CN116176937B - 一种冻干球包装系统及包装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种冻干球包装系统，包括协作机械手、球体上料机构、第一工装定位机构、第二工装定位机构、真空吸盘机构、模组运转机构、热压膜机构、合盖下料机构；协作机械手用于将圆柱盒抓取到第一工装定位机构上，第一工装定位机构上设有球体上料机构和真空吸盘机构，真空吸盘机构用于将冻干球抓取到圆柱盒中，第一工装定位机构与模组运转机构的一端连接，模组运转机构的另一端与第二工装定位机构连接，第二工装定位机构上设有热压膜机构和合盖下料机构。自动化程度高，包装效率高。本发明还提供了一种冻干球包装系统的包装方法，避免了人工操作，全程流水线能够实现自动化包装，提升生产效率。

Description

一种冻干球包装系统及包装方法

技术领域

本发明涉及包装设备技术领域，特别涉及一种冻干球包装系统及包装方法。

背景技术

冻干球，也叫冻干珠，液氮点小球，是指将试剂/药液，通过专业精密微量泵点到液态氮中，使其在极短极低的温度下，迅速冷冻成形状均匀规则的小固态圆球，然后收集起来放到小型冻干设备中冷冻储存。冻干球作为医疗美容行业中，冻干珠生产是一种新型真空冷冻干燥技术，是将混合好的活性生物试剂通过精密仪器制成小球，并进行冻干机的真空冷冻干燥技术加工，得到光滑球体-冻干球。市场上通过冻干机设备加工的有胶原蛋白冻干球，多肽冻干球等。由于对冻干球生产需求量较大，现有技术中对冻干球的运输包装能够实现半自动化和人工辅助操作，这样在生产包装过程中，对冻干球的生产包装效率低，无法满足更高效的生产需求。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种冻干球包装系统，以解决背景技术中所提到的问题，克服现有技术中存在的不足。

本发明另一方面的实施例提供一种冻干球包装系统，包括协作机械手、球体上料机构、第一工装定位机构、第二工装定位机构、真空吸盘机构、模组运转机构、热压膜机构、合盖下料机构；协作机械手用于将圆柱盒抓取到第一工装定位机构上，第一工装定位机构上设有球体上料机构和真空吸盘机构，真空吸盘机构用于将冻干球抓取到圆柱盒中，第一工装定位机构与模组运转机构的一端连接，模组运转机构的另一端与第二工装定位机构连接，第二工装定位机构上设有热压膜机构和合盖下料机构。

优选的是，还包括圆柱盒上料机构、振盘上料机构、圆柱盒定位机构、圆柱盒上料机构与振盘上料机构连接，振盘上料机构与圆柱盒定位机构连接，圆柱盒定位机构上方设有协作机械手。

在上述任一方案中优选的是，球体上料机构包括球体料仓、球体上料顶升板、顶升气缸、支撑柱和球体接料板，球体料仓设在支撑柱上，球体料仓上分别设有球体上料口、球体出料口和球体清料口，球体接料板设在球体出料口下方，球体接料板上设有球体滑道，球体上料口的下方设有滑板，滑板的底端分别设有球体上料顶升板和球体清料口，顶升气缸的输出端与球体上料顶升板连接，球体上料顶升板的顶端设有斜面。

在上述任一方案中优选的是，第一工装定位机构包括传送带和圆柱盒固定装置；传送带设在真空吸盘机构下方，圆柱盒固定装置设在传送带上方。

在上述任一方案中优选的是，热压膜机构包括支撑架、上热熔膜压紧机构、传动辊、上料转盘、收膜转盘、切膜伺服电机、第一切膜热熔电缸、第二切膜热熔电缸、切断机构、下托板、定位压紧机构、收膜伺服电机、压膜升降气缸；支撑架上设有上料转盘、收膜转盘、切膜伺服电机、压膜升降气缸和传动辊，切膜伺服电机的输出端与第一切膜热熔电缸和第二切膜热熔电缸连接，第一切膜热熔电缸与第二切膜热熔电缸之间设有切断机构；第一切膜热熔电缸和第二切膜热熔电缸与下托板连接；压膜升降气缸的输出端与切断机构连接，定位压紧机构设在下托板的一端；收膜伺服电机与收膜转盘连接。

在上述任一方案中优选的是，真空吸盘机构包括吸盘支架、吸盘手臂和吸盘滑轨装置，吸盘支架上设有吸盘滑轨装置，吸盘滑轨装置上设有吸盘手臂。

在上述任一方案中优选的是，模组运转机构包括运转支架、运转气缸、模组滑轨装置、运转手臂，运转支架上设有模组滑轨装置，运转气缸与模组滑轨装置连接，模组滑轨装置与运转手臂连接。

在上述任一方案中优选的是，还包括球体拍照检测器，球体拍照检测器设在第二工装定位机构上。

在上述任一方案中优选的是，合盖下料机构包括合盖支架、合盖滑轨装置、合盖手臂、合盖平台、合盖板、合盖气缸和合盖限位块；合盖支架上设有合盖滑轨装置，合盖滑轨装置上连接有合盖手臂，合盖手臂下方设有合盖平台，合盖平台上设有合盖限位块，合盖限位块的下方设有合盖板，合盖气缸的输出端与合盖板连接。

本发明还提供了上述任一项的一种冻干球包装系统的包装方法，包括：

步骤S1:通过圆柱盒上料机构将圆柱盒上料到振盘上料机构中，振盘上料机构将圆柱盒输送到圆柱盒定位机构上，协作机械手将圆柱盒定位机构上的圆柱盒抓取到第一工装定位机构上；

