CN111716816B - 一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置及方法，该装置包括阶梯型纸盒、定位支撑组件、驱动组件、窄边贴纸组件和宽边贴纸组件。两组窄边主体贴合机构只需一台电机驱动就能完成阶梯型纸盒两窄边的窄边阶梯侧面、窄边阶梯上表面、窄边侧表面、窄边顶面和窄边内壁的贴合；两组宽边主体贴合机构和四组侧纸翼贴合机构也只需一台电机驱动就能完成阶梯型纸盒两宽边的宽边阶梯侧面、宽边阶梯上表面、宽边侧表面、宽边顶面和宽边内壁以及宽边左、右侧纸翼对窄边侧表面的贴合；本发明结构巧妙，先贴合宽边后贴合窄边，控制简单，节能高效；而且对阶梯型纸盒的所有动作都有相应的保护措施，避免它因过度受力而变形变位。

Description

一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置及方法

技术领域

本发明涉及包装机械领域，具体涉及一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置及方法。

背景技术

如今用于包装的主要材料有纸、塑料、玻璃和金属。其中纸的材料成本低廉、制作方便、轻便难碎、易自行降解、不会造成环境污染问题，所以是目前最具有发展前景的绿色包装材料。近几年来，作为改革开放催生成长的新兴独立工业门类，包装工业已发展成为国民经济基础性战略性支柱产业，2016年我国包装工业总产值已超过1.9万亿元。在包装行业中彩盒又占有相当大的比重。随着全球经济的整体回暖，经济发展带来的消费增长迅猛，作为承载商品的彩盒包装，其市场发展自然呈持续性增长。我国近年以平均每年18％、广东地区近20％的增长率领跑亚洲彩盒包装行业。目前，彩盒广泛应用于电子产品、食品、医药和日化等诸多领域，且需求还在不断扩大。

阶梯型纸盒在各种包装盒中占很大比例。不同于其他直面纸盒，它在底部设置有一块长宽均大于上方直面纸盒长宽的底板来形成阶梯，以使纸盒安放更稳定。而表面的彩色包装纸也必须要从底面向上将底板阶梯一起粘贴包裹。这种结构的特殊性给自动贴纸工艺和装备带来了挑战，需要增加阶梯面纸的折、压工艺，不仅增加了工艺流程、劳动强度和自动化实现的难度，而且容易造成纸盒变形、脱胶、黏口歪斜等缺陷。

目前，国内大部分包装印刷工厂拥有的印刷机、胶印机、裁切机、全自动高速糊盒机、圆辊贴面机、气动贴标机、滚轮抚压机等印刷包装设备，对于一般的纸盒贴纸完全没有问题。但是对于阶梯型纸盒，只有无盖式方形硬纸板纸盒的粘贴成型、类十字型外包装贴纸的裁切上胶、阶梯底板的粘贴等工序拥有专门的自动化设备。而最后的贴纸工序没有任何专门设备，只能依靠人工。为了达到与之前工序流水线的效率同步，工厂不得不在最后贴纸工序安排大量的手工劳动者，所付成本可想而知。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置及方法，解决了目前的阶梯型纸盒包装贴纸工序没有任何专门设备，只能依靠人工，成本极高的问题；本发明装置结构合理、贴纸效果好、工作效率高，不仅能提高工厂生产效率，为工厂节约大量的成本；而且对于国内不断发展的包装行业以及包装机械行业，一定能填补一块市场空缺，带动新的增长点。

技术方案：本发明一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置，包括阶梯型纸盒，还包括定位支撑组件、驱动组件、窄边贴纸组件和宽边贴纸组件；

所述定位支撑组件包括气动立柱、纸盒支撑平台和基座，所述气动立柱的下方设有四面与阶梯型纸盒的内侧壁相贴合的定位侧板，气动立柱的底面安装有真空吸盘，所述真空吸盘与阶梯型纸盒的底板内表面吸附，并将阶梯型纸盒按压固定在纸盒支撑平台的上表面上，所述纸盒支撑平台通过支撑杆与基座固定连接；

所述驱动组件包括上电机、丝杆支撑座和下电机，所述丝杆支撑座固定安装在基座的上表面中心位置，丝杆支撑座的顶端中心设有插孔，所述上电机固定安装在纸盒支撑平台的下表面中心处且上电机的电机轴与上丝杆的一端固定连接，所述上丝杆上螺纹连接有上丝杆螺母，所述下电机固定安装在位于丝杆支撑座正下方的基座上且下电机的电机轴与下丝杆的一端固定连接，所述下丝杆上螺纹连接有下丝杆螺母，所述上丝杆远离上电机的一端与下丝杆远离下电机的一端同轴设置且均插设在丝杆支撑座的插孔内；

