CN115303593B - 一种包装箱自动剪带碎带回收系统 - Google Patents

一种包装箱自动剪带碎带回收系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种包装箱自动剪带碎带回收系统，涉及智能装备技术领域。包装箱经物料传送装置输送至目标工位，护角压紧装置压住护角，机械臂下放剪带夹具，扎带识别装置对包装带进行识别并反馈信息给机器人，定位后升降气缸将扎带导向机构下放，第二导向块与包装箱顶部接触并行进，将包装带挑起后，包装带进入第二刀头位置，剪带气缸下放第一刀头，在第一刀头与第二刀头相互作用下剪断包装带并将其压住；机器人带动剪带夹具将包装带抽出，放置在压板下，压板将包装带压住，推带气缸推动压带机构，将包装带送入扎带传送辊轮组内，传送至第三刀头与第四刀头相适配下组成的切带刀具下，在切带气缸驱动下将包装带切断，回收箱盛装包装带和护角。

Description

一种包装箱自动剪带碎带回收系统
技术领域
本发明涉及智能装备技术领域，具体涉及一种包装箱自动剪带碎带回收系统。
背景技术
包装箱生产线上经常需要对码垛好的整垛件箱进行剪带开箱操作，随着包装箱生产线自动化的提高，剪带基本都是通过机器人使用剪带夹具来进行，但剪带夹具通常通过限位开关作为检测机构，使用时先用限位开关得到距离包装箱的距离，经过计算后下放扎带导向块到合适距离，避免导向块压坏包装箱。此操作较为复杂，使用前均需限位开关检测并计算下降距离，耗费时间长。而夹具将包装带剪断后抽出包装带，然后收集到回收箱内，但整垛件箱的包装带特别长，直接扔进回收箱内占用空间大且凌乱，如果通过人工收集捆扎后再回收费时费力，增加人力成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种包装箱自动剪带碎带回收系统，解决现有整垛件箱包装带剪带耗时长，且剪断后的包装带不好回收的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种包装箱自动剪带碎带回收系统，其特征在于：包括机器人、与机器人连接的剪带夹具、固定在机架上的自动碎带装置、护角压紧装置和物料传送装置，自动碎带装置下方设置有回收箱；
所述剪带夹具包括连接框架和扎带导向机构，所述扎带导向机构包括升降气缸、第一导向块和第二导向块，升降气缸本体固定在连接框架，升降气缸的输出端与固定架连接，固定架底部与第一导向块顶部连接，第一导向块一侧设置有扎带识别装置，第一导向块端部转动连接有第二导向块，第二导向块连接处设置有扭簧；固定架上设置有剪带气缸，剪带气缸输出端连接有第一刀头，第一导向块上设置有第二刀头，第一刀头与第二刀头相适配，固定架与连接框架滑动连接，连接框架与机器人的机械手固定连接；
所述自动碎带装置包括依次固定在机架上的压带机构、扎带传送辊轮组、切带机构，所述压带机构包括固定板，固定板上固定设置有压带气缸，压带气缸输出端设置有压板，固定板一端与推带气缸输出端连接；所述切带机构包括切带气缸，切带气缸输出端设置有转动圆盘，转动圆盘远离圆心处转动连接有连接杆一端，连接杆另一端与第三刀头一端连接，第三刀头另一端与机架转动连接，机架上还设置有第四刀头；
包装箱经物料传送装置输送至目标工位，护角压紧装置压住护角，机械臂下放剪带夹具，扎带识别装置对包装带进行识别并反馈信息给机器人，定位后升降气缸将扎带导向机构下放，第二导向块与包装箱顶部接触并行进，将包装带挑起后，包装带进入第二导向块内并进入第二刀头位置，剪带气缸下放第一刀头，在第一刀头与第二刀头相互作用下剪断包装带并将其压住；
机器人带动剪带夹具将包装带抽出，并放置在压板下，压板将包装带压住，推带气缸推动压带机构，将包装带送入扎带传送辊轮组内，传送至第三刀头与第四刀头相适配下组成的切带刀具下，在切带气缸驱动下将包装带切断，回收箱盛装切段后的包装带和护角。
