CN113682551A - 一种可自动上下料的包装机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动上下料的包装机，实现物品包装流程自动化，具有包装速度快，成本低廉，占地面积小，易于操作的特点，减少人力的使用，提高资源的配制效率，包括主体，以及设置于主体的热缩膜进给机构、模具冲裁机构、托举机构、转运机械手和热风机，模具冲裁机构包括沿上下方向设置的公冲裁模和母冲裁模，公冲裁模上设置有冲压刀具，公冲裁模传动连接有第一驱动机构，母冲裁模传动连接有第二驱动机构；托举机构用于承载物品，当母冲裁模位于第二位置时，托举机构位于母冲裁模的开口的正下方；热缩膜进给机构用于将热缩膜输送至公冲裁模的下方；转运机械手用于取放物品；热风机在主体靠近托举机构的位置，热风机用于加热热缩膜。

Description

一种可自动上下料的包装机

技术领域

本发明属于轻工食品包装领域，具体涉及一种可自动上下料的包装机。

背景技术

随着近几年速食快餐便当的发展，饭团等物品在正餐中食用场景越来越多，相应的物流、配送、供应发展迅速。由于市场消费巨大，单凭人力的包装已无法满足，且操作时间过长，整体包装效率低；成本高昂，占用了过多的社会资源。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种可自动上下料的包装机，实现物品包装流程自动化，具有包装速度快，成本低廉，占地面积小，易于操作的特点，减少人力的使用，提高资源的配制效率。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：包括主体，以及设置于所述主体的热缩膜进给机构、模具冲裁机构、托举机构和转运机械手，所述模具冲裁机构包括沿上下方向设置的公冲裁模和母冲裁模，所述公冲裁模上设置有冲压刀具，所述公冲裁模传动连接有第一驱动机构，所述第一驱动机构被配置为能够驱动所述公冲裁模沿上下方向运动；所述母冲裁模具有贯穿的开口，且所述母冲裁模具有第一位置和第二位置，当所述母冲裁模位于第一位置时，所述母冲裁模位于所述公冲裁模的正下方；当所述母冲裁模位于第二位置时，所述母冲裁模靠近所述转运机械手，所述母冲裁模传动连接有第二驱动机构，所述第二驱动机构被配置为能够驱动所述母冲裁模在第一位置和第二位置之间切换；所述托举机构靠近所述转运机械手设置，所述托举机构用于承载物品，且当所述母冲裁模位于第二位置时，所述托举机构位于所述母冲裁模的所述开口的正下方；所述热缩膜进给机构用于将热缩膜输送至所述公冲裁模的下方，所述转运机械手位于所述主体的一侧，用于取放物品；所述主体靠近所述托举机构的位置还设置有热风机，所述热风机用于加热热缩膜。

进一步地，所述主体固定设置有支撑架，所述热缩膜进给机构包括转动设置于所述支撑架的从动滚筒、中间滚筒、过渡滚筒和废料主动滚筒，热缩膜安装于所述从动滚筒，且热缩膜依次绕设于所述中间滚筒、所述过渡滚筒和所述废料主动滚筒，所述中间滚筒与所述过渡滚筒之间的热缩膜位于所述公冲裁模的正下方，所述废料主动滚筒传动连接有滚筒电机。

进一步地，所述第一驱动机构包括电缸，所述电缸的下端传动连接有公模底板，所述公模底板的下端活动连接有公模支撑板，且所述公模底板与所述公模支撑板之间连接有弹簧，所述公冲裁模固定安装于所述公模支撑板的下端。

进一步地，所述主体固定相对设置有两个支撑板，所述支撑板具有沿所述母冲裁模的运动方向延伸的滑槽，所述母冲裁模安装于模具板，所述模具板的两端与所述滑槽滑动配合，所述第二驱动机构包括气缸，所述气缸与所述模具板传动连接。