所述窄边贴纸组件包括两组窄边主体贴合机构，两组窄边主体贴合机构分别安装在纸盒支撑平台相对的两外侧壁上，两组窄边主体贴合机构对称设置且同步运动；每组窄边主体贴合机构均包括窄边驱动杆、窄边摇杆、窄边主顶杆、窄边V型桁架、窄边上纸翼翻折板、窄边左支架和窄边右支架，所述窄边左支架和窄边右支架相互平行且间隔一段距离固定安装在纸盒支撑平台的同一侧壁上，所述窄边V型桁架的底端圆杆水平插设在窄边左支架和窄边右支架的前滑槽内，窄边V型桁架的中间转折处水平杆抵在窄边左支架和窄边右支架的后滑轨表面上，使得窄边V型桁架与窄边左支架和窄边右支架构成滑动副；所述窄边V型桁架的顶端圆弧表面挤压在阶梯型纸盒的外侧壁表面，窄边V型桁架的顶端与窄边上纸翼翻折板通过转动副连接，窄边上纸翼翻折板的尾部与窄边主顶杆的顶端通过转动副连接，所述窄边主顶杆的底端与窄边摇杆的一端通过转动副连接，所述窄边摇杆的另一端与丝杆支撑座的顶端通过转动副连接，所述窄边驱动杆的一端与下丝杆螺母通过转动副连接，窄边驱动杆的另一端与窄边摇杆的中部通过转动副连接；

所述宽边贴纸组件包括两组宽边主体贴合机构和四组侧纸翼贴合机构，两组宽边主体贴合机构分别安装在纸盒支撑平台相对的两外侧壁上，两组宽边主体贴合机构对称设置且同步运动；每组宽边主体贴合机构均包括宽边驱动杆、宽边摇杆、宽边主顶杆、宽边V型桁架、宽边上纸翼翻折板、宽边左支架和宽边右支架，且宽边主体贴合机构的宽边摇杆、宽边主顶杆、宽边V型桁架、宽边上纸翼翻折板、宽边左支架和宽边右支架和窄边主体贴合机构的窄边摇杆、窄边主顶杆、窄边V型桁架、窄边上纸翼翻折板、窄边左支架和窄边右支架结构相同，宽边主体贴合机构的宽边驱动杆的一端与上丝杆螺母通过转动副连接，宽边驱动杆的另一端与宽边摇杆的中部通过转动副连接，每组宽边主体贴合机构的两侧分别安装有侧纸翼贴合机构，同一侧的两组侧纸翼贴合机构对称设置。

进一步的，所述窄边V型桁架包括四组相同的V型折杆，四组V型折杆通过其中间转折点均间隔且平行焊接在水平杆上，四组V型折杆中水平杆左端两组V型折杆底端之间和水平杆右端两组V型折杆底端之间均固定连接有圆杆。圆杆作为滑动轴。

进一步的，所述窄边V型桁架的四组V型折杆顶端均设有三角形凸台。当窄边V型桁架向上推到极限位置，窄边上纸翼翻折板以窄边V型桁架顶端为支点翻转，推压窄边上纸翼贴合纸盒窄边内壁时，三角形凸台可以抵住阶梯型纸盒外表面，确保窄边上纸翼贴合完整，避免阶梯型纸盒过度受力而变形变位。

进一步的，所述宽边V型桁架的水平杆端部均设有阶梯轴。

进一步的，所述侧纸翼贴合机构包括导轨滑块、L型宽边侧滑杆、宽边侧顶杆、宽边侧连杆、宽边平滑轨和宽边竖导轨，所述宽边平滑轨与宽边主体贴合机构的顶端固定连接，所述宽边竖导轨与宽边主体贴合机构的底端固定连接，所述导轨滑块滑动套设在宽边竖导轨上构成滑动副，L型宽边侧滑杆的水平段滑动插设在宽边平滑轨上构成滑动副，L型宽边侧滑杆的水平段一端与宽边侧连杆的底端通过转动副连接，所述宽边侧连杆的顶端、导轨滑块和宽边侧顶杆的顶端三者通过转动副连接，所述宽边侧顶杆的底端套设在宽边V型桁架的阶梯轴上。

进一步的，所述阶梯型纸盒的底板下表面胶接有包装纸；所述定位侧板的底端均设有倒角。

本发明还提供了一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合方法，包括如下步骤：

(1)首先，气动立柱的真空吸盘吸住底板下表面胶接有包装纸的阶梯型纸盒，将其运送并按压到纸盒支撑平台上，完成精准定位；

(2)然后上电机通电，上丝杆螺母带动宽边驱动杆上移，宽边摇杆随之上摆并推动宽边主顶杆上移，宽边主顶杆的顶端圆弧面跟随其上方的宽边V型桁架的顶端圆弧面保持对阶梯型纸盒的外侧壁挤压，此时宽边上纸翼翻折板起连接传递作用；宽边V型桁架按照宽边左支架和宽边右支架的前滑槽轨迹随之上移，通过宽边V型桁架的顶端圆弧表面顶着包装纸，并将包装纸与阶梯型纸盒的外侧壁之间的空气推挤出，完成包装纸对阶梯型纸盒的宽边阶梯侧面、宽边阶梯上表面、宽边侧表面从下至上有序高效贴合；侧纸翼贴合机构也随着宽边V型桁架的上移而慢慢推动L型宽边侧滑杆靠近阶梯型纸盒；