更进一步的技术方案是所述连接框架包括顶板，顶板底部设置有依次连接的后侧板、右侧板、前侧板、左侧板，顶板通过法兰与机器人连接，后侧板上设置有导轨，导轨与固定架的滑块连接，左侧板外侧壁上设置有吸盘，吸盘吸附护角。
更进一步的技术方案是所述第一导向块呈L型且中部延伸有导向板，导向板端部倾斜设置有导向面，第一导向块底部设置有第二刀头的固定槽。
更进一步的技术方案是所述第一导向块后侧壁上设置有L型的支撑架，支撑架底部设置有第一滚轮；所述第二导向块为楔形块，端部通过固定轴与第一导向块连接，固定轴两端设置有第二滚轮。
更进一步的技术方案是所述第一导向块另一侧底部设置有垫板，垫板上设置有缓冲垫，第一刀头底部与缓冲垫接触；所述第一刀头底部靠近第一导向块的一半为剪切部，另一半为压带部，压带部上设置有锯齿形凸起。
更进一步的技术方案是所述固定板底部通过滑块与机架上的导轨滑动连接，压带气缸为旋转气缸，固定板上设置有固定柱，压板压在固定柱顶部。
更进一步的技术方案是所述扎带传送辊轮组包括主动轮和被动轮，主动轮的固定轴与一侧的旋转气缸连接；所述扎带传送辊轮组进料口处设置有导料装置，导料装置上开设有沿进料方向逐渐变小的进料口；所述扎带传送辊轮组出料口处设置有第三刀头的U型固定架，U型固定架顶部设置有限位板，限位板靠近出料口一端倾斜向上设置。
更进一步的技术方案是所述机架上设置有挡料装置，挡料装置底部开口且合围在第三刀头上方；所述挡料装置包括L型板、V型板和连接板，V型板夹角为钝角且与L型板一端连接，连接板盖合在V型板的一侧。
更进一步的技术方案是所述护角压紧装置包括压紧支架，压紧支架两侧相对设置有顶升气缸，顶升气缸输出端设置有连接架，连接架端部设有护角压紧板。
工作原理：包装箱经物料传送装置输送至目标工位，护角压紧装置压住护角，机械臂下放剪带夹具，扎带识别装置对包装带进行识别并反馈信息给机器人，定位后升降气缸将扎带导向机构下放，第二导向块与包装箱顶部接触并行进，将包装带挑起后，包装带进入第二导向块内并进入第二刀头位置，剪带气缸下放第一刀头，在第一刀头与第二刀头相互作用下剪断包装带并将其压住；
机器人带动剪带夹具将包装带抽出，并放置在压板下，压板将包装带压住，推带气缸推动压带机构，将包装带送入扎带传送辊轮组内，传送至第三刀头与第四刀头相适配下组成的切带刀具下，松开压板，在扎带传送辊轮组驱动下，包装带往前行进一定距离，切带气缸驱动第一刀头动作切断包装带，切断后包装带再往前行进再切断，如此重复，将包装带切成小段，小段的包装带掉落在下部的回收箱内。护角压紧装置松开护角，护角也回收到回收箱内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过扎带识别装置对包装带进行识别定位，快速定位包装带，通过设置有扭簧的第二导向块与包装箱接触，在升降气缸下放时不会将包装箱表面压坏，无需限位开关检测下降高度；通过扎带导向机构挑起包装带并限位，通过剪带气缸与刀头快速将包装带剪断，操作过程简单快速。
2.通过压带机构将包装带进行固定，在通过推带气缸将包装带送入扎带传送辊轮组，扎带传送辊轮组按一定频次和距离往前输送包装带，切带机构将其切成小段后进行回收，过程中自动化程度高，大大节约了人力成本，且切段后的包装带占用空间小，便于其回收。
3.通过护角压紧装置压紧护角，避免包装带剪断后护角掉落，影响现场环境甚至掉落在关键设备上，通过护角吸盘吸附护角，松开护角压紧装置，将护角吸附后放入回收箱，方便护角回收。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中剪带夹具一个角度的结构示意图。