步骤S2:第一工装定位机构将圆柱盒传送到真空吸盘机构的下方，真空吸盘机构将球体上料机构中的冻干球抓取到圆柱盒中；

步骤S3:第一工装定位机构将装有冻干球的圆柱盒传送到模组运转机构的下方，模组运转机构将装有冻干球的圆柱盒抓取运转到第二工装定位机构上；

步骤S4:第二工装定位机构将装有冻干球的圆柱盒传输到热压膜机构上，热压膜机构对装有冻干球的圆柱盒进行封膜；

步骤S5:第二工装定位机构将封膜后的圆柱盒传送到盒盖下料机构上，盒盖下料机构对封膜后的圆柱盒进行合盖，合盖下料机构再将合盖后的圆柱盒抓取到料框中，完成包装。

与现有技术相比，本发明所具有的优点和有益效果为：

1、本发明的一种冻干球包装系统，对冻干球能够实现全程自动化上料包装，对冻干球的上料包装效率高，节省了人工成本，避免了人工操作包装对冻干球的污染风险，自动化程度高。

2、本发明的一种冻干球包装系统，通过振盘上料机构对圆柱盒进行自动上料、通过球体上料机构实现对冻干球的自动上料、上料效率高，再通过第一工装定位机构配合真空吸盘机构将冻干球装入圆柱盒中实现全程自动化的装料。

3、本发明的一种冻干球包装系统，通过第二工装定位机构配合热压膜机构对圆柱盒进行包装，再通过合盖下料机构对圆柱盒进行合盖下料，实现全程自动化包装，包装效率高，自动化程度高。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图1中所示俯视图；

图3为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图2中所示局部放大示意图；

图4为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图1中所示球体上料机构的结构示意图；

图5为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图4中所示球体上料机构的主视剖视图；

图6为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图1中所示真空吸盘机构的结构示意图；

图7为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图1中所示模组运转机构的结构示意图；

图8为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图1中所示热压膜机构的结构示意图；

图9为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图8中所示热压膜机构的主视图；

图10为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图8中所示热压膜机构的切断机构与下托板配合的主视图。

图11为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图8中所示热压膜机构的切断机构的主视图。

图12为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图1中所示合盖下料机构的结构示意图；

图13为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图12中所示合盖下料机构中的合盖气缸与合盖平台配合结构示意图；

图14为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图12中所示合盖下料机构中的合盖板俯视图；

图15为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图1中所示圆柱盒固定装置结构示意图；

图16为根据本发明实施例的一种冻干球包装系统的图1中所示圆柱盒结构示意图。

其中：1-协作机械手；2-球体上料机构；21-球体料仓；22-球体上料顶升板；23-顶升气缸；24-支撑柱；25-球体接料板；26-球体上料口；27-球体出料口；28-球体清料口；29-球体滑道；210-滑板；3-第一工装定位机构；31-传送带；32-圆柱盒固定装置；4-第二工装定位机构；5-真空吸盘机构；51-吸盘支架；52-吸盘手臂；53-吸盘滑轨装置；6-模组运转机构；61-运转支架；62-运转气缸；63-模组滑轨装置；64-运转手臂；7-热压膜机构；71-支撑架；72-传动辊；73-上料转盘；74-收膜转盘；75-切膜伺服电机；76-第一切膜热熔电缸；77-第二切膜热熔电缸；78-下托板；79-收膜伺服电机；711-压膜升降气缸；712-上压紧气缸；713-定位辊；714-切断机构；715-切断熔膜压头；716-弹性架；717-定位压紧气缸；718-定位压紧板；719-隔热板；720-塑料膜带；721-弹簧；722-压杆；8-合盖下料机构；81-合盖支架；82-合盖滑轨装置；83-合盖手臂；84-合盖平台；85-合盖板；86-合盖气缸；87-合盖限位块；9-圆柱盒上料机构；10-振盘上料机构；11-圆柱盒定位机构；12-圆柱盒；13-球体拍照检测器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3、图15和图16所示，本发明实施例的一种冻干球包装系统，包括协作机械手1、球体上料机构2、第一工装定位机构3、第二工装定位机构4、真空吸盘机构5、模组运转机构6、热压膜机构7、合盖下料机构8；协作机械手1用于将圆柱盒12抓取到第一工装定位机构3上，第一工装定位机构3上设有球体上料机构2和真空吸盘机构5，真空吸盘机构5用于将冻干球抓取到圆柱盒12中，第一工装定位机构3与模组运转机构6的一端连接，模组运转机构6的另一端与第二工装定位机构4连接，第二工装定位机构4上设有热压膜机构7和合盖下料机构8。

本发明实施例的一种冻干球包装系统，对冻干球能够实现全程自动化上料包装，对冻干球的上料包装效率高，节省了人工成本，避免了人工操作包装对冻干球的污染风险，自动化程度高。

对于冻干球的包装要求是，将冻干球放入到圆柱盒12中，圆柱盒的顶端包括多个圆形的凹槽，圆形凹槽的下方是密封的，圆柱盒的另一端即圆柱盒的底端可以扣合盖子，圆柱盒可以作为一个容器使用。圆形凹槽环绕在圆柱盒中心，将圆柱盒每个凹槽中放入一个冻干球，在对圆柱盒的顶端进行封膜，圆柱盒的底部需要扣合一个圆柱盒的盖子；圆柱盒的盖子连接在圆柱盒上，圆柱盒的盖子连接在圆柱盒底部，用于扣合在圆柱盒的底部，当需要使用时，圆柱盒作为一个容器，从圆柱盒的顶端将冻干球取出，再将圆柱盒倒置过来，打开圆柱盒盖子，圆柱盒作为一个容器使用。