(3)当宽边V型桁架的顶端圆弧表面上移到阶梯型纸盒的宽边侧表面和宽边顶面的交界边后，宽边V型桁架的中间转折处的水平杆随着宽边左支架和宽边右支架的后滑轨圆弧轨迹向内侧上方滑动，而宽边V型桁架的底端圆杆依然随宽边左支架和宽边右支架的前滑槽向上滑动，直至两者都滑动到极限位置，这样宽边V型桁架的顶端圆弧表面就从阶梯型纸盒的宽边侧表面移动到宽边顶面，完成包装纸对阶梯型纸盒的宽边顶面贴合，在这个过程中，侧纸翼贴合机构也推动L型宽边侧滑杆由接触宽边左侧纸翼和宽边右侧纸翼到推挤宽边左侧纸翼和宽边右侧纸翼完全贴合在阶梯型纸盒的窄边侧表面；

在宽边V型桁架沿宽边左支架和宽边右支架向上滑到极限位置后，宽边V型桁架的顶端停在阶梯型纸盒的宽边顶面上，宽边主顶杆的顶端继续向上推，但不再产生滑动，只能借宽边上纸翼翻折板的倾斜顺势旋转，推动宽边上纸翼翻折板以宽边V型桁架顶端为支点翻转，完成包装纸的宽边上纸翼对阶梯型纸盒的宽边内壁贴合，至此宽边贴纸组件完成工作，将上电机反转，驱动宽边主顶杆下拉，将宽边贴纸组件拉回初始位；

(4)最后，下电机通电驱动窄边贴纸组件工作，窄边贴纸组件的工作原理与宽边贴纸组件中宽边主体贴合机构工作原理相同，同理依次完成包装纸对阶梯型纸盒的窄边阶梯侧面、窄边阶梯上表面、窄边侧表面、窄边顶面和窄边内壁从下至上有序高效贴合，至此贴合工作全部完成，下电机反转使窄边贴纸组件回到初始位。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)在贴合工作过程中，当气动立柱压向阶梯型纸盒时，定位侧板底端的倒角可以避免因两者位置误差导致对阶梯型纸盒的压坏，气动立柱底面的真空吸盘可以确保两者柔性无损接触；当宽、窄边V型桁架的顶端圆弧表面对阶梯型纸盒由外向内推挤时，定位侧板可以防止阶梯型纸盒过度受力而变形变位；当宽、窄边上纸翼翻折板翻转后由内向外推压阶梯型纸盒的宽、窄边内壁时，宽、窄边V型桁架的三角形凸台又可以抵住阶梯型纸盒外表面来抵消部分推力；本发明接触阶梯型纸盒的每一个动作都有相应的保护措施，尽量确保阶梯型纸盒不因过度受力而变形变位；

(2)两组窄边主体贴合机构只需一台电机驱动就能完成阶梯型纸盒两窄边的窄边阶梯侧面、窄边阶梯上表面、窄边侧表面、窄边顶面和窄边内壁的贴合；两组宽边主体贴合机构和四组侧纸翼贴合机构也只需一台电机驱动就能完成阶梯型纸盒两宽边的宽边阶梯侧面、宽边阶梯上表面、宽边侧表面、宽边顶面和宽边内壁以及宽边左、右侧纸翼对窄边侧表面的贴合；本发明结构巧妙，先贴合宽边后贴合窄边，控制简单，节能高效；

(3)连杆推挤式的机构设计，利用杆件的圆弧表面顶着包装纸将包装纸与阶梯型纸盒表面之间的空气依次挤出，并使包装纸与阶梯型纸盒表面之间的胶水更大范围的均匀散开，避免了脱胶、气泡凸起等缺陷，贴合后表面平整效果好；

(4)宽边贴纸组件、窄边贴纸组件分别对称安装在纸盒支撑平台相对的外侧壁上，布局简单，先贴宽边再贴窄边，互不干涉；宽、窄边贴纸组件的组成零部件多为杆件和标准件，制造方便，成本低廉。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为本发明装置分解图；

图3为宽边贴纸组件主视图；

图4为宽边贴纸组件局部爆炸图；

图5为窄边贴纸组件主视图；

图6为窄边贴纸组件局部爆炸图；

图7为宽边V型桁架结构示意图；

图8为阶梯型纸盒贴合流程图；

图9为阶梯型纸盒包装纸的贴合方法流程图；

图10为本发明装置另一轴视图；

图11为宽边主体贴合机构结构示意图；

图12为侧纸翼贴合机构结构示意图；

图13为驱动组件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：

如图1和图13所示，本发明一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置，包括阶梯型纸盒2，还包括定位支撑组件、驱动组件、窄边贴纸组件和宽边贴纸组件；

定位支撑组件包括气动立柱1、纸盒支撑平台4和基座5，气动立柱1的下方设有四面与阶梯型纸盒2的内侧壁相贴合的定位侧板50，定位侧板50的底端均设有倒角，气动立柱1的底面安装有真空吸盘51，真空吸盘51与阶梯型纸盒2的底板内表面吸附，并将阶梯型纸盒2按压固定在纸盒支撑平台4的上表面上，纸盒支撑平台4通过支撑杆与基座5固定连接；定位侧板50可以在贴纸过程中部分抵消连杆推挤的力，防止阶梯型纸盒2过度受力而变形变位，当气动立柱1压向阶梯型纸盒2时，定位侧板50底端的倒角可以避免因两者位置误差导致对阶梯型纸盒2的压坏，气动立柱1底面的真空吸盘51可以确保两者柔性无损接触；