图3为本发明中剪带夹具另一个角度的结构示意图。
图4为本发明中剪带夹具省略顶板、右侧板和前侧板的结构示意图。
图5为本发明中第一导向块的装配示意图。
图6为本发明中第二刀头的结构示意图。
图7为本发明中自动碎带装置的结构示意图。
图8为本发明中自动碎带装置省略保护罩的结构示意图。
图9为本发明中压带机构的结构示意图。
图10为本发明中扎带传送辊轮组和切带机构的结构示意图。
图11为本发明中切带机构的示意图，省略保护罩。
图12为本发明中挡料装置的结构示意图。
图13为本发明中护角压紧装置的结构示意图。
图中：1-剪带夹具，101-连接框架，102-扎带导向机构，103-升降气缸，104-第一导向块，105-第二导向块，106-固定架，107-扎带识别装置，108-剪带气缸，109-第一刀头，110-第二刀头，111-顶板，112-后侧板，113-右侧板，114-前侧板，115-左侧板，116-护角吸盘，117-导向板，118-导向面，119-固定槽，120-支撑架，121-第一滚轮，122-U型限位架，123-垫板，124-缓冲垫，125-剪切部，126-压带部，127-固定轴，128-第二滚轮；
2-自动碎带装置，201-压带机构，202-扎带传送辊轮组，203-切带机构，204-压板，205-推带气缸，206-切带气缸，207-连接杆，208-第三刀头，209-第四刀头，210-固定柱，211-导向柱，212-U型固定架，213-限位板，214-挡料装置，215-L型板，216-V型板，217-连接板，218-固定板，219-压带气缸，220-导料装置，221-导向轮，222-保护罩，223-支撑板，224-输料斗；
3-护角压紧装置，301-压紧支架，302-顶升气缸，303-连接架，304-护角压紧板；
4-回收箱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了一种包装箱自动剪带碎带回收系统，其特征在于：包括机器人、与机器人连接的剪带夹具1、固定在机架上的自动碎带装置2、护角压紧装置3和物料传送装置，自动碎带装置2下方设置有回收箱4。机器人采用库卡机器人总成，机器人配有机械手。
剪带夹具1的结构如图2-6所示，包括连接框架101和扎带导向机构102。所述连接框架101包括顶板111，顶板111底部设置有依次连接的后侧板112、右侧板113、前侧板114、左侧板115，连接框架101底端开口，顶板111通过法兰与机器人连接，后侧板112外侧设置有控制箱，左侧板115上设置有护角的气动吸盘116，前侧板114和右侧板113上设置有气动控制装置，后侧板112内侧壁上设置有导轨，导轨与固定架106的滑块连接。
所述扎带导向机构102包括升降气缸103、第一导向块104和第二导向块105，升降气缸103本体通过支架固定在后侧板112上，其输出端与固定架106顶部连接，固定架106底部与第一导向块104顶部连接，第一导向块104一侧设置有扎带识别装置107，第二导向块105为楔形块，端部通过固定轴127与第一导向块104端部连接，固定轴127两端设置有第二滚轮128，固定轴127一侧设置有扭簧。所述第一导向块104后侧壁上设置有L型的支撑架120，支撑架120底部设置有第一滚轮121。滚轮可使用橡胶滚轮。升降气缸103下放后，第二导向块105先接触包装箱顶部，行进时将包装带挑起，并在滚轮作用下往前行进。在扭簧和第二滚轮128的配合下，确保导向机构不会压坏包装箱。
