CN111688963A - 一种软袋装箱机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动化设备领域，具体涉及一种软袋装箱机，包括，蜘蛛手机器人、伸缩抓头、软袋输送机构、纸箱输送机构和外壳机架，所述蜘蛛手机器人固定在所述外壳机架顶部，所述伸缩抓头固定在所述蜘蛛手机器人底部，所述软袋输送机构和所述纸箱输送机构设置在所述蜘蛛手机器人与所述伸缩抓头下方；所述蜘蛛手机器人包括，固定顶座、摆动台以及设置在所述固定顶座和所述摆动台之间的伸缩转轴和移动摆臂；所述伸缩抓头包括，抓头固定架、伸缩导轨、抓头滑块、剪叉伸缩机构和剪叉机构控制连杆组；所述软袋输送机构包括，工位板、传输带、支架板、光电计数装置和进料装置。
Description
技术领域
本发明涉及自动化设备领域，具体涉及一种软袋装箱机。
背景技术
软袋包装广泛应用于食品、化工、调味品、饲料添加剂、医药等领域。诸如日常生活中的袋装牛奶、袋装食品等，其装袋过程基本上都可以实现自动化，但装袋后的软袋包装成品装箱过程一般都是由人工装箱，其劳动强度大、而且容易造成数量不准、排列不整齐，虽然用人较多但装箱速度却仍然较慢，使得软袋装箱成为生产制造中效率最低的环节。
为了节省人工、提高装箱效率，需要采用自动化机器设备对软袋进行抓取和码放，而设计自动装箱机的过程中有以下难点：1、如何设置抓头结构，使其能够一次性对多个不同间距摆放的软袋进行抓取；2、如何在抓头抓取软袋后，调整多个软袋的间距进行装箱摆放；3、如何实现高速、准确的对软袋进行抓取和码放。
发明内容
本发明的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种软袋装箱机。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种软袋装箱机，包括，蜘蛛手机器人、伸缩抓头、软袋输送机构、纸箱输送机构和外壳机架，所述蜘蛛手机器人固定在所述外壳机架顶部，所述伸缩抓头固定在所述蜘蛛手机器人底部，所述软袋输送机构和所述纸箱输送机构设置在所述蜘蛛手机器人与所述伸缩抓头下方；
所述蜘蛛手机器人包括，固定顶座、摆动台以及设置在所述固定顶座和所述摆动台之间的伸缩转轴和移动摆臂；所述伸缩抓头包括，抓头固定架、伸缩导轨、抓头滑块、剪叉伸缩机构和剪叉机构控制连杆组；
所述软袋输送机构包括，工位板、传输带、支架板、光电计数装置和进料装置，支架板内设置有用电机驱动的传动辊，所述传输带包覆在所述传动辊外，若干所述工位板等距地固定在所述传输带外侧。
作为优选，所述伸缩转轴数量为一根，所述移动摆臂数量为三个并在圆周上均布；所述固定顶座上相应地设置有一个用于驱动所述伸缩转轴的转动电机以及三个用于驱动所述移动摆臂的摆动电机；所述摆动台包括，连接座、驱动转轴和连杆控制轴，所述驱动转轴与所述连杆控制轴传动连接；所述伸缩转轴两端分别通过万向联轴器与所述转动电机和所述驱动转轴相连，所述移动摆臂包括，活动连接的上摆臂和下摆臂，所述上摆臂顶部与所述摆动电机相连，所述下摆臂底部与所述连接座相连。
作为优选，所述抓头固定架包括，顶架、侧挡板、前架板和后架板；所述伸缩导轨设置在所述前架板和所述后架板之间，所述剪叉伸缩机构和所述剪叉机构控制连杆组设置在所述顶架与所述伸缩导轨之间，所述顶架与所述连接座固定，所述驱动转轴穿过所述顶架与所述剪叉机构控制连杆组相连；所述抓头滑块与所述伸缩导轨滑动连接，其顶部与所述剪叉伸缩机构相连；所述剪叉伸缩机构和剪叉机构控制连杆组相连，所述剪叉机构控制连杆组与所述连杆控制轴相连，所述连杆控制轴依次带动剪叉机构控制连杆组与剪叉伸缩机构，从而控制抓头滑块在伸缩导轨的所处位置。