进一步地，所述母冲裁模的上表面的开口外周设置有冲裁槽，所述冲裁槽的四周呈圆角，所述冲压刀具的形状与所述冲裁槽的形状相契合。

进一步地，所述托举机构包括支撑座，所述支撑座用于承载物品，所述支撑座的下端连接有升降杆。

进一步地，所述转运机械手包括水平转动设置的旋转盘，所述旋转盘传动连接有第一伺服电机，所述旋转盘设置有第二伺服电机，所述第二伺服电机传动连接有摆动设置的第一固定器，所述第一固定器固定连接有第二固定器，所述第二固定器设置有第三伺服电机，所述第三伺服电机传动连接有旋转轴，所述旋转轴固定连接有带座轴承，所述带座轴承设置有第四伺服电机，所述第四伺服电机传动连接有摆动设置的摆动支架，所述摆动支架设置有第五伺服电机，所述第五伺服电机传动连接有关节固定器，所述关节固定器固定连接有固定叉件，所述固定叉件上设置有两个齿轮杆，两个所述齿轮杆的齿轮相啮合，两个所述齿轮杆均铰接有指尖，两个所述指尖相对设置，两个所述指尖均铰接有支杆，所述支杆铰接于所述固定叉件，所述固定叉件通过固定架还设置有第六伺服电机，所述第六伺服电机与两个所述齿轮杆中的一个的齿轮传动连接。

进一步地，所述热风机包括两个热风枪，两个所述热风枪相对设置于所述托举机构的两侧。

进一步地，所述模具冲裁机构包括多个所述公冲裁模和多个所述母冲裁模，且所述公冲裁模和所述母冲裁模一一对应设置。

进一步地，所述主体上还设置有工序控制器，所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述转运机械手、所述热缩膜进给机构、所述托举机构和所述热风机均控制连接至所述工序控制器。

与现有技术相比，本发明利用热缩膜进给机构能够将热缩膜输送至公冲裁模的下方，第二驱动机构驱动母冲裁模位于公冲裁模的正下方的第一位置，此时热缩膜在公冲裁模与母冲裁模之间，第一驱动机构驱动公冲裁模向下运动，直至母冲裁模与公冲裁模完全贴合，此时热缩膜被冲裁成固定形状，在气压与静电的吸附作用下贴合在母冲裁模的表面，然后第二驱动机构驱动母冲裁模运动至靠近转运机械手的第二位置，转运机械手将物品放置在母冲裁模上的冲裁好的热缩膜上，母冲裁模具有贯穿的开口，开口的正下方是托举机构，从而已冲裁完成的热缩膜由于物品压力与高度差原因四角翘起随冲裁好的热缩膜一起落至托举机构上，再经过热风机吹出热风加热热缩膜，热缩膜受热收缩，从而将物品完全包裹，转运机械手将包装完成的物品抓取至下一工位或进行堆垛，完成物品包装，本发明实现了物品包装流程自动化，具有包装速度快，成本低廉，占地面积小，易于操作的特点，减少人力的使用，提高资源的配制效率。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的局部结构示意图一；