为便于剪切和限位，所述第一导向块104呈L型且中部延伸有导向板117，导向板117端部倾斜设置有导向面118，第一导向块104底部设置有第二刀头110的固定槽119。固定架106上设置有剪带气缸108，剪带气缸108输出端连接有第一刀头109，第一刀头109与第二刀头110相适配。所述第一导向块104另一侧底部设置有垫板123，垫板123上设置有缓冲垫124，第一刀头109底部与缓冲垫124接触。缓冲垫124根据使用情况可以定期更换。为便于将包装带抽出，所述第一刀头109底部靠近第一导向块104的一半为剪切部125，另一半为压带部126，压带部126上设置有锯齿形凸起，为限制第一刀头109的运动轨迹，所述第一刀头109外侧壁滑动套接有U型限位架122，U型限位架122端部固定在导向板117上。
如图7-12所示，自动碎带装置2包括机架，机架的具体结构可按现场的需要进行设计和制作。机架上从前往后依次固定有压带机构201、扎带传送辊轮组202、切带机构203。
所述压带机构201包括固定板218，固定板218底部固定有滑块，机架上设置有导轨，滑块与导轨滑动连接。固定板218上固定设置有压带气缸219，压带气缸219为旋转气缸，其输出端横向连接有压板204，固定板218上设置有固定柱210，压带气缸219驱动下，压板204压合在固定柱210上。固定板218一侧连接有推带气缸205，推带气缸205为伸缩式气缸。为便于包装带定位，所述固定板218靠近压板204的一侧相对设置有导向柱211，导向柱211之间的间隙与包装带宽度相适应。导向柱211前方相对设置有导向轮221，两个导向轮221之间的间隙与包装带宽度相适应。导向轮221通过轴和固定杆固定在固定板218上。
所述扎带传送辊轮组202包括主动轮和被动轮，主动轮的固定轴与一侧的旋转气缸连接。为便于包装带的输送，扎带传送辊轮组202进料口处设置有导料装置220，导料装置220上开设有沿进料方向逐渐变小的进料口。所述扎带传送辊轮组202出料口处设置有U型固定架212，U型固定架212顶部设置有限位板213，限位板213靠近出料口一端倾斜向上设置。
所述切带机构203包括切带气缸206，切带气缸206为旋转气缸且固定在机架的横梁上，切带气缸206输出端通过两个轴承支撑，端部设置有转动圆盘，转动圆盘远离圆心处转动连接有连接杆207一端，连接杆207另一端与第三刀头208一端连接，第三刀头208另一端与机架上固定杆转动连接，机架上还设置有第四刀头209，第四刀头209固定在U型固定架212上。为防止切料过程中，物料飞溅出去，所述机架上设置有挡料装置214，挡料装置214底部开口且合围在第三刀头208上方。所述挡料装置214由L型板215、V型板216和连接板217合围而成，底部开口，其中，V型板216夹角为钝角且与L型板215一端连接，连接板217盖合在V型板216的一侧，缺口处作为让位。所述切带气缸206顶部活动盖合有保护罩222，保护罩222呈U型且端部通过活页与支撑板223连接，支撑板223固定在机架上。保护罩222同时有遮尘作用。扎带传送辊轮组202和切带机构203底部设置有输料斗224，输料斗224下方设置有回收箱4。回收箱4通过叉板放置在物料传送装置上。
如图13所示，所述护角压紧装置3包括压紧支架301，压紧支架301两侧相对设置有顶升气缸302，顶升气缸302本体固定在压紧支架301上，顶升气缸302输出端设置有连接架303，连接架303端部设有护角压紧板304。
上述包装箱自动剪带碎带回收系统用于打包好的整垛件箱进行拆包，为防止包装箱转角处被包装带勒变形，会放置L型的纸质护角进行防护。
使用时，整垛物料经物料传送装置输送至目标工位，护角压紧装置3的顶升气缸302带动护角压紧板304往下运动，压住护角。