作为优选，所述剪叉伸缩机构包括若干剪叉单元，所述剪叉单元由两根连杆铰接组成，所述连杆上设置有轴线铰接点和端部铰接点，同一所述剪叉单元内的两根所述连杆之间通过轴线铰接点铰接在一起，相邻所述剪叉单元之间提供过端部铰接点铰接相连，所述轴线铰接点的连线方向与所述伸缩导轨的长度方向一致，所述连杆分为长连杆和短连杆，设置在所述剪叉伸缩机构两端的所述剪叉单元由两根所述短连杆组成，设置在所述剪叉伸缩机构中部的若干所述剪叉单元由两根所述长连杆组成。
作为优选，所述剪叉机构控制连杆组包括，一根转轴连接杆和两根剪叉机构连接杆，所述转轴连接杆中点处与所述驱动转轴底部固定连接，两根所述剪叉机构连接杆对称设置所述转轴连接杆两侧，并且其尾部与所述转轴连接杆铰接。
为了抓取不同间隔码放的软袋包装，蜘蛛手机器人底部的抓取机构必须具有伸缩抓取码放的功能，而常规具有伸缩结构的抓头往往配备了汽缸、丝杆等结构，导致其自重较大。普通蜘蛛手机器人的载荷通常都在3千克左右，难以驱动结构的普通抓头进行高度移动，而本申请设计的伸缩抓头，采用简单的剪叉机构配合蜘蛛手机器人自有的转动轴实现伸缩功能，大大降低了伸缩抓头的自重，从而为抓头的高速运动提供了保障。
作为优选，所述剪叉机构连接杆顶部与所述剪叉伸缩机构中的轴线铰接点相连。
作为优选，所述抓头滑块包括，滑块及其下方的吸盘架，所述吸盘架底部设置有负压吸盘。
作为优选，所述下摆臂由两根平行的连接杆组成，所述上摆臂底部与所述连接座上端分别设置有球头销，所述连接杆两端通过分别通过上述球头销与所述上摆臂和所述连接座活动连接。
作为优选，所述伸缩导轨为非金属轻质材料导轨，所述滑块与所述伸缩导轨之间设置有塑料轴承，所述顶架、侧挡板、前架板、后架板和吸盘架上均设置有镂空减重槽或镂空减重孔。
作为优选，所述驱动转轴与所述连杆控制轴传动连接方式为齿轮传动。
作为优选，所述工位板包括，固定底板、承托板和挡停板；所述固定底板、承托板和挡停板三者夹角设置并在三者的顶部相连，所述承托板设置在所述固定底板与所述挡停板之间；所述固定底板为平板，所述承托板为由顶部的下滑段和尾部的承接段组成的两折板，所述挡停板为由顶部的挡停段、中部的抑翻段和尾部的增高段组成的三折板，所述抑翻段和增高段的弯折方向相反；所述承托板与所述挡停板之间所夹开口空间为软袋搁置区。
作为优选，所述下滑段与所述固定底板的夹角为锐角，所述挡停段与所述述固定底板的夹角为钝角，所述承接段和所述增高段朝向所述软袋搁置区外侧翻折，所述抑翻段朝向所述软袋搁置区内侧翻折；
作为优选，所述下滑段设置有透气通孔，防止抓取吸板在吸取软袋时在工位板表面形成负压，影响抓取效果，也可以防止漏包时，吸盘将工位板吸起。
作为优选，所述固定底板上设置有螺孔，所述螺孔在所述下滑段的投影位置处设置有安装通孔，设置安装通孔的作用是，在工位板安装到传输带的过程中，安装工具(例如螺丝刀)可通过安装通孔对下方螺孔处的螺栓进行拧紧、旋松的操作。
作为优选，所述增高段顶部与所述承接段顶部平齐,相邻两块安装在传输带上的工位板之间通过彼此的增高段和承接段的拼合，可以有效防止软袋落入相邻工位板之间的缝隙中。
作为优选，所述下滑段与所述固定底板的夹角为30°。
作为优选，所述工位板的软袋搁置区开口方向与所述传输带运动方向相反，所述进料装置设置在所述传输带的头部上方，所述光电计数装置设置在所述进料装置的出口处，所述传输带表面设置有工位板安装孔，所述工位板通过螺栓、螺孔和所述工位板安装孔固定在所述传输带表面，所述工位板安装孔内设有与所述螺栓相匹配的螺纹，所述进料装置为皮带输送机，所述进料装置两侧设置有宽度调节挡板，所述传输带两侧设置有防跌板和软袋横向调整装置，所述防跌板设置在所述进料装置与所述软袋横向调整装置之间，所述软袋横向调整装置包括，调位气缸和调位推板。