图3是本发明实施例的局部结构示意图二；

图4是本发明实施例的局部结构示意图三；

图5是本发明实施例的局部结构示意图四；

图6是本发明实施例的局部结构示意图五；

图7是本发明实施例的局部结构示意图六；

图8是本发明实施例的控制原理图；

其中，1是主体、2是热风机、3是转运机械手、101是支撑架、102是从动轴、103是电缸安装板、104是安装块、105是从动滚筒、106是限位法兰、107是滚筒电机、108是废料主动滚筒、109是废料主动滚筒限位块、110是过渡滚筒固定件、111是过渡滚筒、112是中间滚筒固定件、113是中间滚筒、114是桌面、115是支撑板、116是模具板、117是母冲裁模、118是支撑座、119是升降杆、120是热风枪、121是热风枪支撑板、201是气缸座、202是气缸、203是L型件、301是光轴、302是弹簧、303是公模底板、305是电缸安装架、306是电缸、307是公模支撑板、308是公冲裁模、309是冲压刀具、401是指尖、402是第一铰链、403是第二铰链、404是齿轮杆、405是关节固定器、406是摆动支架、407是第四伺服电机、408是带座轴承、409是旋转轴、410是第三伺服电机、411是第二固定器、412是第一固定器、413是旋转盘、414是固定座、415是旋转盘座、416是长螺杆、417是机械臂固定台、418是第五伺服电机、419是固定叉件、420是第二伺服电机、421固定架、422是支杆、431是第六伺服电机。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例对本发明作进一步地解释说明，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本发明实施例提供了一种可自动上下料的包装机，可以对饭团等速食快餐便当进行包装，当然也可以对各种物品进行包装，具体参见图1至图5，其包括主体1，以及设置于主体1的热缩膜进给机构、模具冲裁机构、托举机构、转运机械手3和热风机2。

具体地，模具冲裁机构包括沿上下方向设置的公冲裁模308和母冲裁模117，公冲裁模308上设置有冲压刀具309，公冲裁模308传动连接有第一驱动机构，第一驱动机构被配置为能够驱动公冲裁模308沿上下方向运动；母冲裁模117具有贯穿的开口，且母冲裁模117具有第一位置和第二位置，当母冲裁模117位于第一位置时，母冲裁模117位于公冲裁模308的正下方；当母冲裁模117位于第二位置时，母冲裁模117靠近转运机械手3，母冲裁模117传动连接有第二驱动机构，第二驱动机构被配置为能够驱动母冲裁模117在第一位置和第二位置之间切换；托举机构靠近转运机械手3设置，托举机构用于承载物品，且当母冲裁模117位于第二位置时，托举机构位于母冲裁模117的开口的正下方；热缩膜进给机构用于将热缩膜输送至公冲裁模308的下方，转运机械手3位于主体1的一侧，用于取放物品；主体1靠近托举机构的位置还设置有热风机2，热风机2用于加热热缩膜。

具体地，主体1固定设置有支撑架101，热缩膜进给机构包括转动设置于支撑架101的从动滚筒105、中间滚筒113、过渡滚筒111和废料主动滚筒108，热缩膜卷筒可以安装于从动滚筒105，且热缩膜依次绕设于中间滚筒113、过渡滚筒111和废料主动滚筒108，中间滚筒113与过渡滚筒111之间的热缩膜位于公冲裁模308的正下方，废料主动滚筒108传动连接有滚筒电机107。

更加具体地，支撑架101上设置有从动轴102，从动轴102的两端通过安装块104支撑于支撑架101上，从动轴102穿过从动滚筒105设置，从动滚筒105的轴向两侧的从动轴102上设置有限位法兰106，能够防止从动滚筒105跑偏。中间滚筒113通过中间滚筒固定件112支撑于支撑架101上，过渡滚筒111通过过渡滚筒固定件110支撑于支撑架101上，中间滚筒113和过渡滚筒111沿前后方向间隔布置，且位置低于从动滚筒105和废料主动滚筒108，滚筒电机107为伺服电机固定安装于支撑架101上，废料主动滚筒108的轴向上相对设置有两个废料主动滚筒限位块109，热缩膜冲裁完的余料可以限制卷曲在两个废料主动滚筒限位块109之间的废料主动滚筒108上，热缩膜进给机构通过废料主动滚筒108自动回卷废料，防止出现卡带现象。

具体地，第一驱动机构包括电缸306，电缸306的下端传动连接有公模底板303，公模底板303的下端活动连接有公模支撑板307，且公模底板303与公模支撑板307之间连接有弹簧302，公冲裁模308固定安装于公模支撑板307的下端。

更加具体地，支撑架101上固定设置有电缸安装板103，电缸306的上端通过电缸安装架305固定于电缸安装板103，电缸306的下端输出端连接公模底板303，公模底板303的四角固定设置光轴301，公模支撑板307与光轴301滑动连接，且光轴301的下端进行限位，弹簧302套设在光轴301，且两端分别抵接于公模底板303和公模支撑板307，通过弹簧302和光轴301实现冲裁时的缓冲。

