CN112357221A - 一种包装袋翻转夹取机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包装设备领域，尤其涉及一种包装袋翻转夹取机构及包装袋撑袋装置和撑袋方法。该机构包括夹取机架、夹取电机、夹取转轴、夹取插刀和夹取机械手；夹取电机固定在夹取机架上，夹取电机输出端与夹取转轴相连接，并且夹取插刀和夹取机械手都固定在夹取转轴上；夹取插刀包括插刀机架、插刀气缸和插刀头；插刀气缸与插刀机架相铰接，并且插刀气缸输出端与插刀头相铰接。该机构设置夹取插刀和夹取机械手保证包装袋的精确夹取，降低设备的复杂度。

Description

一种包装袋翻转夹取机构及方法

技术领域

本发明涉及包装设备领域，尤其涉及一种包装袋翻转夹取机构及包装袋撑袋装置和撑袋方法。

背景技术

物料灌装袋装设备，是把物料包装起来的一类机器，起到保护物料和便于运输的作用。主要适合于大米、食品、制糖、化工等行业物料的全自动定量包装。物料灌装袋装设备在工作时主要包括：包装袋上料、包装袋撑开、物料灌装、包装袋输送和包装袋封口等过程。而包装过程的好坏直接关系到包装袋的封口质量、物料灌装重量的准确性和包装袋内物料紧实程度。因此，对于物料包装来说，其使用的包装设备质量就显得尤为重要。

中国发明专利申请（公开号CN107264878B，公开日：20190212）公开了一种全自动包装设备，包括自动上袋机、自动定量包装秤、自动理袋机和自动缝包机。本发明的包装设备适应不同包装规格的功能，对于不同大小的包装规格，一键切换，避免了大量的调整，实现傻瓜式操作，降低了对车间操作工人专业技能的要求，以实现多功能全自动包装机的性能。本发明采用模块化设计理念，能够兼容这两种一字型包装袋，节约了人工成本，提高效率。且本发明预留人工操作位，人工上袋模式和自动上袋模式可以随时切换，在实际生产过程中，自动上袋机出现故障可切换为人工理袋模式，不会影响用户正常生产。

现有技术存在以下不足：将包装袋撑开输送时，开袋机构先将包装袋撑开，而后翻转夹取机构中的气爪手将撑开后的包装袋夹取；同时翻转夹取机构中的撑袋气缸带动两个撑开平板将包装袋内侧上下面继续撑开，最后翻转夹取机构带动保持撑开的包装袋旋转至灌装工位完成包装袋撑开输送过程；而翻转夹取机构中的气爪手夹取包装袋时为气缸直接驱动夹爪将包装袋夹取；但气缸制造精度较低并且气缸轴和气缸壁之间容易磨损，频繁夹取包装袋后气缸轴和气缸壁会因为磨损而产生较大的缝隙；从而造成气缸轴在带动夹爪运动时会相对于气缸壁产生晃动，造成夹爪不能精确的将包装袋夹取；同时，翻转夹取机构中撑开包装袋时为两个撑袋气缸分别带动各自的撑袋平板上下转动将包装袋撑开；而此种撑开方式需要两个撑袋气缸分别工作，造成撑袋气缸的数量较多，增加了设备的复杂度。

发明内容

本发明的目的是：针对上述问题，提出通过设置夹取插刀和夹取机械手保证包装袋的精确夹取，降低设备的复杂度的一种包装袋翻转夹取机构。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种包装袋翻转夹取机构，该机构包括夹取机架、夹取电机、夹取转轴、夹取插刀和夹取机械手；夹取电机固定在夹取机架上，夹取电机输出端与夹取转轴相连接，并且夹取插刀和夹取机械手都固定在夹取转轴上；夹取插刀包括插刀机架、插刀气缸和插刀头；插刀气缸与插刀机架相铰接，并且插刀气缸输出端与插刀头相铰接；插刀头包括插刀头杆部和插刀头撑开部；插刀头杆部与插刀头撑开部组合为钩状结构，并且在插刀气缸的带动下插刀头撑开部与包装袋内部相接触或者分离；夹取机械手包括机械手机架、夹取气缸、第一夹取片和第二夹取片；第一夹取片和第二夹取片都包括夹取齿轮；第一夹取片和第二夹取片都与机械手机架相铰接，并且第一夹取片的夹取齿轮和第二夹取片的夹取齿轮相互啮合；夹取气缸与机械手机架相铰接，并且夹取气缸输出端和第一夹取片相连接；在夹取气缸的带动下，第一夹取片和第二夹取片分别通过各自的夹取齿轮相互啮合转动将包装袋夹取或者松开。