作为优选，所述调位推板朝向所述进料装置处设置有向外的翻折段。
作为优选，所述纸箱输送机构包括，纸箱输送架、换位导轨、换位汽缸和换位滑动夹；所述换位滑动夹包括，夹座、夹板和夹板汽缸，所述夹座滑动连接在所述换位导轨上并与所述换位汽缸相连，所述夹板设置在所述夹座两侧并且通过所述夹板汽缸与所述夹座相连。
综上所述，本发明的有益效果：
1、本发明所述的一种软袋装箱机，通过伸缩抓头的结构设计，使得机构能够对任意间距的软袋进行抓取并且能随意调节抓取后的摆放间距，设备的适用范围广、通用性强。此外，充分利用到蜘蛛手机器人的伸缩转轴，使其直接操控伸缩抓头进行的抓头滑块进行伸缩，提高了整个机构的自动化程度。
2、本发明所述的一种软袋装箱机，通过软袋搁置区的合理设计，使得软袋进入工位板后能够自动滑落到合适的位置，并且具有防止软袋前翻、防止跌落等优异的效果。
3、本发明所述的一种软袋装箱机，大大提高了软袋装箱的效率，节省了人力成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中蜘蛛手机器人的结构示意图；
图3是本发明中伸缩抓头结构的结构示意图；
图4是本发明中剪叉伸缩机构和剪叉机构控制连杆组结构示意图；
图5是本发明中工位板的结构示意图；
图6是本发明中软袋输送机构的结构示意图；
图7是本发明中纸箱输送机构的结构示意图。
具体实施方式
以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
根据图1所示，一种软袋装箱机，包括，蜘蛛手机器人1、伸缩抓头2、软袋输送机构3、纸箱输送机构4和外壳机架5，蜘蛛手机器人1固定在外壳机架5顶部，伸缩抓头2固定在蜘蛛手机器人1底部，软袋输送机构3和纸箱输送机构4设置在蜘蛛手机器人1与伸缩抓头2下方。
根据图2所示，蜘蛛手机器人1包括，固定顶座11、摆动台12以及设置在固定顶座11和摆动台12之间的伸缩转轴13和移动摆臂14；伸缩转轴13数量为一根，移动摆臂14数量为三个并在圆周上均布；固定顶座11上相应地设置有一个用于驱动伸缩转轴13的转动电机111以及三个用于驱动移动摆臂14的摆动电机112；摆动台12包括，连接座121、驱动转轴122和连杆控制轴123，驱动转轴122与连杆控制轴123通过齿轮传动连接；伸缩转轴13两端分别通过万向联轴器131与转动电机111和驱动转轴122相连，移动摆臂14包括，活动连接的上摆臂141和下摆臂142，上摆臂141顶部与摆动电机112相连，下摆臂142底部与连接座121相连。下摆臂142由两根平行的连接杆1421组成，上摆臂131底部与连接座121上端分别设置有球头销16，连接杆1421两端通过分别通过上述球头销16与上摆臂131和连接座121活动连接。
根据图3、图4所示，伸缩抓头2包括，抓头固定架21、伸缩导轨22、抓头滑块23、剪叉伸缩机构24和剪叉机构控制连杆组25。
抓头固定架21包括，顶架211、侧挡板212、前架板213和后架板214；伸缩导轨22设置在前架板213和后架板214之间，剪叉伸缩机构24和剪叉机构控制连杆组25设置在顶架211与伸缩导轨22之间，顶架211与连接座121固定，驱动转轴122穿过顶架211与剪叉机构控制连杆组25相连；抓头滑块23与伸缩导轨22滑动连接，其顶部与剪叉伸缩机构24相连；剪叉伸缩机构24和剪叉机构控制连杆组25相连，剪叉机构控制连杆组25与连杆控制轴123相连，连杆控制轴123依次带动剪叉机构控制连杆组25与剪叉伸缩机构24，从而控制抓头滑块23在伸缩导轨22的所处位置。抓头滑块23包括，滑块231及其下方的吸盘架232，吸盘架232底部设置有负压吸盘(图中未示出)。伸缩导轨22为非金属轻质材料导轨，滑块231与伸缩导轨22之间设置有塑料轴承233，顶架211、侧挡板212、前架板213、后架板214和吸盘架232上均设置有镂空减重槽或镂空减重孔。