具体地，主体1的桌面114固定相对设置有两个支撑板115，支撑板115具有沿母冲裁模117的运动方向延伸的滑槽，母冲裁模117安装于模具板116，模具板116的两端与滑槽滑动配合，实现前后滑动，第二驱动机构包括气缸202，气缸202与模具板116传动连接。

更加具体地，模具板116两端有阶梯槽穿插在支撑板115的滑槽中，可实现滑动，模具板116的一侧与气缸202通过L型件203连接，气缸202固定在气缸座201上，气缸座201固定于主体1的桌面114，整个机构在气缸202的推动下可实现前后方向的直线往复运动。

优选地，母冲裁模117的上表面的开口外周设置有冲裁槽，冲裁槽的四周呈圆角，冲压刀具309的形状与冲裁槽的形状相契合，保证了热缩膜更好的冲裁，保证冲裁效果。

具体地，托举机构包括支撑座118，支撑座118用于承载物品，支撑座118的下端连接有升降杆119，支撑座118通过升降杆杆119与桌面114连接，可实现高低调节，可以针对不同大小的饭团等物品调节不同的高度，保证包装质量。

本实施例的模具冲裁机构包括多个公冲裁模308、多个母冲裁模117和多个托举机构，且公冲裁模308、母冲裁模117和托举机构分别一一对应设置，能够一次完成多片热缩膜冲裁，实现多个物品的同时包装，更加有助于提高包装效率，本实施例示例性的给出了两个公冲裁模308、两个母冲裁模117和两个托举机构，具体数量可以根据实际需要进行选择。

具体地，参见图6和图7，转运机械手3包括水平转动设置的旋转盘413，旋转盘413传动连接有第一伺服电机，旋转盘413设置有第二伺服电机420，第二伺服电机420传动连接有摆动设置的第一固定器412，第一固定器412固定连接有第二固定器411，第二固定器411设置有第三伺服电机410，第三伺服电机410传动连接有旋转轴409，旋转轴409固定连接有带座轴承408，带座轴承408设置有第四伺服电机407，第四伺服电机407传动连接有摆动设置的摆动支架406，摆动支架406设置有第五伺服电机418，第五伺服电机418传动连接有关节固定器405，关节固定器405固定连接有固定叉件419，固定叉件419上设置有两个齿轮杆404，两个齿轮杆404的齿轮相啮合，两个齿轮杆404均分别通过第二铰链403铰接有指尖401，两个指尖401相对设置，两个指尖401均分别通过第一铰链402铰接有支杆422，支杆422铰接于固定叉件419，固定叉件419还通过固定架421设置有第六伺服电机431，第六伺服电机431与两个齿轮杆404中的一个的齿轮传动连接。指尖401与支杆422通过第一铰链402铰接，指尖401与齿轮杆404通过第二铰链403进行铰接，该结构运用杠杆原理，其中第一铰链402起到支点的作用。齿轮杆404一共2组，成水平对置，且齿轮相互啮合，可保证运动的同步性，第六伺服电机431固定在固定架421上，输出轴与其中一个齿轮杆404连接，齿轮杆404旋转可带动指尖401运动，从而实现抓取功能。

更加具体地，主体1的前侧设置有机械臂固定台417，机械臂固定台417的上端固定设置有固定座414，第一伺服电机固定设置于固定座414上，固定座414上还通过多个长螺杆416固定设置有旋转盘座415，旋转盘413水平转动设置于旋转盘座415。转运机械手3位于主体1的前方，是包装的最后一道工序，起到转运与堆垛的作用。

具体地，热风机2包括两个热风枪120，两个热风枪120分别相对设置于托举机构的两侧，热风枪120固定设置在热风枪支撑板121上，热风枪支撑板121固定于主体1。热风枪120通过螺钉及配孔与热风枪支撑板121固定，且其位置可在热风枪支撑板121上相对移动。