驱动组件包括上电机6、丝杆支撑座9和下电机12，丝杆支撑座9固定安装在基座5的上表面中心位置，丝杆支撑座9的顶端中心设有插孔，上电机6固定安装在纸盒支撑平台4的下表面中心处且上电机6的电机轴与上丝杆7的一端固定连接，上丝杆7上螺纹连接有上丝杆螺母8，下电机12固定安装在位于丝杆支撑座9正下方的基座5上且下电机12的电机轴与下丝杆10的一端固定连接，下丝杆10上螺纹连接有下丝杆螺母11，上丝杆7远离上电机6的一端与下丝杆10远离下电机12的一端同轴设置且均插设在丝杆支撑座9的插孔内；以此实现上电机6和下电机12分别单独驱动上丝杆7和下丝杆10，丝杆支撑座9的底部通过四根立柱固定在基座5上，这样整个驱动组件都安装在纸盒支撑平台4与基座5之间；

如图2所示，为了便于观察，将驱动组件、宽边贴纸组件、窄边贴纸组件、定位支撑组件做了些许平移，从图中可以看出，整个驱动组件都安装在纸盒支撑平台4与基座5之间，宽边贴纸组件、窄边贴纸组件分别对称安装在纸盒支撑平台4的两对相对的外侧壁上，布局简单，先贴宽边再贴窄边，互不干涉，该贴合装置的组成零部件多为杆件和标准件，制造方便，成本低廉；

如图3、图4、图11和图12所示，为宽边贴纸组件结构示意图，隐藏窄边贴纸组件，从图中可以看出，宽边贴纸组件包括两组宽边主体贴合机构和四组侧纸翼贴合机构，两组宽边主体贴合机构分别安装在纸盒支撑平台4相对的两外侧壁上，两组宽边主体贴合机构对称设置且同步运动；每组宽边主体贴合机构的两侧分别安装有侧纸翼贴合机构，同一侧的两组侧纸翼贴合机构对称设置；

每组宽边主体贴合机构均包括宽边驱动杆20、宽边摇杆21、宽边主顶杆22、宽边V型桁架23、宽边上纸翼翻折板24、宽边左支架29和宽边右支架32，且宽边主体贴合机构的宽边摇杆、宽边主顶杆、宽边V型桁架、宽边上纸翼翻折板、宽边左支架和宽边右支架和窄边主体贴合机构的窄边摇杆、窄边主顶杆、窄边V型桁架、窄边上纸翼翻折板、窄边左支架和窄边右支架结构相同；宽边左支架29和宽边右支架32相互平行且间隔一段距离固定安装在纸盒支撑平台4的同一侧壁上，宽边V型桁架23的底端圆杆54水平插设在宽边左支架29和宽边右支架32的前滑槽内，宽边V型桁架23的中间转折处水平杆53抵在宽边左支架29和宽边右支架32的后滑轨表面上，这样使得宽边V型桁架23与宽边左支架29和宽边右支架32构成滑动副；

宽边V型桁架23的顶端圆弧表面挤压在阶梯型纸盒2的外侧壁表面，宽边V型桁架23的顶端与宽边上纸翼翻折板24通过转动副连接，宽边上纸翼翻折板24的尾部与宽边主顶杆22的顶端通过转动副连接，宽边主顶杆22的底端与宽边摇杆21的一端通过转动副连接，宽边摇杆21的另一端与丝杆支撑座9的顶端通过转动副连接，宽边驱动杆20的一端与上丝杆螺母8通过转动副连接，宽边驱动杆20的另一端与宽边摇杆21的中部通过转动副连接；这样当上电机6驱动上丝杆7旋转时，宽边驱动杆20随上丝杆螺母8一起升降来驱动宽边摇杆21以丝杆支撑座9的顶端边缘为圆心摆动，再通过宽边主顶杆22的传递带动宽边V型桁架23和宽边上纸翼翻折板24进行贴纸工作；

侧纸翼贴合机构包括导轨滑块25、L型宽边侧滑杆26、宽边侧顶杆27、宽边侧连杆28、宽边平滑轨30和宽边竖导轨31，以宽边右支架32右侧的安装设置为例，宽边平滑轨30与宽边右支架32的顶端固定连接，宽边竖导轨31与宽边右支架32的底端固定连接，导轨滑块25滑动套设在宽边竖导轨31上构成滑动副，L型宽边侧滑杆26的水平段滑动插设在宽边平滑轨30上构成滑动副，L型宽边侧滑杆26的水平段一端与宽边侧连杆28的底端通过转动副连接，宽边侧连杆28的顶端、导轨滑块25和宽边侧顶杆27的顶端三者同轴通过转动副连接，宽边侧顶杆27的底端套设在宽边V型桁架23的阶梯轴56上；这样实现宽边V型桁架23的滑动经由宽边侧顶杆27的传递带动导轨滑块25和宽边侧连杆28顶端竖直上下滑动，又因为导轨滑块25、宽边侧连杆28和L型宽边侧滑杆26构成的双滑轨结构，当宽边侧连杆28的顶端和导轨滑块25向上滑动时，便会带动宽边侧连杆28的底端和L型宽边侧滑杆26向阶梯型纸盒2方向滑动，L型宽边侧滑杆26的竖直段便可以将包装纸3的宽边右侧纸翼35推挤贴合在阶梯型纸盒2的窄边侧表面47；