作为优选，插刀头撑开部中部为掏空结构。翻转夹取机构还包括减震器；减震器固定在夹取机架上，并且多个减震器分别位于机械手机架前后端；多个减震器输出端分别与机械手机架前后转动末端位置相衔接。

另外，本发明还公开了一种包装袋撑袋装置，该装置包括开袋机构和翻转夹取机构；翻转夹取机构采用所述一种包装袋翻转夹取机构；开袋机构和翻转夹取机构都固定在机架上；开袋机构输入端与上袋装置输出端相衔接，开袋机构输出端分别与包装袋上下表面相接触，并且开袋机构输出端与翻转夹取机构输入端相衔接；翻转夹取机构输出端与包装袋相接触，并且翻转夹取机构输出端与落料装置输出端相衔接；开袋机构用于将包装袋袋口撑开；翻转夹取机构用于将撑开的包装袋翻转搬移至落料装置进行灌装。

作为优选，开袋机构包括上吸取组件、下吸取组件和开袋导板；开袋导板进料口与上袋装置输出端相衔接，并且开袋导板上表面与包装袋下表面相接触；上吸取组件和下吸取组件分别位于开袋导板出料口上下端，并且上吸取组件输出端和下吸取组件输出端分别与包装袋上下表面相接触。

作为优选，上吸取组件包括上吸取气缸、上吸取架和上吸取盘；上吸取气缸固定在机架上，上吸取气缸输出端与上吸取架相连接；上吸取架与上吸取盘相连接，上吸取盘输出端与包装袋上表面相接触。

作为优选，下吸取组件包括下吸取座、下吸取架和下吸取盘；下吸取座固定在机架上，下吸取座与下吸取架相连接；下吸取架与下吸取盘相连接，并且下吸取盘输出端与包装袋下表面相接触；下吸取架穿过下吸取座相应孔位，并且下吸取架通过穿过下吸取座相应孔位的螺钉固定。

作为优选，开袋导板为倾斜板，并且开袋导板出料口高度低于开袋导板进料口高度。上吸取盘和下吸取盘分别通过上吸取架和下吸取架内部通孔与真空装置相连通。

另外，本发明还公开了一种包装袋撑袋方法，该方法采用所述一种包装袋撑袋装置，该方法包括以下的步骤：

1）上袋装置将包装袋上料至开袋导板；

2）下吸取盘将包装袋下表面吸取，上吸取气缸动作带动上吸取盘将包装袋上表面吸取上移将包装袋撑开；

3）夹取电机转动带动夹取插刀和夹取机械手运动至撑袋工位，夹取气缸动作带动第一夹取片与第二夹取片相啮合转动将包装袋入口边缘夹紧；同时，插刀气缸动作带动插刀头转动，插刀头撑开部与撑开的包装袋内部相接触使包装袋保持撑开状态；

4）夹取电机转动带动夹取插刀和夹取机械手运动至灌装工位，落料装置将撑开的包装袋接收完成包装袋撑袋过程。

本发明采用上述技术方案的一种包装袋翻转夹取机构的优点是：

通过设置翻转夹取机构；开袋机构将包装袋撑开后，夹取电机转动带动夹取插刀和夹取机械手运动至撑袋工位，夹取气缸动作带动第一夹取片与第二夹取片相啮合转动将包装袋入口边缘夹紧；同时，插刀气缸动作带动插刀头转动，插刀头撑开部与撑开的包装袋内部相接触使包装袋保持撑开状态；夹取电机转动带动夹取插刀和夹取机械手运动至灌装工位，落料装置将撑开的包装袋接收完成包装袋撑袋过程。而第一夹取片和第二夹取片都包括夹取齿轮；夹取包装袋侧边时，夹取气缸带动第一夹取片和第二夹取片通过两者的夹取齿轮相互啮合将包装袋侧边夹取；而齿轮制造精度较高使用寿命较长并且齿轮之间相互啮合间隙较小，频繁夹取包装袋后两齿轮之间依然能够保持较高的啮合精度；从而避免了气缸带动气爪频繁夹取包装袋时气缸轴相对于气缸壁产生晃动的情况，保证了包装袋的夹取精度。同时，插刀头杆部与插刀头撑开部组合为钩状结构，钩状结构的插刀头撑开部相对于撑袋平板的长条结构有着更大的撑开距离；在撑开包装袋时，只需要插刀头撑开部钩状结构首尾端与包装袋内侧接触即可将包装袋撑开；即只需要带动插刀头一个零件转动就能将包装袋撑开；从而使得只需要一个驱动气缸工作就能将包装袋撑开，减少了驱动气缸的数量，降低了设备的复杂度。