参见图8，本实施例的主体1上还设置有工序控制器，第一驱动机构、第二驱动机构、转运机械手3、热缩膜进给机构、托举机构和热风机2均控制连接至工序控制器。通过工序控制器控制滚筒电机107，将热缩膜以正时工步向模具冲裁机构输送，热缩膜进给机构还可自动回卷废料，防止出现卡带现象；模具冲裁机构通过工序控制器同步控制气缸202，实现模具板116带动母冲裁模117水平方向前后往复运动的控制，从而给转运机械手3的转运工步留出空间和时间，以及位于公冲裁模308正下方时，控制电缸306向下驱动公冲裁模308进行热缩膜冲裁，并通过控制热风机2吹热风加热热缩膜，以及控制转运机械手3的各个伺服电机的动作，实现取放物品功能。滚筒电机107、气缸202、电缸306、热风机2以及转运机械手3的各个伺服电机通过485总线通信连接工序控制器，工序控制器还设置网络通信模块连接食品公司控制台，网络通信模块用于发送和接收信息指令，网络通信模块可以是以太网通讯，也可以是4G通讯的全频天线等方式，主体1的桌面114上还设置有工业以太网通讯连接的人机交互装置，方便进行人机交互，便于控制。

下面对本发明的工作原理进行说明。

首先模具板116在气缸202的牵引下来到公模支撑板307的正下方，即母冲裁模117位于第一位置，母冲裁模117与公冲裁模308的上下中心点完全重合的位置，此时电缸306在工序控制器的指挥下向下运动，直至母冲裁模117与公冲裁模308完全贴合。此时热缩膜被冲裁成2个固定形状，在气压与静电的吸附作用下贴合在母冲裁模117的开口表面上，此时电缸306再返回上方的初始位置，气缸202牵引模具板116到达对向极限位置，支撑板115的前端，即母冲裁模117到达第二位置，此时转运机械手3抓起饭团等物品并放置于母冲裁模117的热缩膜上，此时已冲裁完成的热缩膜由于饭团等物品的压力与高度差原因四角翘起从开口落至支撑座118上，此时热风枪120吹出热风，热缩膜受热收缩，将饭团等物品完全包裹，进一步地，气缸202牵引模具板116返回第一位置，转运机械手3抓取包装好的饭团进入下一工位或进行堆垛，完成包装。

本发明实现了整个包装流程的完全自动化，具有包装速度快，成本低廉，占地面积小，易于操作等特点，减少人力的使用，提高资源的配制效率。

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实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种可自动上下料的包装机，其特征在于，包括主体(1)，以及设置于所述主体(1)的热缩膜进给机构、模具冲裁机构、托举机构和转运机械手(3)，所述模具冲裁机构包括沿上下方向设置的公冲裁模(308)和母冲裁模(117)，所述公冲裁模(308)上设置有冲压刀具(309)，所述公冲裁模(308)传动连接有第一驱动机构，所述第一驱动机构被配置为能够驱动所述公冲裁模(308)沿上下方向运动；所述母冲裁模(117)具有贯穿的开口，且所述母冲裁模(117)具有第一位置和第二位置，当所述母冲裁模(117)位于第一位置时，所述母冲裁模(117)位于所述公冲裁模(308)的正下方；当所述母冲裁模(117)位于第二位置时，所述母冲裁模(117)靠近所述转运机械手(3)，所述母冲裁模(117)传动连接有第二驱动机构，所述第二驱动机构被配置为能够驱动所述母冲裁模(117)在第一位置和第二位置之间切换；所述托举机构靠近所述转运机械手(3)设置，所述托举机构用于承载物品，且当所述母冲裁模(117)位于第二位置时，所述托举机构位于所述母冲裁模(117)的所述开口的正下方；所述热缩膜进给机构用于将热缩膜输送至所述公冲裁模(308)的下方，所述转运机械手(3)位于所述主体(1)的一侧，用于取放物品；所述主体(1)靠近所述托举机构的位置还设置有热风机(2)，所述热风机(2)用于加热热缩膜。

