CN111152507A - 一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及瓦楞纸纸箱生产技术领域，公开了一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构，包括第第一连杆，第一连杆的一端与第一伺服电机的输出轴传动连接；另一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与第三连杆上的一非端点铰接，第三连杆的一端铰接于一固定点，另一端与第四连杆的一端铰接，第四连杆的另一端与送纸板头固定连接，凸轮设置在第四连杆一侧，并与第四连杆配合，第二伺服电机用于驱动凸轮转动。本发明可以实现纸板在瓦楞纸箱打钉机打钉工位精确的运动与速度控制，在纸板损伤最小的前提下，提高纸板运送速度。

Description

一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构

技术领域

本发明涉及瓦楞纸纸箱生产技术领域，具体涉及一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构。

背景技术

瓦楞纸箱打钉机在瓦楞纸箱生产线中，有两种存在形式，一种是单独设置打钉机，由人工完成瓦楞纸箱打钉过程；一种是嵌入到自动化瓦楞纸箱生产线中，通过自动送纸板机构将纸板送至设定位置，完成瓦楞纸箱自动打钉。

在人工完成瓦楞纸箱打钉过程中，配有瓦楞纸箱打钉机，该种打钉机接通开关后，钉头出钉速度一般恒定，通过人工推送折叠好的瓦楞纸板，配合钉头完成瓦楞纸箱打钉。如图1所示，由工人1将折叠好的瓦楞纸纸箱2，推送入打钉机3中，由钉头4完成打钉。人工打钉时，当打钉机钉头出钉速度较慢时，工人能较好地将折叠好的瓦楞纸箱定位于需要打钉的位置；当打钉机钉头出钉速度较快时，工人不能将折叠好的瓦楞纸箱定位于需要打钉的位置。

在自动化瓦楞纸箱生产线设置有打钉工位，并配有自动送纸板机构，打钉工位完成瓦楞纸箱打钉。其实现过程是通过程序控制送纸板机构输送折叠好的瓦楞纸板，程序控制钉头出钉速度，完成瓦楞纸箱打钉。打钉工位的工作原理图如图2所示，前序工序已经将折叠好的瓦楞纸箱2中间穿入铁板5，铁板5用于折弯打钉钉子，使钉子不能穿透下面层的纸板，由程序控制输的纸板送板机构6将折叠好的瓦楞纸箱2输送到打钉工位，设置在钉头支架7上的钉头4在程序控制下完成瓦楞纸箱打钉。如图3所示，为常规的自动化瓦楞纸箱生产线打钉工位纸板送板机构的工作示意图，其纸板送板机构为皮带输送机，即采用程控变速皮带输送机8作为纸板送板机构，依靠摩擦力输送折叠好的瓦楞纸箱2。在程控变速皮带输送机8加减速过程中，当程控变速皮带输送机8加减速度较大时，由于程控变速皮带输送机8与折叠好的瓦楞纸箱2的摩擦力影响，从而使得程控变速皮带输送机8的皮带与折叠好的瓦楞纸箱2存在相对运动，从而影响折叠好的瓦楞纸箱2的定位。

综上所述，瓦楞纸箱生产线打钉工位采用常规纸板送板机构或技术，需要较快输送折叠好的瓦楞纸箱时，不能很好定位。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种可以精确控制送纸位置的瓦楞纸纸箱打钉机送板机构。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构，包括第一伺服电机，第一连杆，第二连杆，第三连杆、第四连杆，凸轮，送纸板头第二伺服电机；所述第一连杆的一端与所述第一伺服电机的输出轴传动连接；另一端与所述第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与所述第三连杆上的一非端点铰接，所述第三连杆的一端铰接于一固定点，另一端与第四连杆的一端铰接，所述第四连杆的另一端与所述送纸板头固定连接，所述凸轮设置在所述第四连杆一侧，并与所述第四连杆配合，所述第二伺服电机用于驱动所述凸轮转动。

所述的一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构，还包括可编程控制器，所述可编程控制器的输出端与所述第一伺服电机和第二伺服电机的控制端连接，用于控制所述第一伺服电机和第二伺服电机的相位和转速；所述第四连杆在所述第一伺服电机和第二伺服电机的驱动下，保持D形轨迹运动。

所述第四连杆驱动所述送纸板头保持D形轨迹运动时，其平直段轨迹的加速阶段和减速阶段为匀加速和匀减速。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提供了一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构，该机构通过五连杆机构进行送纸，送纸速度和送纸轨迹可以通过连杆机构的参数和两个伺服电机的转速进行调整，使得送纸板头可以形成D形运动轨迹，即工作轨迹为直线运动，回程轨迹为凹型曲线运动，则可以实现纸板在瓦楞纸箱打钉机打钉工位实现精确的运动与速度控制，而且送纸板头不会与后续纸板发生干涉，在纸板损伤最小的前提下，提高纸板运送速度，可以配合人工及自动打钉机前后序工位要求及实现纸板打钉位置精确控制。

附图说明

图1是人工完成瓦楞纸箱打钉的过程示意图；

图2是自动化瓦楞纸箱打钉过程示意图；

图3是常规自动化瓦楞纸箱生产线打钉工位纸板送板机构结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构的结构示意图。

图5是采用本发明实施例提供的一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构时送纸板头的运动轨迹图。

