CN112357217A - 一种机器人辅助箱体制备机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人辅助箱体制备机，包括支架、折边装置、托板、传送装置、压紧装置和开合装置，支架是框体结构，支架内部安装折边装置，支架上端分别安装托板、传送装置、压紧装置和开合装置，开合装置位于传送装置和压紧装置的上方，所述传送装置包括两个相互对称设置的传送组件，每个传送组件的一侧安装一个压紧装置，传送组件的另一侧接触连接至箱体，且箱体位于两个传送组件之间，箱体下方依次设置托板和折边装置。本发明所述的一种机器人辅助箱体制备机，配合机器人完成开箱动作，提高机器人使用效率，减少设备数量，减少占地面积，降低储存和运输成本。

Description

一种机器人辅助箱体制备机

技术领域

本发明属于自动化设备技术领域，尤其是涉及一种机器人辅助箱体制备机。

背景技术

目前，在包装箱的开箱领域，企业大多使用开箱机进行开箱，开箱后在滚筒线上完成撑口动作或后续工序。设备多，成本高，占用空间大，不能满足日益紧凑、高效的生产线需求。迫切的需要一种机器人辅助开箱机，由机器人配合完成的纸箱开箱并且对纸箱进行定位和撑口，减少设备数量，减少占地面积，降低储存和运输成本，配合机器人完成开箱动作，提高机器人使用效率，减少设备数量，减少占地面积，降低储存和运输成本。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种机器人辅助箱体制备机，以解决现有技术设备多，成本高，占用空间大，不能满足日益紧凑、高效的生产线需求的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种机器人辅助箱体制备机，包括支架、折边装置、托板、传送装置、压紧装置和开合装置，支架是框体结构，支架内部安装折边装置，支架上端分别安装托板、传送装置、压紧装置和开合装置，开合装置位于传送装置和压紧装置的上方，所述传送装置包括两个相互对称设置的传送组件，每个传送组件的一侧安装一个压紧装置，传送组件的另一侧接触连接至箱体，且箱体位于两个传送组件之间，箱体下方依次设置托板和折边装置，所述开合装置包括第一撑臂、第二撑臂和第三撑臂，第二撑臂和第三撑臂相互平行设置，第三撑臂的下端固定连接至支架的上端，第二撑臂的下端通过第一撑臂固定连接至支架的上端，折边装置、压紧装置、第一撑臂、第二撑臂和第三撑臂均外接气泵站，外接气泵站和传送组件信号连接至外置机械手臂的控制器。

进一步的，所述第二撑臂和第三撑臂的结构相同，第三撑臂包括第一支杆、第一中轴、第一折板和第一气缸，第一支杆上端套接第一中轴，第一中轴外围套接若干第一折板，第一中轴的一端固定连接至第四气缸的一端，第四气缸的另一端固定连接至支架的上端，若干第一折板位于第一支杆的一侧，第四气缸位于第一支杆的另一侧，第一撑臂包括第二气缸、轴承和法兰，第一支杆底端依次通过所述轴承和法兰固定连接至支架的上端，第二气缸一端固定连接至支架的上端，第二气缸的另一端固定连接至第一支杆的外围，且第二气缸位于第一中轴的下方，第一气缸和第二气缸外接气泵站。

进一步的，所述折边装置包括支架内部安装的第一长边折板组件、短边折板组件和第二长边折板组件，第二长边折板组件和第一长边折板组件相互对称设置，短边折板组件为位于第二长边折板组件和第一长边折板组件之间，短边折板组件位于托板下方。

进一步的，所述第二长边折板组件和第一长边折板组件的结构相同，第一长边折板组件包括第三气缸、第一连板、第二中轴、轴座、第二连板和第二折板，第三气缸一端铰接至支架内部，第三气缸的另一端通过第一连板铰接至第二中轴的外围，且第二中轴的外围通过若干轴座固定连接至支架的内部，第二中轴的两端分别通过一个第二连板固定连接至第二折板的一侧，第二折板的另一侧用于顶触箱体的长边，第三气缸外接气泵站。

进一步的，所述短边折板组件包括第四气缸和第三折板，第四气缸的一端铰接至支架的内部，第四气缸的另一端铰接至第三折板上，第三折板的一端铰接至支架的内部，第三折板的另一端用于顶触箱体的短边，第四气缸外接气泵站。

进一步的，所述传送组件包括电机、第一轮轴、皮带、第二轮轴和从动轮，电机的传动轴固定连接至第一轮轴，第一轮轴通过皮带与第二轮轴构成同步结构，第一轮轴和第二轮轴之间均布若干从动轮，从动轮外围套接至皮带内圈，第一轮轴、第四轮轴和从动轮均通过压紧装置固定连接至支架的上端，电机的外围固定连接至压紧装置，电机的信号连接至外置机械手臂的控制器。