2.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的包装机，其特征在于，所述主体(1)固定设置有支撑架(101)，所述热缩膜进给机构包括转动设置于所述支撑架(101)的从动滚筒(105)、中间滚筒(113)、过渡滚筒(111)和废料主动滚筒(108)，热缩膜安装于所述从动滚筒(105)，且热缩膜依次绕设于所述中间滚筒(113)、所述过渡滚筒(111)和所述废料主动滚筒(108)，所述中间滚筒(113)与所述过渡滚筒(111)之间的热缩膜位于所述公冲裁模(308)的正下方，所述废料主动滚筒(108)传动连接有滚筒电机(107)。

3.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的包装机，其特征在于，所述第一驱动机构包括电缸(306)，所述电缸(306)的下端传动连接有公模底板(303)，所述公模底板(303)的下端活动连接有公模支撑板(307)，且所述公模底板(303)与所述公模支撑板(307)之间连接有弹簧(302)，所述公冲裁模(308)固定安装于所述公模支撑板(307)的下端。

4.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的包装机，其特征在于，所述主体(1)固定相对设置有两个支撑板(115)，所述支撑板(115)具有沿所述母冲裁模(117)的运动方向延伸的滑槽，所述母冲裁模(117)安装于模具板(116)，所述模具板(116)的两端与所述滑槽滑动配合，所述第二驱动机构包括气缸(202)，所述气缸(202)与所述模具板(116)传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种可自动上下料的包装机，其特征在于，所述母冲裁模(117)的上表面的开口外周设置有冲裁槽，所述冲裁槽的四周呈圆角，所述冲压刀具(309)的形状与所述冲裁槽的形状相契合。

6.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的包装机，其特征在于，所述托举机构包括支撑座(118)，所述支撑座(118)用于承载物品，所述支撑座(118)的下端连接有升降杆(119)。

7.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的包装机，其特征在于，所述转运机械手(3)包括水平转动设置的旋转盘(413)，所述旋转盘(413)传动连接有第一伺服电机，所述旋转盘(413)设置有第二伺服电机(420)，所述第二伺服电机(420)传动连接有摆动设置的第一固定器(412)，所述第一固定器(412)固定连接有第二固定器(411)，所述第二固定器(411)设置有第三伺服电机(410)，所述第三伺服电机(410)传动连接有旋转轴(409)，所述旋转轴(409)固定连接有带座轴承(408)，所述带座轴承(408)设置有第四伺服电机(407)，所述第四伺服电机(407)传动连接有摆动设置的摆动支架(406)，所述摆动支架(406)设置有第五伺服电机(418)，所述第五伺服电机(418)传动连接有关节固定器(405)，所述关节固定器(405)固定连接有固定叉件(419)，所述固定叉件(419)上设置有两个齿轮杆(404)，两个所述齿轮杆(404)的齿轮相啮合，两个所述齿轮杆(404)均铰接有指尖(401)，两个所述指尖(401)相对设置，两个所述指尖(401)均铰接有支杆(422)，所述支杆(422)铰接于所述固定叉件(419)，所述固定叉件(419)通过固定架(421)还设置有第六伺服电机(431)，所述第六伺服电机(431)与两个所述齿轮杆(404)中的一个的齿轮传动连接。

8.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的包装机，其特征在于，所述热风机(2)包括两个热风枪(120)，两个所述热风枪(120)相对设置于所述托举机构的两侧。

9.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的包装机，其特征在于，所述模具冲裁机构包括多个所述公冲裁模(308)和多个所述母冲裁模(117)，且所述公冲裁模(308)和所述母冲裁模(117)一一对应设置。

10.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的包装机，其特征在于，所述主体(1)上还设置有工序控制器，所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述转运机械手(3)、所述热缩膜进给机构、所述托举机构和所述热风机(2)均控制连接至所述工序控制器。

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