气缸移动装置固定连接在框架主体上，所述固定吸盘抓手、移动吸盘抓手还包括连接在所述框架主体上的处于所述第一侧废料移动路径上的落料杆。

优选地，所述移动吸盘抓手还包括滑块，所述移动吸盘驱动机构上设置有与所述滑块相配合的导轨。

优选地，所述机架上设置有齿条，所述小车包括车架和连接在车架上的小车行走驱动机构，所述车架上连接所述移动吸盘驱动机构和固定吸盘抓手，所述小车行走驱动机构包括驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述齿条啮合。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

一、有效的衔接了裁纸机与折箱机，实现了包装线的自动化；

二、柔性化设计使得包装线能适应不同尺寸物料的生产；

三、减少了包装纸箱废料去除过程中的质量问题；

四、平均4秒一片的生产效率比人工操作效率更高更稳定，提高了企业的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的轴测图。

图2为机架示意图。

图3为第一侧废料去除装置示意图。

图4为固定吸盘抓手示意图。

图5为移动吸盘抓手示意图。

图6为小车行走驱动机构示意图。

图7为移动吸盘驱动机构示意图。

图8为压梁示意图。

图9为第二侧废料去除装置示意图。

图10为设备运行工艺过程示意图。

图11为纸板上的废料去除示意图。

图12为纸箱展开图。

图13为纸板边沿废料示意图。

图14为图8中的A处的局部放大示意图。

1为机架，2为第一侧废料去除装置，3为压梁，4为第二侧废料去除装置，5为气源处理及供气系统，6为电气控制系统，7为导向梁，8为齿条，9为支腿，10为横梁，11为限位装置，12为落料杆，13为车架，14为导轨，15为固定吸盘抓手，16为移动吸盘抓手，17为小车行走驱动机构，18为移动吸盘驱动机构，19为拖链系统，20为吸盘，21为吸盘移动装置，22为手指气缸，23为手指气缸移动装置，24为落料杆，25为滑块，26为驱动电机，27为减速机，28为驱动皮带，29为张紧装置，30为联轴节，31为联杆，32为驱动齿轮，33为驱动电机，34为减速机，35为驱动皮带，36为固定装置I，37为固定装置II，38为移动皮带I，39为移动皮带II，40为同步带轮I，41为同步带轮II，42为横梁，43为下压气缸，44为夹钳，45为移动支架，46为底架，47为夹钳移动机构。

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付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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-14所示，本实施例提供一种柔性自动化纸箱废料去除装置，包括机架、第一侧废料去除装置、压梁、第二侧废料去除装置、气源处理及供气系统和电气控制系统。

1、机架

机架由导向梁、齿条、支腿、横梁、限位装置以及电缆拖链支撑组成。

机架的主要功能支撑整个去废料装置，保证其它机构在它上面平稳运行，它的长宽尺寸决定了柔性去废料装置能加工的纸箱尺寸。

2、第一侧废料去除装置

第一侧废料去除装置由车架、导轨、固定吸盘抓手、移动吸盘抓手、小车行走驱动机构、吸盘移动驱动机构、拖链系统组成。

固定吸盘抓手和移动吸盘抓手抓取废料的后，通过小车的行走撕扯废料。两个移动吸盘抓手可以在导轨上移动，两个移动抓手之间的行程为1比2的关系。固定吸盘抓手加上两只移动吸盘抓手的结构，保证了整个机构可以适应去除不同长度尺寸的废料。

其中固定吸盘抓手和移动吸盘抓手上都带有吸盘、吸盘移动装置、手指气缸、手指气缸移动装置。移动吸盘抓手另外还包含有移动滑块。

3、压梁

压梁由横梁、下压气缸组成。

压梁的主要功能是物料到位后，气缸下压，压住物料，保证其他机构撕扯纸板废料时，整个物料不会滑动。只有物料相对于系统皮带机的位置不变化才能保证去废料后折箱工序顺利进行。