进一步的，还包括圆柱盒上料机构9、振盘上料机构10、圆柱盒定位机构11、圆柱盒上料机构9与振盘上料机构10连接，振盘上料机构10与圆柱盒定位机构11连接，圆柱盒定位机构11上方设有协作机械手1。圆柱盒上料机构9用于运送圆柱盒，圆柱盒上料机构9将圆柱盒运送到振盘上料机构10上，振盘上料机构10为振动盘设备，振动盘将圆柱盒振动出料到圆柱盒定位机构11上，圆柱盒定位机构11用于将从振盘出来的圆柱盒限定在指定的位置或者将圆柱盒移动到指定的位置等待协作机械手1抓取。

具体的，如图4和图5所示，球体上料机构2包括球体料仓21、球体上料顶升板22、顶升气缸23、支撑柱24和球体接料板25，球体料仓21设在支撑柱24上，球体料仓21上分别设有球体上料口26、球体出料口27和球体清料口28，球体接料板25设在球体出料口27下方，球体接料板25上设有球体滑道29，球体上料口26的下方设有滑板210，滑板210的底端分别设有球体上料顶升板22和球体清料口28，顶升气缸23的输出端与球体上料顶升板22连接，球体上料顶升板22的顶端设有斜面。球体上料机构2用于对冻干球进行上料。

球体料仓21为长方体结构，能够盛放大量的冻干球，球体上料口26用于冻干球进料，冻干球通过球体上料口26进入到球体料仓21中，由球体上料口26进入到滑板210上，滑板210倾斜设置，滑板210底端设有顶升板和球体清料口28，顶升板设在滑板210底端与球体清料口28之间，顶升板顶端的斜面与滑板210底端的斜面平行，并与滑板210的斜面衔接，顶升板为一个长方板，顶升板顶部的斜面略大于冻干球的直径，当顶升板上升时候，由于之前的冻干球自身重力，会积压在一排到顶升板的顶端，顶升板的斜面与球体料仓21的内壁形成一个“V”字形斜面，冻干球卡在“V”字形斜面上，顶升板顶端顶起冻干球垂直上升，当上升到球体出料口27的时候，由于出料口没有内壁，顶升板的顶端设有斜面，冻干球由重力从顶升板顶端斜面上溜出，溜入到球体接料板25中。顶升气缸23用于控制球体上料顶升板22上下移动，球体上料顶升板22顶端斜面与滑板210平行位置，球体上料顶升板22再向下移动时，冻干球由于重力，通过球体上料顶升板22的顶端从球体清料口28滑出，此时冻干球料仓中的冻干球从滑板210上全部滑出来。

球体出料口27用于输出冻干球，球体清料口28用于当需要清理时，将剩余的冻干球从球体出料口27输出，球体滑道29的宽度智能允许一个冻干球通过，冻干球有序的通过球体滑道29，滑道底部，此时，抓取滑道球体滑道29底部的冻干球到包装盒中进行包装。球体滑道29倾斜设置，利用冻干球的重力下滑，冻干球可以在滑道中积累多个，当抓取球体滑道29最底下的冻干球时候，前面的冻干球由于重力滑道球体滑道29的最底端，方便抓取。

球体上料机构2还包括清料装置，清料装置设在顶升气缸23的底部；清料装置包括清料气缸、

复位弹簧721和顶升气缸23限位块，清料气缸的输出端与顶升气缸23限位块的一端连接，顶升气缸23限位块的另一端与复位弹簧721连接。球体接料板25上设有多个球体滑道29。球体接料板25下方设有振动器。球体接料板25上设有固定槽，固定槽上设有物料检测器。球体上料机构2还包括清料滑道，清料滑道设在球体清料口28处。球体接料板25上设有挡板，挡板上设有分流板。

具体的，如图8至图11所示，热压膜机构7包括支撑架71、上热熔膜压紧机构、传动辊72、上料转盘73、收膜转盘74、切膜伺服电机75、第一切膜热熔电缸76、第二切膜热熔电缸77、切断机构714、下托板78、定位压紧机构、收膜伺服电机79、压膜升降气缸711；支撑架71上设有上料转盘73、收膜转盘74、切膜伺服电机75、压膜升降气缸711和传动辊72，切膜伺服电机75的输出端与第一切膜热熔电缸76和第二切膜热熔电缸77连接，第一切膜热熔电缸76与第二切膜热熔电缸77之间设有切断机构714，切断机构714下方设有圆柱盒固定装置32；第一切膜热熔电缸76和第二切膜热熔电缸77与下托板78连接；压膜升降气缸711的输出端与切断机构714连接，定位压紧机构设在下托板78的一端；收膜伺服电机79与收膜转盘74连接。

热熔膜压紧机构包括上压紧气缸712、上压紧板和下压紧板，上压紧气缸712的输出端与上压紧板连接，下压紧板设在上压紧板的下方。

可选的，热压膜机构7还包括收膜定位机构，收膜定位机构设在收膜盘下方，收膜定位机构包括定位辊713，定位辊713上设有定位凸起。

进一步的，定位压紧机构包括定位压紧气缸717和定位压紧板718，定位压紧气缸717输出端定位压紧板718连接。定位压紧气缸717用于压住塑料膜，当下托板78上移撤下与杯膜之间的连接带的时候，用于压紧塑料膜，防止移动。

可选的，还包括隔热板719，隔热板719设在下托板78上方。隔热板719防止机构工作的时候人员靠近，减少安全隐患，更加的安全。还包括控制器，用于控制整体机构的运行。