如图5和图6所示，为窄边贴纸组件结构示意图，隐藏宽边贴纸组件，从图中可以看出，窄边贴纸组件包括两组窄边主体贴合机构，两组窄边主体贴合机构分别安装在纸盒支撑平台4相对的两外侧壁上，两组窄边主体贴合机构对称设置且同步运动；每组窄边主体贴合机构均包括窄边驱动杆13、窄边摇杆14、窄边主顶杆15、窄边V型桁架16、窄边上纸翼翻折板17、窄边左支架18和窄边右支架19，窄边左支架18和窄边右支架19相互平行且间隔一段距离固定安装在纸盒支撑平台4的同一侧壁上，窄边V型桁架16的底端圆杆54水平插设在窄边左支架18和窄边右支架19的前滑槽内，窄边V型桁架16的中间转折处水平杆53抵在窄边左支架18和窄边右支架19的后滑轨表面上，这样使得窄边V型桁架16与窄边左支架18和窄边右支架19构成滑动副；窄边V型桁架16的顶端圆弧表面挤压在阶梯型纸盒2的外侧壁表面，窄边V型桁架16的顶端与窄边上纸翼翻折板17通过转动副连接，窄边上纸翼翻折板17的尾部与窄边主顶杆15的顶端通过转动副连接，窄边主顶杆15的底端与窄边摇杆14的一端通过转动副连接，窄边摇杆14的另一端与丝杆支撑座9的顶端通过转动副连接，窄边驱动杆13的一端与下丝杆螺母11通过转动副连接，窄边驱动杆13的另一端与窄边摇杆14的中部通过转动副连接；这样当下电机12驱动下丝杆10旋转时，窄边驱动杆13随下丝杆螺母11一起升降来驱动窄边摇杆14以丝杆支撑座9的顶端边缘为圆心摆动，再通过窄边主顶杆15的传递带动窄边V型桁架16和窄边上纸翼翻折板17进行贴纸工作；

图7为宽边V型桁架结构示意图，从图中可以看出，宽边V型桁架23包括四组相同的V型折杆52，四组V型折杆52通过其中间转折点均间隔且平行焊接在水平杆53上，四组V型折杆52中水平杆53左端两组V型折杆52底端之间和水平杆53右端两组V型折杆52底端之间均固定连接有圆杆54，圆杆54作为滑动轴；四组V型折杆52的顶端均设有三角形凸台55，当宽边V型桁架23向上推到极限位置，宽边上纸翼翻折板24以宽边V型桁架23顶端为支点翻转，推压宽边上纸翼33贴合纸盒宽边内壁44时，三角形凸台55可以抵住阶梯型纸盒2外表面，确保宽边上纸翼33贴合完整，避免阶梯型纸盒2过度受力而变形变位；宽边V型桁架23的水平杆53端部均设有阶梯轴56，阶梯轴56用于插入侧纸翼贴合机构的宽边侧顶杆27底端孔内，以此实现宽边V型桁架23对整个侧纸翼贴合机构的驱动；而窄边V型桁架16的结构与宽边V型桁架23的结构基本相同，不同之处在于窄边V型桁架16的水平杆53比较短，且水平杆53的两端没有阶梯轴56；

图8为阶梯型纸盒贴合流程图，可以看出，在直面无盖纸盒的底部粘贴一块长宽均大于上方直面纸盒长宽的底板作为阶梯就形成了阶梯型纸盒2，阶梯型纸盒2的底板下表面胶接有包装纸3，将阶梯型纸盒2的底板底面与裁剪好的包装纸3的底纸面39对齐粘贴就变成阶梯型纸盒2坯体；目前，国内大部分包装印刷工厂拥有的印刷包装设备，能够实现上述无盖式方形硬纸板纸盒的粘贴成型，阶梯底板的粘贴，类十字型外包装纸3的裁切上胶，阶梯型纸盒2的底板底面与包装纸3的底纸面39对齐粘贴，但是剩下的阶梯型纸盒2的阶梯面、顶面、内壁的贴合工序目前没有专门的自动化设备，只能人工；本发明就是用来实现阶梯型纸盒2坯体贴合变成阶梯型纸盒2的成品，即先将宽边主纸面36贴合宽边阶梯侧面40、宽边阶梯上表面41和宽边侧表面42上，将宽边上纸翼33贴合宽边顶面43以及宽边内壁44，将宽边左侧纸翼34和宽边右侧纸翼35从宽边侧表面42翻折后贴合窄边侧表面47两端，再将窄边主纸面38贴合窄边阶梯侧面45、窄边阶梯上表面46和窄边侧表面47，将窄边上纸翼37贴合窄边顶面48以及窄边内壁49；

如图9和图10所示，图9为贴合方法流程图，图9(a)、9(b)、9(c)、9(d)、9(e)、9(f)左边都是宽边贴纸组件主视图，右上方都是宽边贴纸组件与包装纸3接触处的局部放大图，右下方是对应阶梯型纸盒2坯体形态；图9(g)、9(h)、9(i)、9(j)、9(k)、9(l)左边都是窄边贴纸组件主视图，右上方都是窄边贴纸组件与包装纸3接触处的局部放大图，右下方是对应阶梯型纸盒2坯体形态图。