图中：1为工人，2为瓦楞纸箱，3为打钉机，4为钉头，5为铁板，6为纸板送板机构，7为钉头支架，8为变速皮带机，9为第一伺服电机，10为第一连杆，11为第二连杆，12为第三连杆、13为第四连杆，14为凸轮，15为送纸板头，16为第二伺服电机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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作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。

如图4所示，本发明实施例提供了一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构，包括为第一伺服电机9，第一连杆10，第二连杆11，第三连杆12、第四连杆13，凸轮14，送纸板头15第二伺服电机16；所述第一连杆10的一端设置在O点并可绕O点转动，另一端与所述第二连杆11的一端铰接于A点；所述第一伺服电机9用于驱动所述所述第一连杆10的一端绕O点转动，第二连杆11的另一端与所述第三连杆12上的C点铰接，所述第三连杆12的一端铰接于一固定点B点，另一端D点与第四连杆13的一端铰接，所述第四连杆13的另一端与所述送纸板头15固定连接，所述凸轮14设置在所述第四连杆14一侧，并与所述第四连杆14配合，所述第二伺服电机16用于驱动所述凸轮转动。

进一步地，本实施例提供的一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构，还包括可编程控制器，所述可编程控制器的输出端与所述第一伺服电机9和第二伺服电机14的控制端连接，用于控制所述第一伺服电机9和第二伺服电机14的相位和转速；所述第四连杆13端部的送纸板头15在所述第一伺服电机9和第二伺服电机14的驱动下，保持D形轨迹运动，即工作轨迹为直线，回程轨迹为凹形，如图5所示，这样的运动轨迹，使得送纸板头在送纸到打钉工位时，送纸位置可以进行精准定位，而且，送纸板头在回程过程中不会与后续待送纸板产生干涉，提高了送纸板至打钉位的定位精度，而且，送纸速度和送纸加速度可以通过控制所述第一伺服电机9和第二伺服电机14的转速进行控制。

进一步，本实施例中，所述第四连杆13驱动所述送纸板头15保持D形轨迹运动时，其平直段轨迹的加速阶段和减速阶段为匀加速和匀减速。

具体地，本实施例中，所述第一伺服电机9，第一连杆10，第二连杆11，第三连杆12、第四连杆13，凸轮14和第二伺服电机16形成二自由度五连杆纸板送板机构；该机构的具体参数可以通过优化设计计算出来，例如，各连杆长度，凸轮外形曲线以及O、B、C、E点的位置，其具体设计过程如下：

首先，以第一连杆10长度，第二连杆11长度，第三连杆12长度、第四连杆13长度，凸轮14外形曲线以及O、B、C、E点的位置，建立设计变量：

； （1）

其中x1，x2……x9分别表示一个变量，变量可以为连杆长度，也可以为各个点的位置。

其次，根据需要生产纸板的最大尺寸，确定送纸板头运动轨迹函数，既D形轨迹；联系生产线打钉工位周围机件，或工厂中打钉机位置确定纸板送板机构整体空间，建立约束函数：

； （2）

其中，

和

均表示约束函数。

再次，以质量最小原则、或应力均匀原则建立目标函数：

； （3）

其中

为目标函数。

再次，联立以上方程，

求解得出各连杆长度，凸轮外形曲线以及O、B、C、E点的位置。

然后进行详细机械结构设计；另外，还需要根据实际送板速度的技术要求设计相应的电气控制系统及编制控制程序。

本发明提供一种可精确定位的瓦楞纸纸箱打钉机送板机构，该机构通过五连杆机构进行送纸，送纸速度和送纸轨迹可以通过连杆机构的参数和两个伺服电机的转速进行调整，使得送纸板头可以形成D形运动轨迹，则可以实现纸板在瓦楞纸箱打钉机打钉工位实现精确的运动与速度控制，在纸板损伤最小的前提下，提高纸板运送速度，以配合人工及自动打钉机前后序工位要求及实现纸板打钉位置精确控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构，其特征在于，包括第一伺服电机（9），第一连杆（10），第二连杆（11），第三连杆（12）、第四连杆（13），凸轮（14），送纸板头（15）第二伺服电机（16）；所述第一连杆（10）的一端与所述第一伺服电机（9）的输出轴传动连接；另一端与所述第二连杆（11）的一端铰接，第二连杆（11）的另一端与所述第三连杆（12）上的一非端点铰接，所述第三连杆（12）的一端铰接于一固定点，另一端与第四连杆（13）的一端铰接，所述第四连杆的另一端与所述送纸板头（15）固定连接，所述凸轮（14）设置在所述第四连杆（14）一侧，并与所述第四连杆（14）配合，所述第二伺服电机（16）用于驱动所述凸轮转动。

2.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构，其特征在于，还包括可编程控制器，所述可编程控制器的输出端与所述第一伺服电机（9）和第二伺服电机（14）的控制端连接，用于控制所述第一伺服电机（9）和第二伺服电机（14）的相位和转速；所述第四连杆（13）在所述第一伺服电机（9）和第二伺服电机（14）的驱动下，保持D形轨迹运动。

3.根据权利要求2所述的一种瓦楞纸纸箱打钉机送板机构，其特征在于，所述第四连杆（13）驱动所述送纸板头（15）保持D形轨迹运动时，其平直段轨迹的加速阶段和减速阶段为匀加速和匀减速。

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