切断机构714包括多个切断装置，每个切断装置包括切断熔膜压头715和弹性架716，弹性架716底部设有切断熔膜压头715。弹性架716上设有压杆722，压杆722外部套设有弹簧721，当顶端施加压力的时候，切断熔膜压头715接触到杯口后，再继续施加压力，压杆722压缩弹簧721，起到了一个缓冲的作用，随着不断施加压力，压杆722压缩弹簧721到极点后，切断熔膜压头715将杯膜压紧在杯口上，通过将切断熔膜压头715将杯膜压在杯口上，弹性架716弹簧721起到了切断膜压头下压在杯盖上时的一个缓冲作用，使气短膜压头对杯口压力逐渐增加并且更加的均匀施力。切断装置设为四个，实现高效率生产。

支撑架71为整体的支撑结构，支撑架71的底部设有圆柱盒固定装置32，圆柱盒固定装置32为放置圆柱盒使用，然后通过在圆柱盒口上扣压塑料膜形成封膜。上热熔膜压紧机构设在上料转盘73的下方，塑料膜通过压膜机构；传动辊72为多个，用于传动塑料膜带720，塑料膜带720上设有圆形的塑料膜，由于塑料膜带720为长方形带状，塑料膜带720的长方形带状中间设有圆形与圆柱盒口形状相同的圆形塑料膜，当将圆柱盒传动到圆形塑料膜上方时，进行热压加工，从而将圆柱盒盒口密封。上转料盘用于输出带状塑料膜，收膜转盘74用于回收用完的带状塑料膜，由于带状塑料膜上设有圆形塑料膜，因此将圆形塑料膜用完后，周边的边角料需要继续回收，切膜伺服电机75用于控制下托板78的升降，切膜伺服电机75通过第一切膜热熔电缸76和第二切膜热熔电缸77连接下托板78，下托板78为带有圆孔的托板，圆孔位置与圆柱盒口相对应，圆孔的直径略大于圆柱盒的盒口，塑料膜带720经过传动铺在下托板78的上方，圆形塑料膜刚好正对于下托板78的圆孔，切断机构714用于将圆形塑料膜热压在圆柱盒口上，当压在圆柱盒口上时候，此时下托板78上移，拖动塑料膜带720上移动，塑料膜带720与圆形塑料膜之间设有连接带，将塑料膜带720与圆形塑料膜之间的连接带扯断。定位压紧机构用于压住塑料膜带720，防止塑料膜移动。收膜伺服电机79用于控制收膜转盘74转动收膜，压膜升降气缸711控制切断机构714上下移动进行切断动作。

进一步的，第一工装定位机构3包括传送带31和圆柱盒固定装置32；传送带31设在真空吸盘机构5下方，圆柱盒固定装置32设在传送带31上方。传送带31对圆柱盒固定装置32进行传送，第一工装定位机构3中传动电机带动传送带31转动，将圆柱盒固定装置32传送到合适的位置，等待真空吸盘机构5抓取冻干球装入到圆柱盒中。

具体的，如图6所示，真空吸盘机构5包括吸盘支架51、吸盘手臂52和吸盘滑轨装置53，吸盘支架51上设有吸盘滑轨装置53，吸盘滑轨装置53上设有吸盘手臂52。吸盘滑轨装置53带动吸盘手臂52滑动，吸盘手臂52抓取球体上料机构2中的冻干球后，将其放到圆柱盒中的对应位置。可选的，吸盘滑轨装置53可以由伺服电机驱动滑轨也可以由气缸驱动的滑轨气缸。

具体的，如图7所示，模组运转机构6包括运转支架61、运转气缸62、模组滑轨装置63、运转手臂64，运转支架61上设有模组滑轨装置63，运转气缸62与模组滑轨装置63连接，模组滑轨装置63与运转手臂64连接。模组运转机构6用于运转圆柱盒，将圆柱盒从第一工装定位机构3上运转到第二工装定位机构4上，第二工装定位机构4与第一工装定位机构3的结构相同，第二工装定位机构4包括圆柱盒固定装置32和传送带31，圆柱盒固定装置32设置在传送带31上。运转气缸62与模组滑轨装置63连接，可选的，模组滑轨装置63为气动滑轨，模组滑轨装置63带动运转手臂64移动，运转手臂64抓取圆柱盒进行移动。

具体的，还包括球体拍照检测器13，球体拍照检测器13设在第二工装定位机构4上。球体拍照检测器13设置在热压膜机构7与合盖下料机构8之间，可选的，球体拍照检测器13为相机，相机设在第二工装定位机构4中的传送带31的上方，对圆柱盒进行拍照，并将拍照照片上传到服务器或计算机中，计算机对照片进行分析以检测圆柱盒中的冻干球是否放入。

进一步的，如图12至图14所示，合盖下料机构8包括合盖支架81、合盖滑轨装置82、合盖手臂83、合盖平台84、合盖板85、合盖气缸86和合盖限位块87；合盖支架81上设有合盖滑轨装置82，合盖滑轨装置82上连接有合盖手臂83，合盖手臂83下方设有合盖平台84，合盖平台84上设有合盖限位块87，合盖限位块87的下方设有合盖板85，合盖气缸86的输出端与合盖板85连接。合盖支架81支撑合盖滑轨装置82，合盖滑轨装置82为气动滑轨或由电机带动的滑轨，合盖手臂83用于抓取圆柱盒，合盖手臂83在合盖滑轨上移动，合盖手臂83抓取圆柱盒到合盖板85上，在合盖手臂83提取圆柱盒的时候，与圆柱盒连接的盖子碰触到合盖板85的边缘，圆柱盒与圆柱盒盖子通过中间带连接，合盖平板的边缘对圆柱盒盖子起到折叠的作用，通过合盖板85的边缘将盖子折叠到圆柱盒的底部后，合盖手臂83再将圆柱盒沿着合盖板85的上表面移动到合盖平台84上，可选的，合盖板85上设置多个并排设置的长条，形成移动轨道，并合盖手臂83带动圆柱盒沿着并排设置的长条之间的空间轨道移动到合盖平台84上，此时圆柱盒下方扣有圆柱盒盖子，合盖气缸86移动推动合盖平台84上移，将圆柱盒盖子压到圆柱盒上压紧，完成对圆柱盒的合盖；压紧的时候，合盖手臂83对圆柱盒施加的是向下的作用力，合盖气缸86推动合盖平台84对圆柱盒盖施加向上的力，从而将圆柱合盖扣紧到圆柱盒的底部。限位块设在圆柱平台上，防止合盖气缸86将圆柱平台推移位置过多造成对圆柱盒进行过当的挤压，限位块将圆柱平台的位移限制在一定的范围内，保证对圆柱盒进行合盖的安全性。合盖完成后合盖手臂83再将圆柱盒运送到料框中，完成包装。