进一步的，所述压紧装置包括相互平行设置的传动机构和限位机构，所述限位机构包括两个相互平行设置的限位轴，每个限位轴的外围均通过一个轴块固定连接至支架的上端，所述传动机构是第五气缸，第五气缸位于两个限位轴之间，第五气缸的外围固定连接至支架的上端，第五气缸的一端、每个限位轴的一端均通过一个第三连板固定连接至传送组件的一侧，第五气缸外接至气泵站。

相对于现有技术，本发明所述的一种机器人辅助箱体制备机具有以下优势：

(1)本发明所述的一种机器人辅助箱体制备机，配合机器人完成开箱动作，提高机器人使用效率，减少设备数量，减少占地面积，降低储存和运输成本。

(2)本发明所述的一种机器人辅助箱体制备机，为缩小设备长度，去除外露活动机械结构，设置有短边活动支撑的短边折板组件，通过短边折板组件完成纸箱前进方向的短边折边，有效减少了设备的长度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种机器人辅助箱体制备机的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的第一撑臂和第三撑臂装配的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的支架和折边装置装配的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的第一长边折板组件的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的短边折板组件的结构示意图；

图6为本发明实施例所述的传送组件的结构示意图；

图7为本发明实施例所述的压紧装置和传送组件装配的结构示意图。

附图标记说明：

1-支架；2-折边装置；21-第一长边折板组件；22-短边折板组件；221-第三折板；222-第四气缸；23-第二长边折板组件；211-第三气缸；212-第一连板；213-第二中轴；214-轴座；215-第二连板；216-第二折板；3-托板；4-传送组件；41-电机；42-第一轮轴；43-皮带；44-第二轮轴；45-从动轮；5-压紧装置；51-第五气缸；52-限位轴；53-轴块；54-第三连板；6-第一撑臂；61-第二气缸；62-法兰；7-箱体；8-第二撑臂；9-第三撑臂；91-第一支杆；92-第一中轴；93-第一折板；94-第一气缸。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种机器人辅助箱体制备机，主要对箱坯底部折边机构进行结构和顺序的优化以及撑口机构的重新优化以及避让设计实现机器人辅助开箱，并有效减少占地面积等效果，一种机器人辅助箱体制备机，包括支架1、折边装置2、托板3、传送装置、压紧装置5和开合装置，支架1是框体结构，支架1内部安装折边装置2，支架1上端分别安装托板3、传送装置、压紧装置5和开合装置，开合装置位于传送装置和压紧装置5的上方，所述传送装置包括两个相互对称设置的传送组件4，每个传送组件4的一侧安装一个压紧装置5，传送组件4的另一侧接触连接至箱体7，且箱体7位于两个传送组件4之间，箱体7下方依次设置托板3和折边装置2，所述开合装置包括第一撑臂6、第二撑臂8和第三撑臂9，第二撑臂8和第三撑臂9相互平行设置，第三撑臂9的下端固定连接至支架1的上端，第二撑臂8的下端通过第一撑臂6固定连接至支架1的上端，折边装置2、压紧装置5、第一撑臂6、第二撑臂8和第三撑臂9均外接气泵站，外接气泵站和传送组件4信号连接至外置机械手臂的控制器，控制器是PLC，控制器型号是西门子S7-200 smart，箱坯在机器人夹具上成桶状后，在机器人辅助箱体制备机上完成底边的折边支撑，而后侧向皮线夹紧纸箱完成对箱体7的定位，撑箱机构撑开箱体7，等待装箱，装箱完成后，侧向皮带线输送纸箱至下一工序进行封箱，该制备机配合机器人完成箱体制备动作，提高机器人使用效率，减少设备数量，减少占地面积，降低储存和运输成本。

第二撑臂8和第三撑臂9的结构相同，第三撑臂9包括第一支杆91、第一中轴92、第一折板93和第一气缸94，第一支杆91上端套接第一中轴92，第一中轴92外围套接若干第一折板93，第一中轴92的一端固定连接至第四气缸222的一端，第四气缸222的另一端固定连接至支架1的上端，若干第一折板93位于第一支杆91的一侧，第四气缸222位于第一支杆91的另一侧，第一撑臂6包括第二气缸61、轴承和法兰62，第一支杆91底端依次通过所述轴承和法兰62固定连接至支架1的上端，第二气缸61一端固定连接至支架1的上端，第二气缸61的另一端固定连接至第一支杆91的外围，且第二气缸61位于第一中轴92的下方，第一气缸94和第二气缸61外接气泵站，集成撑箱功能至设备上部，撑箱分成固定的第二撑臂8以及旋转第三撑臂9两部分，机器人辅助箱体7制备时，旋转的第三撑臂9进行避让，使机器人有足够空间完成箱体7整备动作，而后箱体7在定位夹紧后，旋转的第三撑臂9旋回原位，进行撑箱动作。