剪叉伸缩机构24包括若干剪叉单元240，剪叉单元240由两根连杆241铰接组成，连杆241上设置有轴线铰接点242和端部铰接点243，同一剪叉单元240内的两根连杆241之间通过轴线铰接点242铰接在一起，相邻剪叉单元240之间提供过端部铰接点243铰接相连，轴线铰接点242的连线方向与伸缩导轨22的长度方向一致，连杆241分为长连杆2411和短连杆2412，设置在剪叉伸缩机构24两端的剪叉单元240由两根短连杆2412组成，设置在剪叉伸缩机构24中部的若干剪叉单元240由两根长连杆2411组成。
剪叉机构控制连杆组25包括，一根转轴连接杆251和两根剪叉机构连接杆252，转轴连接杆251中点处与驱动转轴122底部固定连接，两根剪叉机构连接杆252对称设置转轴连接杆251两侧，并且其尾部与转轴连接杆251铰接。剪叉机构连接杆252顶部与剪叉伸缩机构24中的轴线铰接点242相连。
根据图6所示，软袋输送机构3包括，工位板31、传输带32、支架板33、光电计数装置(图中未示出)和进料装置34，支架板33内设置有用电机驱动的传动辊，传输带32包覆在传动辊外，若干工位板31等距地固定在传输带32外侧。
根据图5所示，工位板31包括，固定底板311、承托板312和挡停板313；固定底板311、承托板312和挡停板313三者夹角设置，并在三者的顶部相连，承托板312设置在固定底板311与挡停板313之间；固定底板311为平板，承托板312为由顶部的下滑段3121和尾部的承接段3122组成的两折板，挡停板313为由顶部的挡停段3131、中部的抑翻段3132和尾部的增高段3133组成的三折板，抑翻段3132和增高段3133的弯折方向相反；承托板312与挡停板313之间所夹开口空间为软袋搁置区314。增高段3133顶部与承接段3122顶部平齐。
下滑段3121与固定底板311的夹角为30°，挡停段3131与述固定底板311的夹角为钝角，承接段3122和增高段3133朝向软袋搁置区314外侧翻折，抑翻段3132朝向软袋搁置区314内侧翻折；下滑段3121设置有透气通孔3123，固定底板311上设置有螺孔3111，螺孔3111在下滑段3121的投影位置处设置有安装通孔3124。
工位板331的软袋搁置区3314开口方向与传输带332运动方向相反，进料装置334设置在传输带332的头部上方，光电计数装置设置在进料装置334的出口处，传输带32表面设置有工位板安装孔，工位板31通过螺栓、螺孔3111和工位板安装孔固定在传输带32表面，工位板安装孔内设有与螺栓相匹配的螺纹，进料装置34为皮带输送机，进料装置34两侧设置有宽度调节挡板341，传输带32两侧设置有防跌板321和软袋横向调整装置322，防跌板321设置在进料装置34与软袋横向调整装置322之间，软袋横向调整装置322包括，调位气缸3221和调位推板3222。调位推板3222朝向进料装置34处设置有向外的翻折段。
根据图7所示，纸箱输送机构4包括，纸箱输送架41、换位导轨42、换位汽缸43和换位滑动夹44；换位滑动夹44包括，夹座441、夹板442和夹板汽缸443，夹座441滑动连接在换位导轨42上并与换位汽缸43相连，夹板442设置在夹座441两侧并且通过夹板汽缸443与夹座441相连。