附图说明

图1为本专利的撑袋装置结构示意图。

图2为包装袋的产品结构示意图。

图3、图4为翻转夹取机构的结构示意图。

图5为开袋机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

实施例1

如图1所示的撑袋装置2，该装置包括开袋机构21和翻转夹取机构22；开袋机构21和翻转夹取机构22都固定在机架上；开袋机构21输入端与上袋装置输出端相衔接，开袋机构21输出端分别与包装袋上下表面相接触，并且开袋机构21输出端与翻转夹取机构22输入端相衔接；翻转夹取机构22输出端与包装袋相接触，并且翻转夹取机构22输出端与落料装置输出端相衔接；开袋机构21用于将包装袋袋口撑开；翻转夹取机构22用于将撑开的包装袋翻转搬移至落料装置进行灌装。

包装袋的产品流动方向为：开袋机构21到翻转夹取机构22。

如图2所示为包装袋的产品结构示意图。包装袋a包括包装袋底部b和包装袋入口c：物料从撑开的包装袋入口c进入包装袋a落入包装袋底部b；接收输送装置4对包装袋底部b进行撞击从而将包装袋a内部的物料敦实。

如图3、图4所示，翻转夹取机构22包括夹取机架23、夹取电机24、夹取转轴25、夹取插刀26和夹取机械手27；夹取电机24固定在夹取机架23上，夹取电机24输出端与夹取转轴25相连接，并且夹取插刀26和夹取机械手27都固定在夹取转轴25上；夹取插刀26包括插刀机架261、插刀气缸262和插刀头263；插刀气缸262与插刀机架261相铰接，并且插刀气缸262输出端与插刀头263相铰接；插刀头263包括插刀头杆部264和插刀头撑开部265；插刀头杆部264与插刀头撑开部265组合为钩状结构，并且在插刀气缸262的带动下插刀头撑开部265与包装袋内部相接触或者分离；夹取机械手27包括机械手机架271、夹取气缸272、第一夹取片273和第二夹取片274；第一夹取片273和第二夹取片274都包括夹取齿轮275；第一夹取片273和第二夹取片274都与机械手机架271相铰接，并且第一夹取片273的夹取齿轮275和第二夹取片274的夹取齿轮275相互啮合；夹取气缸272与机械手机架271相铰接，并且夹取气缸272输出端和第一夹取片273相连接；在夹取气缸272的带动下，第一夹取片273和第二夹取片274分别通过各自的夹取齿轮275相互啮合转动将包装袋夹取或者松开；插刀头撑开部265中部为掏空结构。

如图1所示，翻转夹取机构22还包括减震器28；减震器28固定在夹取机架23上，并且多个减震器28分别位于机械手机架271前后端；多个减震器28输出端分别与机械手机架271前后转动末端位置相衔接。

如图5所示，开袋机构21包括上吸取组件211、下吸取组件212和开袋导板213；开袋导板213进料口与上袋装置输出端相衔接，并且开袋导板213上表面与包装袋下表面相接触；上吸取组件211和下吸取组件212分别位于开袋导板213出料口上下端，并且上吸取组件211输出端和下吸取组件212输出端分别与包装袋上下表面相接触；上吸取组件211包括上吸取气缸2111、上吸取架2112和上吸取盘2113；上吸取气缸2111固定在机架上，上吸取气缸2111输出端与上吸取架2112相连接；上吸取架2112与上吸取盘2113相连接，上吸取盘2113输出端与包装袋上表面相接触；下吸取组件212包括下吸取座2121、下吸取架2122和下吸取盘2123；下吸取座2121固定在机架上，下吸取座2121与下吸取架2122相连接；下吸取架2122与下吸取盘2123相连接，并且下吸取盘2123输出端与包装袋下表面相接触；下吸取架2122穿过下吸取座2121相应孔位，并且下吸取架2122通过穿过下吸取座2121相应孔位的螺钉固定；开袋导板213为倾斜板，并且开袋导板213出料口高度低于开袋导板213进料口高度；上吸取盘2113和下吸取盘2123分别通过上吸取架2112和下吸取架2122内部通孔与真空装置相连通。