通过图9可以看出，一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合方法，包括如下步骤：

(1)首先，气动立柱1的真空吸盘51吸住底板下表面胶接有包装纸3的阶梯型纸盒2即阶梯型纸盒2坯体，将其运送并按压到纸盒支撑平台4上，完成精准定位；

(2)然后上电机6通电，上丝杆螺母8带动宽边驱动杆20上移，宽边摇杆21随之上摆并推动宽边主顶杆22上移，如图9(a)所示，宽边主顶杆22的顶端圆弧面跟随其上方的宽边V型桁架23的顶端圆弧面保持对阶梯型纸盒2的外侧壁挤压，此时竖直状态的宽边上纸翼翻折板24起连接传递作用；宽边V型桁架23按照宽边左支架29和宽边右支架32的前滑槽下段竖直轨迹上移，通过宽边V型桁架23的顶端圆弧表面顶着包装纸3，并将包装纸3与阶梯型纸盒2的外侧壁之间的空气推挤出，并使包装纸3与阶梯型纸盒2表面之间的胶水更大范围的均匀散开，避免了脱胶、气泡凸起等缺陷，宽边V型桁架23保持对阶梯型纸盒2的宽边阶梯侧面40的推挤，完成包装纸3的宽边主纸面36对阶梯型纸盒2的宽边阶梯侧面40的贴合；

之后，宽边V型桁架23按照宽边左支架29和宽边右支架32的前滑槽和后滑轨中间的圆弧轨迹向内侧上方平移，即整体以宽边阶梯侧面40和宽边阶梯上表面41的交界边为轴心旋转，直至宽边V型桁架23的顶端圆弧面抵住阶梯型纸盒2的宽边侧表面42，完成宽边主纸面36对阶梯型纸盒2的宽边阶梯上表面41的贴合，如图9(b)所示；图9(b)中可以看出宽边主纸面36在阶梯型纸盒2的宽边侧表面42和宽边阶梯上表面41的夹角处会产生一个圆角，这个圆角的半径即为宽边V型桁架23的顶端圆弧面半径，可以通过调整宽边V型桁架23的顶端圆弧面半径来满足具体要求，这个过程中，宽边主顶杆22的顶端圆弧面还抵着纸盒支撑平台4的侧表面，宽边上纸翼翻折板24仍起连接传递作用，虽然有所偏转，但并不干涉；

接着，宽边V型桁架23的顶端圆弧面抵住纸盒宽边侧表面42向上推挤，宽边主顶杆22的顶端圆弧面滑过阶梯型纸盒2的宽边阶梯侧面40后慢慢移向阶梯型纸盒2的宽边侧表面42，这样宽边上纸翼翻折板24渐渐回到竖直状态，直到如图9(c)所示；然后宽边主顶杆22的顶端圆弧面及其竖直上方的宽边V型桁架23的顶端圆弧面一起抵住阶梯型纸盒2的宽边侧表面42向上推挤，竖直状态的宽边上纸翼翻折板24仍起连接传递作用，直至如图9(d)所示；宽边V型桁架23的顶端圆弧表面上移到阶梯型纸盒2的宽边侧表面42和宽边顶面43的交界边，这样就完成了宽边主纸面36对阶梯型纸盒2的宽边侧表面42的贴合；侧纸翼贴合机构也随着宽边V型桁架23的上移而慢慢推动L型宽边侧滑杆26靠近阶梯型纸盒2；

紧接着，宽边主顶杆22的顶端圆弧面继续抵住阶梯型纸盒2的宽边侧表面42向上推动，宽边V型桁架23的中间转折处的水平杆53随着宽边左支架29和宽边右支架32的后滑轨圆弧轨迹向内侧上方滑动，而宽边V型桁架23的底部圆杆54依然随宽边左支架29和宽边右支架32的前滑槽向上滑动，直至两者都滑动到极限位置，这样宽边V型桁架23的顶端圆弧表面就从阶梯型纸盒2的宽边侧表面42移动到宽边顶面43，完成包装纸3对阶梯型纸盒2的宽边顶面43的贴合，如图9(e)所示；在这个过程中，侧纸翼贴合机构也推动L型宽边侧滑杆26由接触宽边左侧纸翼34和宽边右侧纸翼35到推挤宽边左侧纸翼34和宽边右侧纸翼35完全贴合在阶梯型纸盒2的窄边侧表面47；从刚开始的图9(a)到现在的图9(e)，这段过程中宽边上纸翼翻折板24一直起连接传递作用，而整个宽边主体贴合机构也可以近似看作摇杆滑块机构；

在宽边V型桁架23沿宽边左支架29和宽边右支架32向上滑到极限位置后，宽边V型桁架23的顶端停在阶梯型纸盒2的宽边顶面43上，宽边主顶杆22的顶端继续向上推，但不再产生滑动，只能借宽边上纸翼翻折板24的倾斜顺势旋转，推动宽边上纸翼翻折板24以宽边V型桁架23的顶端为支点翻转；这时宽边上纸翼翻折板24才起到贴合作用，而整个宽边主体贴合机构又可以近似看作双摇杆机构，直到宽边上纸翼翻折板24的顶部侧平面与宽边V型桁架23的顶端三角形凸台55完全抵住，才算完成包装纸3的宽边上纸翼33对阶梯型纸盒2的宽边内壁44的贴合，如图9(f)所示；至此宽边贴纸组件完成工作，将上电机6反转，驱动宽边主顶杆22下拉，将宽边贴纸组件拉回初始位；