机械臂下放剪带夹具1，扎带识别装置107对包装带进行识别并反馈信息给机器人，定位后升降气缸103将扎带导向机构102下放，第二导向块105与包装箱顶部接触，并在滚轮辅助下行进，将包装带挑起后，包装带进入第二导向块203内并进入第二刀头110位置，剪带气缸108下放第一刀头109，在第一刀头109与第二刀头110相互作用下剪断包装带。当包装带出现松动甚至翘起时，扎带导向机构102行进时，包装带从导向面118沿导向板117进入导向板117与第一导向块104底部的间隙内，剪带气缸108下放第一刀头109，第一刀头109沿U型限位架122往下运动，直到其压紧在缓冲垫124上，此时剪切部125与第二刀头110将包装带剪断，同时压带部126将包装带一端压紧，机械臂移动后即可将剪断的包装带抽出。
机械臂将抽出后的包装带移到自动碎带装置2处，自动放置在压板204下方，在压带气缸219作用下压板204压紧包装带，推带气缸205往前推动压带机构201，直到包装带被送入扎带传送辊轮组202之间，松开压板204，在扎带传送辊轮组202驱动下，包装带往前行进一定距离，传送至第三刀头208与第四刀头209相适配下组成的切带刀具下，切带气缸206驱动第三刀头208动作切断包装带，切断后包装带再往前行进再切断，如此重复，将包装带切成小段进行回收。切段后的包装带通过下方的输料斗224掉入回收箱4内。
包装带进入自动碎带装置2后，机械臂带动护角吸盘116回到包装箱位置，对护角进行吸附，顶升气缸302驱动护角压紧板304上移，护角吸盘116取下护角，放入回收箱4内，实现对护角的有序回收。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (7)

1.一种包装箱自动剪带碎带回收系统，其特征在于：包括机器人、与机器人连接的剪带夹具(1)、固定在机架上的自动碎带装置(2)、护角压紧装置(3)和物料传送装置，自动碎带装置(2)下方设置有回收箱(4)；
所述剪带夹具(1)包括连接框架(101)和扎带导向机构(102)，所述扎带导向机构(102)包括升降气缸(103)、第一导向块(104)和第二导向块(105)，升降气缸(103)本体固定在连接框架(101)，升降气缸(103)的输出端与固定架(106)连接，固定架(106)底部与第一导向块(104)顶部连接，第一导向块(104)一侧设置有扎带识别装置(107)，第一导向块(104)端部转动连接有第二导向块(105)，第二导向块(105)连接处设置有扭簧；固定架(106)上设置有剪带气缸(108)，剪带气缸(108)输出端连接有第一刀头(109)，第一导向块(104)上设置有第二刀头(110)，第一刀头(109)与第二刀头(110)相适配，固定架(106)与连接框架(101)滑动连接，连接框架(101)与机器人的机械手固定连接；连接框架(101)外侧壁上设置有吸盘(116)，吸盘(116)吸附护角；
所述自动碎带装置(2)包括依次固定在机架上的压带机构(201)、扎带传送辊轮组(202)、切带机构(203)，所述压带机构(201)包括固定板(218)，固定板(218)上固定设置有压带气缸(219)，压带气缸(219)输出端设置有压板(204)，固定板(218)一端与推带气缸(205)输出端连接；所述切带机构(203)包括切带气缸(206)，切带气缸(206)输出端设置有转动圆盘，转动圆盘远离圆心处转动连接有连接杆(207)一端，连接杆(207)另一端与第三刀头(208)一端连接，第三刀头(208)另一端与机架转动连接，机架上还设置有第四刀头(209)；所述固定板(218)底部通过滑块与机架上的导轨滑动连接，压带气缸(219)为旋转气缸，固定板(218)上设置有固定柱(210)，压板(204)压在固定柱(210)顶部；固定板(218)靠近压板(204)的一侧相对设置有导向柱(211)，导向柱(211)前方相对设置有导向轮(221)，两个导向柱(211)之间的间隙、两个导向轮(221)之间的间隙均与包装带宽度相适应；