设备通过蜘蛛手机器人1带动伸缩抓头2将软袋从工位板31上抓取后码放到纸箱内。运行时，软袋从进料装置34依次落到传输带32上的工位板31内，光电计数装置对软袋计数。工位板31随传输带32的运动将软袋运输到设定位置，运输过程过中，蜘蛛手机器人1同时带动伸缩抓头2进行移动，伸缩抓头2同时进行伸缩，从而提高工作效率。纸箱在纸箱输送机构4作用下，依次进入机器内。
Claims (10)
1.一种软袋装箱机，其特征在于，包括，蜘蛛手机器人(1)、伸缩抓头(2)、软袋输送机构(3)、纸箱输送机构(4)和外壳机架(5)，所述蜘蛛手机器人(1)固定在所述外壳机架(5)顶部，所述伸缩抓头(2)固定在所述蜘蛛手机器人(1)底部，所述软袋输送机构(3)和所述纸箱输送机构(4)设置在所述蜘蛛手机器人(1)与所述伸缩抓头(2)下方；
所述蜘蛛手机器人(1)包括，固定顶座(11)、摆动台(12)以及设置在所述固定顶座(11)和所述摆动台(12)之间的伸缩转轴(13)和移动摆臂(14)；
所述伸缩抓头(2)包括，抓头固定架(21)、伸缩导轨(22)、抓头滑块(23)、剪叉伸缩机构(24)和剪叉机构控制连杆组(25)；
所述软袋输送机构(3)包括，工位板(31)、传输带(32)、支架板(33)、光电计数装置和进料装置(34)，支架板(33)内设置有用电机驱动的传动辊，所述传输带(32)包覆在所述传动辊外，若干所述工位板(31)等距地固定在所述传输带(32)外侧。
2.根据权利要求1所述的一种软袋装箱机，其特征在于，所述伸缩转轴(13)数量为一根，所述移动摆臂(14)数量为三个并在圆周上均布；所述固定顶座(11)上相应地设置有一个用于驱动所述伸缩转轴(13)的转动电机(111)以及三个用于驱动所述移动摆臂(14)的摆动电机(112)；所述摆动台(12)包括，连接座(121)、驱动转轴(122)和连杆控制轴(123)，所述驱动转轴(122)与所述连杆控制轴(123)传动连接；所述伸缩转轴(13)两端分别通过万向联轴器(131)与所述转动电机(111)和所述驱动转轴(122)相连，所述移动摆臂(14)包括，活动连接的上摆臂(141)和下摆臂(142)，所述上摆臂(141)顶部与所述摆动电机(112)相连，所述下摆臂(142)底部与所述连接座(121)相连。
3.根据权利要求2所述的一种软袋装箱机，其特征在于，所述抓头固定架(21)包括，顶架(211)、侧挡板(212)、前架板(213)和后架板(214)；所述伸缩导轨(22)设置在所述前架板(213)和所述后架板(214)之间，所述剪叉伸缩机构(24)和所述剪叉机构控制连杆组(25)设置在所述顶架(211)与所述伸缩导轨(22)之间，所述顶架(211)与所述连接座(121)固定，所述驱动转轴(122)穿过所述顶架(211)与所述剪叉机构控制连杆组(25)相连；所述抓头滑块(23)与所述伸缩导轨(22)滑动连接，其顶部与所述剪叉伸缩机构(24)相连；所述剪叉伸缩机构(24)和剪叉机构控制连杆组(25)相连，所述剪叉机构控制连杆组(25)与所述连杆控制轴(123)相连，所述连杆控制轴(123)依次带动剪叉机构控制连杆组(25)与剪叉伸缩机构(24)，从而控制抓头滑块(23)在伸缩导轨(22)的所处位置。
4.根据权利要求3所述的一种软袋装箱机，其特征在于，所述剪叉伸缩机构(24)包括若干剪叉单元(240)，所述剪叉单元(240)由两根连杆(241)铰接组成，所述连杆(241)上设置有轴线铰接点(242)和端部铰接点(243)，同一所述剪叉单元(240)内的两根所述连杆(241)之间通过轴线铰接点(242)铰接在一起，相邻所述剪叉单元(240)之间提供过端部铰接点(243)铰接相连，所述轴线铰接点(242)的连线方向与所述伸缩导轨(22)的长度方向一致。