撑袋装置2在工作过程中：1）上袋装置将包装袋上料至开袋导板213；2）下吸取盘2123将包装袋下表面吸取，上吸取气缸2111动作带动上吸取盘2113将包装袋上表面吸取上移将包装袋撑开；3）夹取电机24转动带动夹取插刀26和夹取机械手27运动至撑袋工位，夹取气缸272动作带动第一夹取片273与第二夹取片274相啮合转动将包装袋入口边缘夹紧；同时，插刀气缸262动作带动插刀头263转动，插刀头撑开部265与撑开的包装袋内部相接触使包装袋保持撑开状态；4）夹取电机24转动带动夹取插刀26和夹取机械手27运动至灌装工位，落料装置将撑开的包装袋接收完成包装袋撑袋过程。

撑袋装置2解决了将包装袋撑开输送时，开袋机构先将包装袋撑开，而后翻转夹取机构中的气爪手将撑开后的包装袋夹取；同时翻转夹取机构中的撑袋气缸带动两个撑开平板将包装袋内侧上下面继续撑开，最后翻转夹取机构带动保持撑开的包装袋旋转至灌装工位完成包装袋撑开输送过程；而翻转夹取机构中的气爪手夹取包装袋时为气缸直接驱动夹爪将包装袋夹取；但气缸制造精度较低并且气缸轴和气缸壁之间容易磨损，频繁夹取包装袋后气缸轴和气缸壁会因为磨损而产生较大的缝隙；从而造成气缸轴在带动夹爪运动时会相对于气缸壁产生晃动，造成夹爪不能精确的将包装袋夹取；同时，翻转夹取机构中撑开包装袋时为两个撑袋气缸分别带动各自的撑袋平板上下转动将包装袋撑开；而此种撑开方式需要两个撑袋气缸分别工作，造成撑袋气缸的数量较多，增加了设备的复杂度的问题。通过设置翻转夹取机构22；开袋机构21将包装袋撑开后，夹取电机24转动带动夹取插刀26和夹取机械手27运动至撑袋工位，夹取气缸272动作带动第一夹取片273与第二夹取片274相啮合转动将包装袋入口边缘夹紧；同时，插刀气缸262动作带动插刀头263转动，插刀头撑开部265与撑开的包装袋内部相接触使包装袋保持撑开状态；夹取电机24转动带动夹取插刀26和夹取机械手27运动至灌装工位，落料装置将撑开的包装袋接收完成包装袋撑袋过程。而第一夹取片273和第二夹取片274都包括夹取齿轮275；夹取包装袋侧边时，夹取气缸272带动第一夹取片273和第二夹取片274通过两者的夹取齿轮275相互啮合将包装袋侧边夹取；而齿轮制造精度较高使用寿命较长并且齿轮之间相互啮合间隙较小，频繁夹取包装袋后两齿轮之间依然能够保持较高的啮合精度；从而避免了气缸带动气爪频繁夹取包装袋时气缸轴相对于气缸壁产生晃动的情况，保证了包装袋的夹取精度。同时，插刀头杆部264与插刀头撑开部265组合为钩状结构，钩状结构的插刀头撑开部265相对于撑袋平板的长条结构有着更大的撑开距离；在撑开包装袋时，只需要插刀头撑开部265钩状结构首尾端与包装袋内侧接触即可将包装袋撑开；即只需要带动插刀头263一个零件转动就能将包装袋撑开；从而使得只需要一个驱动气缸工作就能将包装袋撑开，减少了驱动气缸的数量，降低了设备的复杂度。

Claims (10)

1.一种包装袋翻转夹取机构，其特征在于，该机构包括夹取机架（23）、夹取电机（24）、夹取转轴（25）、夹取插刀（26）和夹取机械手（27）；夹取电机（24）固定在夹取机架（23）上，夹取电机（24）输出端与夹取转轴（25）相连接，并且夹取插刀（26）和夹取机械手（27）都固定在夹取转轴（25）上；夹取插刀（26）包括插刀机架（261）、插刀气缸（262）和插刀头（263）；插刀气缸（262）与插刀机架（261）相铰接，并且插刀气缸（262）输出端与插刀头（263）相铰接；插刀头（263）包括插刀头杆部（264）和插刀头撑开部（265）；插刀头杆部（264）与插刀头撑开部（265）组合为钩状结构，并且在插刀气缸（262）的带动下插刀头撑开部（265）与包装袋内部相接触或者分离；夹取机械手（27）包括机械手机架（271）、夹取气缸（272）、第一夹取片（273）和第二夹取片（274）；第一夹取片（273）和第二夹取片（274）都包括夹取齿轮（275）；第一夹取片（273）和第二夹取片（274）都与机械手机架（271）相铰接，并且第一夹取片（273）的夹取齿轮（275）和第二夹取片（274）的夹取齿轮（275）相互啮合；夹取气缸（272）与机械手机架（271）相铰接，并且夹取气缸（272）输出端和第一夹取片（273）相连接；在夹取气缸（272）的带动下，第一夹取片（273）和第二夹取片（274）分别通过各自的夹取齿轮（275）相互啮合转动将包装袋夹取或者松开。