本发明的一种冻干球包装系统的工作原理过程为：

步骤S1:通过圆柱盒上料机构9将圆柱盒上料到振盘上料机构10中，振盘上料机构10将圆柱盒输送到圆柱盒定位机构11上，协作机械手1将圆柱盒定位机构11上的圆柱盒抓取到第一工装定位机构3上；圆柱盒定位机构11用于将圆柱盒移动或输送到指定位置方便协作机械手1进行抓取。

步骤S2:第一工装定位机构3将圆柱盒传送到真空吸盘机构5的下方，真空吸盘机构5将球体上料机构2中的冻干球抓取到圆柱盒中。

协作机械手1将圆柱盒抓到圆柱盒固定装置32上，圆柱盒固定装置32上可以放置多个圆柱盒，第一工装定位机构3中的传送带31将圆柱盒定位装置传送到指定位置，圆柱盒中可以放置多个冻干球，真空吸盘机构5设置多个，分别设置在第一工装定位机构3上，真空吸盘机构5中的吸盘手臂52将球体上料机构2中的冻干球抓取到圆柱盒中，可以一次性抓取一个冻干球放入到圆柱盒中，再由后面的真空吸盘机构5抓取冻干球放入到圆柱盒中。

本发明的一种冻干球包装系统的工作原理过程为：

步骤S1:通过圆柱盒上料机构将圆柱盒上料到振盘上料机构中，振盘上料机构将圆柱盒输送到圆柱盒定位机构上，协作机械手将圆柱盒定位机构上的圆柱盒抓取到第一工装定位机构上；圆柱盒定位机构用于将圆柱盒移动或输送到指定位置方便协作机械手进行抓取。

步骤S2:第一工装定位机构将圆柱盒传送到真空吸盘机构的下方，真空吸盘机构将球体上料机构中的冻干球抓取到圆柱盒中。

协作机械手将圆柱盒抓到圆柱盒固定装置上，圆柱盒固定装置上可以放置多个圆柱盒，第一工装定位机构中的传送带将圆柱盒定位装置传送到指定位置，圆柱盒中可以放置多个冻干球，真空吸盘机构设置多个，分别设置在第一工装定位机构上，真空吸盘机构中的吸盘手臂将球体上料机构中的冻干球抓取到圆柱盒中，可以一次性抓取一个冻干球放入到圆柱盒中，再由后面的真空吸盘机构抓取冻干球放入到圆柱盒中。

球体上料机构的工作原理为：冻干球从球体上料口进入，积累到滑板上，滑板倾斜设置，滑板底部设有球体上料顶升板，当上料时，顶升气缸顶升球体上料顶升板沿着冻干球料仓垂直运动，由于球体上料顶升板的顶端为斜面，顶端的斜面与球体料仓内壁构成“V”字形截面，球体上料顶升板的顶端为斜面的宽度略大于冻干球的直径，此时冻干球排成一排到球体上料顶升板的顶端斜面上，球体上料顶升板拖动冻干球向上移动，当上移动到球体出料口的时候，冻干球会顺着球体上料顶升板顶端的斜面溜出到球体接料板中，球体接料板上设有挡板，由于球体接料板倾斜设置，冻干球由于重力，顺着挡板上的分流板分流，挡板设在球体滑道顶端的上方，挡板遮挡冻干球防止流入到球体滑道外部，使冻干球一个一个的流入到球体滑道中，在球体滑道中排列，冻干球溜入到球体滑道的底部，此时吸盘手臂逐个抓取冻干球到包装盒中进行包装。当需要清料时，启动清料气缸，清料气缸带动限位块平移，使限位块上的通孔与顶升气缸的气缸杆相对应，此时再启动顶升气缸，使顶升气缸的气缸杆带动球体上料顶升板下移，气缸杆另一端下移穿过通孔，冻干球由于没有球体上料顶升板的遮挡，从球体清料口溜出，完成清料。

步骤S3:第一工装定位机构将装有冻干球的圆柱盒传送到模组运转机构的下方，模组运转机构将装有冻干球的圆柱盒抓取运转到第二工装定位机构上；

模组运转支架上设有运转气缸和模组运转滑轨装置，运转气缸驱动运转滑轨装置带动运转手臂移动，运转手臂将第一工装定位机构上的圆柱盒抓取到第二工装定位机构上，第二工装定位机构上设置有圆柱盒固定装置。