折边装置2包括支架1内部安装的第一长边折板组件21、短边折板组件22和第二长边折板组件23，第二长边折板组件23和第一长边折板组件21相互对称设置，短边折板组件22为位于第二长边折板组件23和第一长边折板组件21之间，短边折板组件22位于托板3下方，为缩小设备长度，去除外露活动机械结构，设置有短边活动支撑的短边折板组件22，通过短边折板组件22完成纸箱前进方向的短边折边，有效减少了设备的长度。

第二长边折板组件23和第一长边折板组件21的结构相同，第一长边折板组件21包括第三气缸211、第一连板212、第二中轴213、轴座214、第二连板215和第二折板216，第三气缸211一端铰接至支架1内部，第三气缸211的另一端通过第一连板212铰接至第二中轴213的外围，且第二中轴213的外围通过若干轴座214固定连接至支架1的内部，第二中轴213的两端分别通过一个第二连板215固定连接至第二折板216的一侧，第二折板216的另一侧用于顶触箱体7的长边，第三气缸211外接气泵站。

短边折板组件22包括第四气缸222和第三折板221，第四气缸222的一端铰接至支架1的内部，第四气缸222的另一端铰接至第三折板221上，第三折板221的一端铰接至支架1的内部，第三折板221的另一端用于顶触箱体7的短边，第四气缸222外接气泵站。

传送组件4包括电机41、第一轮轴42、皮带43、第二轮轴44和从动轮45，电机41的传动轴固定连接至第一轮轴42，第一轮轴42通过皮带43与第二轮轴44构成同步结构，第一轮轴42和第二轮轴44之间均布若干从动轮45，从动轮45外围套接至皮带43内圈，第一轮轴42、第四轮轴和从动轮45均通过压紧装置5固定连接至支架1的上端，电机41的外围固定连接至压紧装置5，电机41的信号连接至外置机械手臂的控制器。

压紧装置5包括相互平行设置的传动机构和限位机构，所述限位机构包括两个相互平行设置的限位轴52，每个限位轴52的外围均通过一个轴块53固定连接至支架1的上端，所述传动机构是第五气缸51，第五气缸51位于两个限位轴52之间，第五气缸51的外围固定连接至支架1的上端，第五气缸51的一端、每个限位轴52的一端均通过一个第三连板54固定连接至传送组件4的一侧，第五气缸51外接至气泵站。

一种机器人辅助箱体制备机的工作过程：

机器人手臂动作路线以及气泵站充气动作的时间点均由工作人员在控制器内预设完成。

箱体制备：机器人夹具带动箱坯至一种机器人辅助箱体制备机上方，箱坯呈45-50°下降至托板3，完成箱体7下端的一个短边折边，控制器控制气泵站向第四气缸222注气，第三折板221撑起，机器人夹具带动箱体7前进，完成箱体7下端的另一个短边折边，而后机器人夹具带动箱体移动至水平，机器人夹具定位箱体7位置，最后纸第二撑臂8撑起，完成箱体7长边折边。

定位：如上箱体制备的动作完成后，机械手臂的控制器控制气泵站向第五气缸51注气，第五气缸51伸缩轴顶触传输组件4夹紧纸箱，完成箱体7的定位。

撑箱：如上定位的动作完成后，机械手臂的控制器控制气泵站向第二气缸61注气，第三撑臂9旋转摆臂旋回至箱体7上端，气泵站向第一气缸94注气，第一折板93沿第一中轴92旋转，完成撑箱。

输送：如上当完成撑箱动作后，机械手臂的控制器控制41电机启动，箱体7通过皮带向前输送至下一工序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机器人辅助箱体制备机，其特征在于：包括支架(1)、折边装置(2)、托板(3)、传送装置、压紧装置(5)和开合装置，支架(1)是框体结构，支架(1)内部安装折边装置(2)，支架(1)上端分别安装托板(3)、传送装置、压紧装置(5)和开合装置，开合装置位于传送装置和压紧装置(5)的上方，所述传送装置包括两个相互对称设置的传送组件(4)，每个传送组件(4)的一侧安装一个压紧装置(5)，传送组件(4)的另一侧接触连接至箱体(7)，且箱体(7)位于两个传送组件(4)之间，箱体(7)下方依次设置托板(3)和折边装置(2)，所述开合装置包括第一撑臂(6)、第二撑臂(8)和第三撑臂(9)，第二撑臂(8)和第三撑臂(9)相互平行设置，第三撑臂(9)的下端固定连接至支架(1)的上端，第二撑臂(8)的下端通过第一撑臂(6)固定连接至支架(1)的上端，折边装置(2)、压紧装置(5)、第一撑臂(6)、第二撑臂(8)和第三撑臂(9)均外接气泵站，外接气泵站和传送组件(4)信号连接至外置机械手臂的控制器。