4、第二侧废料去除装置

第二侧废料去除装置由夹钳、移动支架、底架、夹钳移动机构组成。

第二侧废料去除装置配有十支夹钳，夹钳夹住纸板废边，然后夹钳移动机构向后移动，从而撕扯掉纸板废边。十支夹钳的位置可调，并且总体宽度可以适应最长废料的尺寸要求。

5、气源处理及供气系统

该系统在电气控制系统的配合下，为各个气动元件按照既定工艺节奏运行的设备提供气体动力。

6、电气控制系统

电气控制系统由电源、安全类器件、开关类器件、控制类器件、电器柜、线缆等电器元件组成。该系统用于控制机构能够按照既定的工艺与节奏运行。

设备运行的工艺过程如下：

设备开始工作前，各机构处于初始状态位置：

一.第一侧废料去除装置2及小车上各机构初始状态如下：

1).第一侧废料去除装置2处于远离压梁3的位置

2).两支移动夹钳16处于靠近固定夹钳15的位置

3).第一侧废料去除装置2上的固定夹钳吸盘15和移动夹钳吸盘16都处于提起位置

4).夹钳上所有手指气缸22处于远离吸盘20的位置

二.第二侧废料去除装置4及其上部机构初始状态如下：

1).移动机架45处于远离压梁3的位置

2).夹手的夹钳44处于打开状态

三.压梁3的初始状态为:压梁气缸43处于提起位置.

设备各机构工作顺序：

一.系统皮带机位于去废料装置两个大跨距支腿之间，物料通过皮带机传送至去废料装置下的指定位置，物料的输送方向为纸板的长度方向(+X方向)。

二.物料到位后，压梁气缸43下压，稳定住物料及纸板

三.纸板上的废料去除方向如图11所示

去除废料过程

1).去除废料I：47夹钳移动机构推动45移动支架和44夹钳沿着-Y方向运动到一定位置后停止，所有44夹钳将同时闭合夹住废料I，再通过47夹钳移动机构带动整个夹手向后运动(+Y方向)，从而撕扯掉废料I。当废料I向后拖动到一定位置以后，44夹钳将打开，然后机构继续向后运动，直到位于机架上的12落料杆将废料I剥离出机器，落至地面或者地面上的废料输送皮带上。

2).去除废料II：废料II需通过位于2第一侧废料去除装置上的15固定吸盘抓手和16移动吸盘抓手抓取后，再通过2第一侧废料去除装置沿着-Y方向移动，从而撕扯下来。

具体流程如下：物料到位后，2第一侧废料去除装置上的17小车行走驱动机构将根据纸板的宽度，将小车移动到指定位置，不同的纸板宽度，小车沿+Y方向的行走距离也不一样。小车到位后，15固定吸盘正好位于废料II头部位置。与此同时，2第一侧废料去除装置上的两只16移动吸盘也将根据纸板长度调整位置。驱动16移动吸盘运动的机构为18移动吸盘驱动机构，它带有大小两套同步带驱动装置，两套装置的速比为1：2，从而可以促使一只16移动吸盘移动至纸板末端位置时，另一只16移动吸盘正好位于末端的16移动洗盘与15固定吸盘正中间，从而保证废料II撕扯时的受力比较均匀。

小车和吸盘的位置都调整到位后，20吸盘将通过21吸盘移动装置下压，20吸盘吸住废料II以后，21吸盘移动装置提升，废料II被提起。接着打开状态的22手指气缸在23手指气缸移动机构的推动下沿着+Y方向移动，到位后22手指气缸夹紧废料。以上动作完成后，废料II已经紧紧的被抓取了，此时2第一侧废料去除装置向后移动(-Y方向)，废料II被剥离出纸板。当小车移动到一定位置后，22手指气缸打开，20吸盘吹气，此时废料II一般都会掉落。如果遇到一些特殊的纸板，废料可能会“粘”在22手指气缸的手指上，所以为确保废料II掉落，机构还需要完成以下动作，即打开的22手指气缸向后运动(-Y方向)，此时废料II会碰到24落料杆，落料杆将会把废料II剥离出机器。