(4)图9(g)、9(h)、9(i)、9(j)、9(k)、9(l)都是下电机12通电驱动窄边贴纸组件工作，相较于上述的宽边贴纸过程，窄边贴纸只是没有侧纸翼贴合机构去推挤贴合侧纸翼，窄边贴纸组件的工作原理与宽边贴纸组件中宽边主体贴合机构工作原理相同，同理依次完成包装纸3对阶梯型纸盒2的窄边阶梯侧面45、窄边阶梯上表面46、窄边侧表面47、窄边顶面48和窄边内壁49从下至上有序高效贴合，具体为：先是窄边V型桁架16按照窄边左支架18和窄边右支架19的前滑槽轨迹上移，通过窄边V型桁架16的顶端圆弧表面顶着包装纸3将包装纸3与阶梯型纸盒2外表面之间的空气推挤出，完成包装纸3对阶梯型纸盒2的窄边阶梯侧面45、窄边阶梯上表面46、窄边侧表面47从下至上有序高效贴合；接着，窄边V型桁架16的中间转折处水平杆53随着窄边左支架18和窄边右支架19的后滑轨圆弧轨迹向内侧上方滑动，而窄边V型桁架16的底部圆杆54随窄边左支架18和窄边右支架19的前滑槽向上滑动，直至两者都滑动到极限位置，这样完成包装纸3对阶梯型纸盒2的窄边顶面48的贴合，在窄边V型桁架16停在最上方极限位置后，窄边主顶杆15的顶端推动窄边上纸翼翻折板17以窄边V型桁架16的顶端为支点翻转，完成包装纸3的窄边上纸翼37对阶梯型纸盒2的窄边内壁49的贴合，至此贴合工作全部完成，最后下电机12反转使窄边贴纸组件回到初始位。

Claims (7)

1.一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置，包括阶梯型纸盒，其特征在于：还包括定位支撑组件、驱动组件、窄边贴纸组件和宽边贴纸组件；

所述定位支撑组件包括气动立柱、纸盒支撑平台和基座，所述气动立柱的下方设有四面与阶梯型纸盒的内侧壁相贴合的定位侧板，气动立柱的底面安装有真空吸盘，所述真空吸盘与阶梯型纸盒的底板内表面吸附，并将阶梯型纸盒按压固定在纸盒支撑平台的上表面上，所述纸盒支撑平台通过支撑杆与基座固定连接；

所述驱动组件包括上电机、丝杆支撑座和下电机，所述丝杆支撑座固定安装在基座的上表面中心位置，丝杆支撑座的顶端中心设有插孔，所述上电机固定安装在纸盒支撑平台的下表面中心处且上电机的电机轴与上丝杆的一端固定连接，所述上丝杆上螺纹连接有上丝杆螺母，所述下电机固定安装在位于丝杆支撑座正下方的基座上且下电机的电机轴与下丝杆的一端固定连接，所述下丝杆上螺纹连接有下丝杆螺母，所述上丝杆远离上电机的一端与下丝杆远离下电机的一端同轴设置且均插设在丝杆支撑座的插孔内；

所述窄边贴纸组件包括两组窄边主体贴合机构，两组窄边主体贴合机构分别安装在纸盒支撑平台相对的两外侧壁上，两组窄边主体贴合机构对称设置且同步运动；每组窄边主体贴合机构均包括窄边驱动杆、窄边摇杆、窄边主顶杆、窄边V型桁架、窄边上纸翼翻折板、窄边左支架和窄边右支架，所述窄边左支架和窄边右支架相互平行且间隔一段距离固定安装在纸盒支撑平台的同一侧壁上，所述窄边V型桁架的底端圆杆水平插设在窄边左支架和窄边右支架的前滑槽内，窄边V型桁架的中间转折处水平杆抵在窄边左支架和窄边右支架的后滑轨表面上，使得窄边V型桁架与窄边左支架和窄边右支架构成滑动副；所述窄边V型桁架的顶端圆弧表面挤压在阶梯型纸盒的外侧壁表面，窄边V型桁架的顶端与窄边上纸翼翻折板通过转动副连接，窄边上纸翼翻折板的尾部与窄边主顶杆的顶端通过转动副连接，所述窄边主顶杆的底端与窄边摇杆的一端通过转动副连接，所述窄边摇杆的另一端与丝杆支撑座的顶端通过转动副连接，所述窄边驱动杆的一端与下丝杆螺母通过转动副连接，窄边驱动杆的另一端与窄边摇杆的中部通过转动副连接；