2.根据权利要求1所述的一种机器人辅助箱体制备机，其特征在于：第二撑臂(8)和第三撑臂(9)的结构相同，第三撑臂(9)包括第一支杆(91)、第一中轴(92)、第一折板(93)和第一气缸(94)，第一支杆(91)上端套接第一中轴(92)，第一中轴(92)外围套接若干第一折板(93)，第一中轴(92)的一端固定连接至第四气缸(222)的一端，第四气缸(222)的另一端固定连接至支架(1)的上端，若干第一折板(93)位于第一支杆(91)的一侧，第四气缸(222)位于第一支杆(91)的另一侧，第一撑臂(6)包括第二气缸(61)、轴承和法兰(62)，第一支杆(91)底端依次通过所述轴承和法兰(62)固定连接至支架(1)的上端，第二气缸(61)一端固定连接至支架(1)的上端，第二气缸(61)的另一端固定连接至第一支杆(91)的外围，且第二气缸(61)位于第一中轴(92)的下方，第一气缸(94)和第二气缸(61)外接气泵站。

3.根据权利要求1所述的一种机器人辅助箱体制备机，其特征在于：折边装置(2)包括支架(1)内部安装的第一长边折板组件(21)、短边折板组件(22)和第二长边折板组件(23)，第二长边折板组件(23)和第一长边折板组件(21)相互对称设置，短边折板组件(22)为位于第二长边折板组件(23)和第一长边折板组件(21)之间，短边折板组件(22)位于托板(3)下方。

4.根据权利要求3所述的一种机器人辅助箱体制备机，其特征在于：第二长边折板组件(23)和第一长边折板组件(21)的结构相同，第一长边折板组件(21)包括第三气缸(211)、第一连板(212)、第二中轴(213)、轴座(214)、第二连板(215)和第二折板(216)，第三气缸(211)一端铰接至支架(1)内部，第三气缸(211)的另一端通过第一连板(212)铰接至第二中轴(213)的外围，且第二中轴(213)的外围通过若干轴座(214)固定连接至支架(1)的内部，第二中轴(213)的两端分别通过一个第二连板(215)固定连接至第二折板(216)的一侧，第二折板(216)的另一侧用于顶触箱体(7)的长边，第三气缸(211)外接气泵站。

5.根据权利要求3所述的一种机器人辅助箱体制备机，其特征在于：短边折板组件(22)包括第四气缸(222)和第三折板(221)，第四气缸(222)的一端铰接至支架(1)的内部，第四气缸(222)的另一端铰接至第三折板(221)上，第三折板(221)的一端铰接至支架(1)的内部，第三折板(221)的另一端用于顶触箱体(7)的短边，第四气缸(222)外接气泵站。

6.根据权利要求1所述的一种机器人辅助箱体制备机，其特征在于：传送组件(4)包括电机(41)、第一轮轴(42)、皮带(43)、第二轮轴(44)和从动轮(45)，电机(41)的传动轴固定连接至第一轮轴(42)，第一轮轴(42)通过皮带(43)与第二轮轴(44)构成同步结构，第一轮轴(42)和第二轮轴(44)之间均布若干从动轮(45)，从动轮(45)外围套接至皮带(43)内圈，第一轮轴(42)、第四轮轴和从动轮(45)均通过压紧装置(5)固定连接至支架(1)的上端，电机(41)的外围固定连接至压紧装置(5)，电机(41)的信号连接至外置机械手臂的控制器。

7.根据权利要求1所述的一种机器人辅助箱体制备机，其特征在于：压紧装置(5)包括相互平行设置的传动机构和限位机构，所述限位机构包括两个相互平行设置的限位轴(52)，每个限位轴(52)的外围均通过一个轴块(53)固定连接至支架(1)的上端，所述传动机构是第五气缸(51)，第五气缸(51)位于两个限位轴(52)之间，第五气缸(51)的外围固定连接至支架(1)的上端，第五气缸(51)的一端、每个限位轴(52)的一端均通过一个第三连板(54)固定连接至传送组件(4)的一侧，第五气缸(51)外接至气泵站。

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