步骤S4:第二工装定位机构将装有冻干球的圆柱盒传输到热压膜机构上，热压膜机构对装有冻干球的圆柱盒进行封膜；第二工装定位机构上的皮带将圆柱盒运送到热压膜机构中，热压膜机构对圆柱盒进行封口；封膜的工作过程为塑料膜一端与上料转盘连接，此时塑料膜带在上料转盘上缠绕多圈，另一端与收膜转盘连接，收膜伺服电机转动带动收膜转盘转动带动塑料膜带行进，上料转盘塑料膜被拉动上料，塑料膜带穿过上热熔膜压紧机构和传送辊铺到下托板上，再穿过定位压紧机构，收膜定位机构并与收入膜转盘连接，多个圆柱盒放置在圆柱盒固定装置上，使圆柱盒口与上压板上的孔相对，此时圆形塑料膜与上压板上的孔相对，也与圆柱盒口相对，压膜升降气缸控制切断机构下压切断熔膜压头将圆形塑料膜压在圆柱盒口上，此时，上热熔膜压紧机构和定位压紧机构将圆形塑料膜压住，切膜伺服电机通过第一切膜热熔电缸和第二切膜热熔电缸带动下托板上移，将圆形塑料膜带上的连接带扯断，切断机构上移，热熔膜压紧机构和定位压紧机构松开，收膜转盘转动拉动塑料膜带，定位辊上的凸起与塑料膜上的定位孔配合传动，完成加工。

步骤S5:第二工装定位机构将封膜后的圆柱盒传送到盒盖下料机构上，盒盖下料机构对封膜后的圆柱盒进行合盖，合盖下料机构再将合盖后的圆柱盒抓取到料框中，完成包装。

合盖下料机构的工作过程为：合盖下料机构包括合盖支架、合盖滑轨装置、合盖手臂、合盖平台、合盖板、合盖气缸和合盖限位块；合盖支架上设有合盖滑轨装置，合盖滑轨装置上连接有合盖手臂，合盖手臂下方设有合盖平台，合盖平台上设有合盖限位块，合盖限位块的下方设有合盖板，合盖气缸的输出端与合盖板连接。合盖支架支撑合盖滑轨装置，合盖滑轨装置为气动滑轨或由电机带动的滑轨，合盖手臂用于抓取圆柱盒，合盖手臂在合盖滑轨上移动，合盖手臂抓取圆柱盒到合盖板上，在合盖手臂提取圆柱盒的时候，与圆柱盒连接的盖子碰触到合盖板的边缘，圆柱盒与圆柱盒盖子通过中间带连接，合盖平板的边缘对圆柱盒盖子起到折叠的作用，通过合盖板的边缘将盖子折叠到圆柱盒的底部后，合盖手臂再将圆柱盒沿着合盖板的上表面移动到合盖平台上，可选的，合盖板上设置多个并排设置的长条，形成移动轨道，并合盖手臂带动圆柱盒沿着并排设置的长条之间的空间轨道移动到合盖平台上，此时圆柱盒下方扣有圆柱盒盖子，合盖气缸移动推动合盖平台上移，将圆柱盒盖子压到圆柱盒上压紧，完成对圆柱盒的合盖；压紧的时候，合盖手臂对圆柱盒施加的是向下的作用力，合盖气缸推动合盖平台对圆柱盒盖施加向上的力，从而将圆柱合盖扣紧到圆柱盒的底部。限位块设在圆柱平台上，防止合盖气缸将圆柱平台推移位置过多造成对圆柱盒进行过当的挤压，限位块将圆柱平台的位移限制在一定的范围内，保证对圆柱盒进行合盖的安全性。合盖完成后合盖手臂再将圆柱盒运送到料框中，完成包装。

本发明实施例的一种冻干球包装系统，包装效率高，无需人工参与，避免过程中人工参与对冻干球造成污染等问题，自动化程度高，大大提升了企业的生产效率。

本发明实施例还提供了一种使用上述的冻干球包装系统的包装方法，包括：

步骤S1:通过圆柱盒上料机构将圆柱盒上料到振盘上料机构中，振盘上料机构将圆柱盒输送到圆柱盒定位机构上，协作机械手将圆柱盒定位机构上的圆柱盒抓取到第一工装定位机构上；

步骤S2:第一工装定位机构将圆柱盒传送到真空吸盘机构的下方，真空吸盘机构将球体上料机构中的冻干球抓取到圆柱盒中；

步骤S3:第一工装定位机构将装有冻干球的圆柱盒传送到模组运转机构的下方，模组运转机构将装有冻干球的圆柱盒抓取运转到第二工装定位机构上；

步骤S4:第二工装定位机构将装有冻干球的圆柱盒传输到热压膜机构上，热压膜机构对装有冻干球的圆柱盒进行封膜；

步骤S5:第二工装定位机构将封膜后的圆柱盒传送到盒盖下料机构上，盒盖下料机构对封膜后的圆柱盒进行合盖，合盖下料机构再将合盖后的圆柱盒抓取到料框中，完成包装。

具体的包装步骤为：步骤S1:通过圆柱盒上料机构将圆柱盒上料到振盘上料机构中，振盘上料机构将圆柱盒输送到圆柱盒定位机构上，协作机械手将圆柱盒定位机构上的圆柱盒抓取到第一工装定位机构上；圆柱盒定位机构用于将圆柱盒移动或输送到指定位置方便协作机械手进行抓取。

步骤S2:第一工装定位机构将圆柱盒传送到真空吸盘机构的下方，真空吸盘机构将球体上料机构中的冻干球抓取到圆柱盒中。

协作机械手将圆柱盒抓到圆柱盒固定装置上，圆柱盒固定装置上可以放置多个圆柱盒，第一工装定位机构中的传送带将圆柱盒定位装置传送到指定位置，圆柱盒中可以放置多个冻干球，真空吸盘机构设置多个，分别设置在第一工装定位机构上，真空吸盘机构中的吸盘手臂将球体上料机构中的冻干球抓取到圆柱盒中，可以一次性抓取一个冻干球放入到圆柱盒中，再由后面的真空吸盘机构抓取冻干球放入到圆柱盒中。