所述护角压紧装置(3)包括压紧支架(301)，压紧支架(301)两侧相对设置有顶升气缸(302)，顶升气缸(302)输出端设置有连接架(303)，连接架(303)端部设有护角压紧板(304)；
包装箱经物料传送装置输送至目标工位，护角压紧装置(3)压住护角，机械臂下放剪带夹具(1)，扎带识别装置(107)对包装带进行识别并反馈信息给机器人，定位后升降气缸(103)将扎带导向机构(102)下放，第二导向块(105)与包装箱顶部接触并行进，将包装带挑起后，包装带进入第二导向块(105)内并进入第二刀头(110)位置，剪带气缸(108)下放第一刀头(109)，在第一刀头(109)与第二刀头(110)相互作用下剪断包装带并将其压住；
机器人带动剪带夹具(1)将包装带抽出，并放置在压板(204)下，压板(204)将包装带压住，推带气缸(205)推动压带机构(201)，将包装带送入扎带传送辊轮组(202)内，传送至第三刀头(208)与第四刀头(209)相适配下组成的切带刀具下，在切带气缸(206)驱动下将包装带切断，包装带进入自动碎带后，机械臂带动护角吸盘(116)回到包装箱位置，对护角进行吸附，回收箱(4)盛装切段后的包装带和护角。
2.根据权利要求1所述的一种包装箱自动剪带碎带回收系统，其特征在于：所述连接框架(101)包括顶板(111)，顶板(111)底部设置有依次连接的后侧板(112)、右侧板(113)、前侧板(114)、左侧板(115)，顶板(111)通过法兰与机器人连接，后侧板(112)上设置有导轨，导轨与固定架(106)的滑块连接，左侧板(115)外侧壁上设置有吸盘(116)，吸盘(116)吸附护角。
3.根据权利要求1所述的一种包装箱自动剪带碎带回收系统，其特征在于：所述第一导向块(104)呈L型且中部延伸有导向板(117)，导向板(117)端部倾斜设置有导向面(118)，第一导向块(104)底部设置有第二刀头(110)的固定槽(119)。
4.根据权利要求1所述的一种包装箱自动剪带碎带回收系统，其特征在于：所述第一导向块(104)后侧壁上设置有L型的支撑架(120)，支撑架(120)底部设置有第一滚轮(121)；所述第二导向块(105)为楔形块，端部通过固定轴(127)与第一导向块(104)连接，固定轴(127)两端设置有第二滚轮(128)。
5.根据权利要求1所述的一种包装箱自动剪带碎带回收系统，其特征在于：所述第一导向块(104)另一侧底部设置有垫板(123)，垫板(123)上设置有缓冲垫(124)，第一刀头(109)底部与缓冲垫(124)接触；所述第一刀头(109)底部靠近第一导向块(104)的一半为剪切部(125)，另一半为压带部(126)，压带部(126)上设置有锯齿形凸起。
6.根据权利要求1所述的一种包装箱自动剪带碎带回收系统，其特征在于：所述扎带传送辊轮组(202)包括主动轮和被动轮，主动轮的固定轴与一侧的旋转气缸连接；所述扎带传送辊轮组(202)进料口处设置有导料装置(220)，导料装置(220)上开设有沿进料方向逐渐变小的进料口；所述扎带传送辊轮组(202)出料口处设置有第三刀头(208)的U型固定架(212)，U型固定架(212)顶部设置有限位板(213)，限位板(213)靠近出料口一端倾斜向上设置。
7.根据权利要求1所述的一种包装箱自动剪带碎带回收系统，其特征在于：所述机架上设置有挡料装置(214)，挡料装置(214)底部开口且合围在第三刀头(208)上方；所述挡料装置(214)包括L型板(215)、V型板(216)和连接板(217)，V型板(216)夹角为钝角且与L型板(215)一端连接，连接板(217)盖合在V型板(216)的一侧。
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