所述宽边贴纸组件包括两组宽边主体贴合机构和四组侧纸翼贴合机构，两组宽边主体贴合机构分别安装在纸盒支撑平台相对的两外侧壁上，两组宽边主体贴合机构对称设置且同步运动；每组宽边主体贴合机构均包括宽边驱动杆、宽边摇杆、宽边主顶杆、宽边V型桁架、宽边上纸翼翻折板、宽边左支架和宽边右支架，且宽边主体贴合机构的宽边摇杆、宽边主顶杆、宽边V型桁架、宽边上纸翼翻折板、宽边左支架和宽边右支架和窄边主体贴合机构的窄边摇杆、窄边主顶杆、窄边V型桁架、窄边上纸翼翻折板、窄边左支架和窄边右支架结构相同，宽边主体贴合机构的宽边驱动杆的一端与上丝杆螺母通过转动副连接，宽边驱动杆的另一端与宽边摇杆的中部通过转动副连接，每组宽边主体贴合机构的两侧分别安装有侧纸翼贴合机构，同一侧的两组侧纸翼贴合机构对称设置。

2.根据权利要求1所述的一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置，其特征在于：所述窄边V型桁架包括四组相同的V型折杆，四组V型折杆通过其中间转折点均间隔且平行焊接在水平杆上，四组V型折杆中水平杆左端两组V型折杆底端之间和水平杆右端两组V型折杆底端之间均固定连接有圆杆。

3.根据权利要求2所述的一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置，其特征在于：所述窄边V型桁架的四组V型折杆顶端均设有三角形凸台。

4.根据权利要求2所述的一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置，其特征在于：所述宽边V型桁架的水平杆端部均设有阶梯轴。

5.根据权利要求4所述的一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置，其特征在于：所述侧纸翼贴合机构包括导轨滑块、L型宽边侧滑杆、宽边侧顶杆、宽边侧连杆、宽边平滑轨和宽边竖导轨，所述宽边平滑轨与宽边主体贴合机构的顶端固定连接，所述宽边竖导轨与宽边主体贴合机构的底端固定连接，所述导轨滑块滑动套设在宽边竖导轨上构成滑动副，L型宽边侧滑杆的水平段滑动插设在宽边平滑轨上构成滑动副，L型宽边侧滑杆的水平段一端与宽边侧连杆的底端通过转动副连接，所述宽边侧连杆的顶端、导轨滑块和宽边侧顶杆的顶端三者通过转动副连接，所述宽边侧顶杆的底端套设在宽边V型桁架的阶梯轴上。

6.根据权利要求1所述的一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合装置，其特征在于：所述阶梯型纸盒的底板下表面胶接有包装纸；所述定位侧板的底端均设有倒角。

7.一种连杆推挤式阶梯型纸盒包装纸的贴合方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)首先，气动立柱的真空吸盘吸住底板下表面胶接有包装纸的阶梯型纸盒，将其运送并按压到纸盒支撑平台上，完成精准定位；

(2)然后上电机通电，上丝杆螺母带动宽边驱动杆上移，宽边摇杆随之上摆并推动宽边主顶杆上移，宽边主顶杆的顶端圆弧面跟随其上方的宽边V型桁架的顶端圆弧面保持对阶梯型纸盒的外侧壁挤压，此时宽边上纸翼翻折板起连接传递作用；宽边V型桁架按照宽边左支架和宽边右支架的前滑槽轨迹随之上移，通过宽边V型桁架的顶端圆弧表面顶着包装纸，并将包装纸与阶梯型纸盒的外侧壁之间的空气推挤出，完成包装纸对阶梯型纸盒的宽边阶梯侧面、宽边阶梯上表面、宽边侧表面从下至上有序高效贴合；侧纸翼贴合机构也随着宽边V型桁架的上移而慢慢推动L型宽边侧滑杆靠近阶梯型纸盒；

(3)当宽边V型桁架的顶端圆弧表面上移到阶梯型纸盒的宽边侧表面和宽边顶面的交界边后，宽边V型桁架的中间转折处的水平杆随着宽边左支架和宽边右支架的后滑轨圆弧轨迹向内侧上方滑动，而宽边V型桁架的底端圆杆依然随宽边左支架和宽边右支架的前滑槽向上滑动，直至两者都滑动到极限位置，这样宽边V型桁架的顶端圆弧表面就从阶梯型纸盒的宽边侧表面移动到宽边顶面，完成包装纸对阶梯型纸盒的宽边顶面贴合，在这个过程中，侧纸翼贴合机构也推动L型宽边侧滑杆由接触宽边左侧纸翼和宽边右侧纸翼到推挤宽边左侧纸翼和宽边右侧纸翼完全贴合在阶梯型纸盒的窄边侧表面；

在宽边V型桁架沿宽边左支架和宽边右支架向上滑到极限位置后，宽边V型桁架的顶端停在阶梯型纸盒的宽边顶面上，宽边主顶杆的顶端继续向上推，但不再产生滑动，只能借宽边上纸翼翻折板的倾斜顺势旋转，推动宽边上纸翼翻折板以宽边V型桁架顶端为支点翻转，完成包装纸的宽边上纸翼对阶梯型纸盒的宽边内壁贴合，至此宽边贴纸组件完成工作，将上电机反转，驱动宽边主顶杆下拉，将宽边贴纸组件拉回初始位；

(4)最后，下电机通电驱动窄边贴纸组件工作，窄边贴纸组件的工作原理与宽边贴纸组件中宽边主体贴合机构工作原理相同，同理依次完成包装纸对阶梯型纸盒的窄边阶梯侧面、窄边阶梯上表面、窄边侧表面、窄边顶面和窄边内壁从下至上有序高效贴合，至此贴合工作全部完成，下电机反转使窄边贴纸组件回到初始位。

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