球体上料机构的工作原理为：冻干球从球体上料口进入，积累到滑板上，滑板倾斜设置，滑板底部设有球体上料顶升板，当上料时，顶升气缸顶升球体上料顶升板沿着冻干球料仓垂直运动，由于球体上料顶升板的顶端为斜面，顶端的斜面与球体料仓内壁构成“V”字形截面，球体上料顶升板的顶端为斜面的宽度略大于冻干球的直径，此时冻干球排成一排到球体上料顶升板的顶端斜面上，球体上料顶升板拖动冻干球向上移动，当上移动到球体出料口的时候，冻干球会顺着球体上料顶升板顶端的斜面溜出到球体接料板中，球体接料板上设有挡板，由于球体接料板倾斜设置，冻干球由于重力，顺着挡板上的分流板分流，挡板设在球体滑道顶端的上方，挡板遮挡冻干球防止流入到球体滑道外部，使冻干球一个一个的流入到球体滑道中，在球体滑道中排列，冻干球溜入到球体滑道的底部，此时吸盘手臂逐个抓取冻干球到包装盒中进行包装。当需要清料时，启动清料气缸，清料气缸带动限位块平移，使限位块上的通孔与顶升气缸的气缸杆相对应，此时再启动顶升气缸，使顶升气缸的气缸杆带动球体上料顶升板下移，气缸杆另一端下移穿过通孔，冻干球由于没有球体上料顶升板的遮挡，从球体清料口溜出，完成清料。

步骤S3:第一工装定位机构将装有冻干球的圆柱盒传送到模组运转机构的下方，模组运转机构将装有冻干球的圆柱盒抓取运转到第二工装定位机构上；

模组运转支架上设有运转气缸和模组运转滑轨装置，运转气缸驱动运转滑轨装置带动运转手臂移动，运转手臂将第一工装定位机构上的圆柱盒抓取到第二工装定位机构上，第二工装定位机构上设置有圆柱盒固定装置。

步骤S4:第二工装定位机构将装有冻干球的圆柱盒传输到热压膜机构上，热压膜机构对装有冻干球的圆柱盒进行封膜；第二工装定位机构上的皮带将圆柱盒运送到热压膜机构中，热压膜机构对圆柱盒进行封口；封膜的工作过程为塑料膜一端与上料转盘连接，此时塑料膜带在上料转盘上缠绕多圈，另一端与收膜转盘连接，收膜伺服电机转动带动收膜转盘转动带动塑料膜带行进，上料转盘塑料膜被拉动上料，塑料膜带穿过上热熔膜压紧机构和传送辊铺到下托板上，再穿过定位压紧机构，收膜定位机构并与收入膜转盘连接，圆柱盒口与上压板上的孔相对，此时圆形塑料膜与上压板上的孔相对，也与圆柱盒口相对，压膜升降气缸控制切断机构下压切断熔膜压头将圆形塑料膜压在圆柱盒口上，此时，上热熔膜压紧机构和定位压紧机构将圆形塑料膜压住，切膜伺服电机通过第一切膜热熔电缸和第二切膜热熔电缸带动下托板上移，将圆形塑料膜带上的连接带扯断，切断机构上移，热熔膜压紧机构和定位压紧机构松开，收膜转盘转动拉动塑料膜带，定位辊上的凸起与塑料膜上的定位孔配合传动，完成加工。

步骤S5:第二工装定位机构将封膜后的圆柱盒传送到盒盖下料机构上，盒盖下料机构对封膜后的圆柱盒进行合盖，合盖下料机构再将合盖后的圆柱盒抓取到料框中，完成包装。

合盖下料机构的工作过程为：合盖下料机构包括合盖支架、合盖滑轨装置、合盖手臂、合盖平台、合盖板、合盖气缸和合盖限位块；合盖支架上设有合盖滑轨装置，合盖滑轨装置上连接有合盖手臂，合盖手臂下方设有合盖平台，合盖平台上设有合盖限位块，合盖限位块的下方设有合盖板，合盖气缸的输出端与合盖板连接。合盖支架支撑合盖滑轨装置，合盖滑轨装置为气动滑轨或由电机带动的滑轨，合盖手臂用于抓取圆柱盒，合盖手臂在合盖滑轨上移动，合盖手臂抓取圆柱盒到合盖板上，在合盖手臂提取圆柱盒的时候，与圆柱盒连接的盖子碰触到合盖板的边缘，圆柱盒与圆柱盒盖子通过中间带连接，合盖平板的边缘对圆柱盒盖子起到折叠的作用，通过合盖板的边缘将盖子折叠到圆柱盒的底部后，合盖手臂再将圆柱盒沿着合盖板的上表面移动到合盖平台上，可选的，合盖板上设置多个并排设置的长条，形成移动轨道，并合盖手臂带动圆柱盒沿着并排设置的长条之间的空间轨道移动到合盖平台上，此时圆柱盒下方扣有圆柱盒盖子，合盖气缸移动推动合盖平台上移，将圆柱盒盖子压到圆柱盒上压紧，完成对圆柱盒的合盖；压紧的时候，合盖手臂对圆柱盒施加的是向下的作用力，合盖气缸推动合盖平台对圆柱盒盖施加向上的力，从而将圆柱合盖扣紧到圆柱盒的底部。限位块设在圆柱平台上，防止合盖气缸将圆柱平台推移位置过多造成对圆柱盒进行过当的挤压，限位块将圆柱平台的位移限制在一定的范围内，保证对圆柱盒进行合盖的安全性。合盖完成后合盖手臂再将圆柱盒运送到料框中，完成包装。

本发明实施例还一种冻干球包装系统的包装方法包装流程效率高，全程无需人工参与，自动化流程，实现快速的包装。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本领域技术人员不难理解，本发明包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (6)