2.根据权利要求1所述一种包装袋翻转夹取机构，其特征在于，插刀头撑开部（265）中部为掏空结构。

3.根据权利要求1所述一种包装袋翻转夹取机构，其特征在于，翻转夹取机构还包括减震器（28）；减震器（28）固定在夹取机架（23）上，并且多个减震器（28）分别位于机械手机架（271）前后端；多个减震器（28）输出端分别与机械手机架（271）前后转动末端位置相衔接。

4.一种包装袋撑袋装置，其特征在于，该装置包括开袋机构（21）和翻转夹取机构（22）；翻转夹取机构（22）采用权利要求1所述一种包装袋翻转夹取机构；开袋机构（21）和翻转夹取机构（22）都固定在机架上；开袋机构（21）输入端与上袋装置输出端相衔接，开袋机构（21）输出端分别与包装袋上下表面相接触，并且开袋机构（21）输出端与翻转夹取机构（22）输入端相衔接；翻转夹取机构（22）输出端与包装袋相接触，并且翻转夹取机构（22）输出端与落料装置输出端相衔接；开袋机构（21）用于将包装袋袋口撑开；翻转夹取机构（22）用于将撑开的包装袋翻转搬移至落料装置进行灌装。

5.根据权利要求4所述一种包装袋撑袋装置，其特征在于，开袋机构（21）包括上吸取组件（211）、下吸取组件（212）和开袋导板（213）；开袋导板（213）进料口与上袋装置输出端相衔接，并且开袋导板（213）上表面与包装袋下表面相接触；上吸取组件（211）和下吸取组件（212）分别位于开袋导板（213）出料口上下端，并且上吸取组件（211）输出端和下吸取组件（212）输出端分别与包装袋上下表面相接触。

6.根据权利要求5所述一种包装袋撑袋装置，其特征在于，上吸取组件（211）包括上吸取气缸（2111）、上吸取架（2112）和上吸取盘（2113）；上吸取气缸（2111）固定在机架上，上吸取气缸（2111）输出端与上吸取架（2112）相连接；上吸取架（2112）与上吸取盘（2113）相连接，上吸取盘（2113）输出端与包装袋上表面相接触。

7.根据权利要求5所述一种包装袋撑袋装置，其特征在于，下吸取组件（212）包括下吸取座（2121）、下吸取架（2122）和下吸取盘（2123）；下吸取座（2121）固定在机架上，下吸取座（2121）与下吸取架（2122）相连接；下吸取架（2122）与下吸取盘（2123）相连接，并且下吸取盘（2123）输出端与包装袋下表面相接触；

下吸取架（2122）穿过下吸取座（2121）相应孔位，并且下吸取架（2122）通过穿过下吸取座（2121）相应孔位的螺钉固定。

8.根据权利要求5所述一种包装袋撑袋装置，其特征在于，开袋导板（213）为倾斜板，并且开袋导板（213）出料口高度低于开袋导板（213）进料口高度。

9.根据权利要求5所述一种包装袋撑袋装置，其特征在于，上吸取盘（2113）和下吸取盘（2123）分别通过上吸取架（2112）和下吸取架（2122）内部通孔与真空装置相连通。

10.一种包装袋撑袋方法，其特征在于，该方法采用权利要求4所述一种包装袋撑袋装置，该方法包括以下的步骤：

1）上袋装置将包装袋上料至开袋导板（213）；

2）下吸取盘（2123）将包装袋下表面吸取，上吸取气缸（2111）动作带动上吸取盘（2113）将包装袋上表面吸取上移将包装袋撑开；

3）夹取电机（24）转动带动夹取插刀（26）和夹取机械手（27）运动至撑袋工位，夹取气缸（272）动作带动第一夹取片（273）与第二夹取片（274）相啮合转动将包装袋入口边缘夹紧；同时，插刀气缸（262）动作带动插刀头（263）转动，插刀头撑开部（265）与撑开的包装袋内部相接触使包装袋保持撑开状态；

4）夹取电机（24）转动带动夹取插刀（26）和夹取机械手（27）运动至灌装工位，落料装置将撑开的包装袋接收完成包装袋撑袋过程。

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