四.废料剥离出纸板后，压梁气缸43提升，系统皮带机将物料及纸板输送至下道工序。

五.前一个物料输送出去以后，下一个物料正被输送至去废料装置下方，此时第一侧废料去除装置2以及第二侧废料去除装置4也正在完成剩余动作，即将进入初始状态。当下一个物料到位后，第一侧废料去除装置2和第二侧废料去除装置4也已经进入初始状态，此时下一个循环开始。

尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性自动化纸箱废料去除装置，其特征在于，所述去除装置包括：

机架，所述机架横跨设置在纸板传送线上；

压梁，所述压梁设置在所述机架上，所述压梁包括用来固定所述纸板主体的下压气缸；以及

第一侧废料去除装置、第二侧废料去除装置，所述第一侧废料去除装置和所述第二侧废料去除装置分别设置在所述压梁的两侧，所述第一侧废料去除装置包括用来自所述纸板的第一侧废料处撕扯的吸盘抓手和吸盘抓手移动机构，所述吸盘抓手移动机构与所述吸盘抓手连接，所述第二侧废料去除装置包括用来自所述纸板的第二侧废料处撕扯的夹钳和夹钳移动机构，所述夹钳和夹钳移动机构连接。

2.根据权利要求1所述的柔性自动化纸箱废料去除装置，其特征在于，所述第二侧废料去除装置包括移动支架，所述移动支架与所述夹钳移动机构连接，所述移动支架上连接多个夹钳。

3.根据权利要求2所述的柔性自动化纸箱废料去除装置，其特征在于，所述夹钳可更换位置地连接在所述移动支架上。

4.根据权利要求3所述的柔性自动化纸箱废料去除装置，其特征在于，所述机架上设置有处于第二侧废料移动路径上的落料杆。

5.根据权利要求1所述的柔性自动化纸箱废料去除装置，其特征在于，所述吸盘抓手包括固定吸盘抓手、移动吸盘抓手，所述吸盘抓手移动机构包括移动设置在所述机架上的小车，所述小车上连接有能够垂直于所述小车移动方向移动的移动吸盘驱动机构和固定吸盘抓手，所述移动吸盘驱动机构和所述移动吸盘抓手连接。

6.根据权利要求5所述的柔性自动化纸箱废料去除装置，其特征在于，所述移动吸盘抓手的数量为两个，所述移动吸盘驱动机构包括同轴驱动的同步带轮I、同步带轮II，所述同步带轮I上连接移动皮带I ，所述移动皮带I上连接固定装置I，所述固定装置I上连接一个所述移动吸盘抓手，所述同步带轮II上连接移动皮带II ，所述移动皮带II上连接固定装置II，所述固定装置II上连接另一个所述移动吸盘抓手。

7.根据权利要求6所述的柔性自动化纸箱废料去除装置，其特征在于，所述同步带轮II的直径是同步带轮I直径的两倍。

8.根据权利要求5所述的柔性自动化纸箱废料去除装置，其特征在于，所述固定吸盘抓手、移动吸盘抓手均包括吸盘、吸盘移动装置、手指气缸、手指气缸移动装置，所述吸盘移动装置与吸盘连接，所述手指气缸与手指气缸移动装置连接，所述吸盘移动装置与所述手指气缸移动装置固定连接在框架主体上，所述固定吸盘抓手、移动吸盘抓手还包括连接在所述框架主体上的处于第一侧废料移动路径上的落料杆。

9.根据权利要求8所述的柔性自动化纸箱废料去除装置，其特征在于，所述移动吸盘抓手还包括滑块，所述移动吸盘驱动机构上设置有与所述滑块相配合的导轨。

10.根据权利要求5所述的柔性自动化纸箱废料去除装置，其特征在于，所述机架上设置有齿条，所述小车包括车架和连接在车架上的小车行走驱动机构，所述车架上连接所述移动吸盘驱动机构和固定吸盘抓手，所述小车行走驱动机构包括驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述齿条啮合。

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