1.一种冻干球包装系统，其特征在于，包括协作机械手、球体上料机构、第一工装定位机构、第二工装定位机构、真空吸盘机构、模组运转机构、热压膜机构、合盖下料机构；所述协作机械手用于将圆柱盒抓取到所述第一工装定位机构上，所述第一工装定位机构上设有所述球体上料机构和真空吸盘机构，所述真空吸盘机构用于将冻干球抓取到圆柱盒中，所述第一工装定位机构与所述模组运转机构的一端连接，所述模组运转机构的另一端与所述第二工装定位机构连接，所述第二工装定位机构上设有所述热压膜机构和所述合盖下料机构；

所述真空吸盘机构包括吸盘支架、吸盘手臂和吸盘滑轨装置，所述吸盘支架上设有所述吸盘滑轨装置，所述吸盘滑轨装置上设有所述吸盘手臂；

所述模组运转机构包括运转支架、运转气缸、模组滑轨装置、运转手臂，所述运转支架上设有所述模组滑轨装置，所述运转气缸与所述模组滑轨装置连接，所述模组滑轨装置与所述运转手臂连接；

还包括球体拍照检测器，所述球体拍照检测器设在所述第二工装定位机构上；

所述合盖下料机构包括合盖支架、合盖滑轨装置、合盖手臂、合盖平台、合盖板、合盖气缸和合盖限位块；所述合盖支架上设有合盖滑轨装置，所述合盖滑轨装置上连接有所述合盖手臂，所述合盖手臂下方设有合盖平台，所述合盖平台上设有所述合盖限位块，所述合盖限位块的下方设有合盖板，所述合盖气缸的输出端与所述合盖板连接；所述合盖板上设置多个并排设置的长条，形成移动轨道，所述合盖限位块设在圆柱平台上；

圆柱盒的顶端包括多个圆形的凹槽，所述圆形凹槽的下方是密封的；将所述圆柱盒的每个所述凹槽中放入一个冻干球，再对所述圆柱盒的顶端进行封膜；所述圆柱盒的盖子连接在所述圆柱盒的底部，用于扣合在所述圆柱盒的底部，当需要使用时，所述圆柱盒作为一个容器，从所述圆柱盒的顶端将冻干球取出，再将所述圆柱盒倒置过来，打开所述圆柱盒盖子，将所述圆柱盒作为一个容器使用。

2.如权利要求1所述的一种冻干球包装系统，其特征在于，还包括圆柱盒上料机构、振盘上料机构、圆柱盒定位机构、所述圆柱盒上料机构与所述振盘上料机构连接，所述振盘上料机构与所述圆柱盒定位机构连接，所述圆柱盒定位机构上方设有所述协作机械手。

3.如权利要求1所述的一种冻干球包装系统，其特征在于，所述球体上料机构包括球体料仓、球体上料顶升板、顶升气缸、支撑柱和球体接料板，所述球体料仓设在所述支撑柱上，所述球体料仓上分别设有球体上料口、球体出料口和球体清料口，所述球体接料板设在所述球体出料口下方，所述球体接料板上设有球体滑道，所述球体上料口的下方设有滑板，所述滑板的底端分别设有所述球体上料顶升板和所述球体清料口，所述顶升气缸的输出端与所述球体上料顶升板连接，所述球体上料顶升板的顶端设有斜面。

4.如权利要求1所述的一种冻干球包装系统，其特征在于，所述第一工装定位机构包括传送带和圆柱盒固定装置；所述传送带设在所述真空吸盘机构下方，所述圆柱盒固定装置设在所述传送带上方。

5.如权利要求4所述的一种冻干球包装系统，其特征在于，所述热压膜机构包括支撑架、上热熔膜压紧机构、传动辊、上料转盘、收膜转盘、切膜伺服电机、第一切膜热熔电缸、第二切膜热熔电缸、切断机构、下托板、定位压紧机构、收膜伺服电机、压膜升降气缸；所述支撑架上设有所述上料转盘、所述收膜转盘、所述切膜伺服电机、所述压膜升降气缸和所述传动辊，所述切膜伺服电机的输出端与第一切膜热熔电缸和所述第二切膜热熔电缸连接，所述第一切膜热熔电缸与所述第二切膜热熔电缸之间设有所述切断机构；所述第一切膜热熔电缸和所述第二切膜热熔电缸与所述下托板连接；所述压膜升降气缸的输出端与所述切断机构连接，所述定位压紧机构设在所述下托板的一端；所述收膜伺服电机与所述收膜转盘连接。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的一种冻干球包装系统的包装方法，其特征在于，包括：

步骤S1:通过圆柱盒上料机构将圆柱盒上料到振盘上料机构中，振盘上料机构将圆柱盒输送到圆柱盒定位机构上，协作机械手将圆柱盒定位机构上的圆柱盒抓取到第一工装定位机构上；

步骤S2:第一工装定位机构将圆柱盒传送到真空吸盘机构的下方，真空吸盘机构将球体上料机构中的冻干球抓取到圆柱盒中；

步骤S3:第一工装定位机构将装有冻干球的圆柱盒传送到模组运转机构的下方，模组运转机构将装有冻干球的圆柱盒抓取运转到第二工装定位机构上；

步骤S4:第二工装定位机构将装有冻干球的圆柱盒传输到热压膜机构上，热压膜机构对装有冻干球的圆柱盒进行封膜；

步骤S5:第二工装定位机构将封膜后的圆柱盒传送到盒盖下料机构上，盒盖下料机构对封膜后的圆柱盒进行合盖，合盖下料机构再将合盖后的圆柱盒抓取到料框中，完成包装。