5.根据权利要求4所述的一种软袋装箱机，其特征在于，所述连杆(241)分为长连杆(2411)和短连杆(2412)，设置在所述剪叉伸缩机构(24)两端的所述剪叉单元(240)由两根所述短连杆(2412)组成，设置在所述剪叉伸缩机构(24)中部的若干所述剪叉单元(240)由两根所述长连杆(2411)组成。
6.根据权利要求4或5所述的一种软袋装箱机，其特征在于，所述剪叉机构控制连杆组(25)包括，一根转轴连接杆(251)和两根剪叉机构连接杆(252)，所述转轴连接杆(251)中点处与所述驱动转轴(122)底部固定连接，两根所述剪叉机构连接杆(252)对称设置所述转轴连接杆(251)两侧，并且其尾部与所述转轴连接杆(251)铰接。
7.根据权利要求1所述的一种软袋装箱机，其特征在于，所述工位板(31)包括，固定底板(311)、承托板(312)和挡停板(313)；所述固定底板(311)、承托板(312)和挡停板(313)三者夹角设置并在三者的顶部相连，所述承托板(312)设置在所述固定底板(311)与所述挡停板(313)之间；所述固定底板(311)为平板，所述承托板(312)为由顶部的下滑段(3121)和尾部的承接段(3122)组成的两折板，所述挡停板(313)为由顶部的挡停段(3131)、中部的抑翻段(3132)和尾部的增高段(3133)组成的三折板，所述抑翻段(3132)和增高段(3133)的弯折方向相反；所述承托板(312)与所述挡停板(313)之间所夹开口空间为软袋搁置区(314)。
8.根据权利要求7所述的一种软袋装箱机，其特征在于，所述下滑段(3121)与所述固定底板(311)的夹角为锐角，所述挡停段(3131)与所述述固定底板(311)的夹角为钝角，所述承接段(3122)和所述增高段(3133)朝向所述软袋搁置区(314)外侧翻折，所述抑翻段(3132)朝向所述软袋搁置区(314)内侧翻折；所述下滑段(3121)设置有透气通孔(3123)，所述固定底板(311)上设置有螺孔(3111)，所述螺孔(3111)在所述下滑段(3121)的投影位置处设置有安装通孔(3124)。
9.根据权利要求8所述的一种软袋装箱机，其特征在于，所述工位板(331)的软袋搁置区(3314)开口方向与所述传输带(332)运动方向相反，所述进料装置(334)设置在所述传输带(332)的头部上方，所述光电计数装置设置在所述进料装置(334)的出口处，所述传输带(32)表面设置有工位板安装孔，所述工位板(31)通过螺栓、螺孔(3111)和所述工位板安装孔固定在所述传输带(32)表面，所述工位板安装孔内设有与所述螺栓相匹配的螺纹，所述进料装置(34)为皮带输送机，所述进料装置(34)两侧设置有宽度调节挡板(341)，所述传输带(32)两侧设置有防跌板(321)和软袋横向调整装置(322)，所述防跌板(321)设置在所述进料装置(34)与所述软袋横向调整装置(322)之间，所述软袋横向调整装置(322)包括，调位气缸(3221)和调位推板(3222)。
10.根据权利要求1所述的一种软袋装箱机，其特征在于，所述纸箱输送机构(4)包括，纸箱输送架(41)、换位导轨(42)、换位汽缸(43)和换位滑动夹(44)；所述换位滑动夹(44)包括，夹座(441)、夹板(442)和夹板汽缸(443)，所述夹座(441)滑动连接在所述换位导轨(42)上并与所述换位汽缸(43)相连，所述夹板(442)设置在所述夹座(441)两侧并且通过所述夹板汽缸(443)与所述夹座(441)相连。
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