CN217533351U - 烟盒的保护装置及包装机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种烟盒的保护装置，包括：感应元件，感应元件与抓取机构电性连接；其中，抓取机构用以抓取烟盒并将烟盒移载至下游机的传输机构上；烟盒经由下游机外壳上的进口进入下游机内，感应元件安装在外壳上，感应元件上感应触头设于进口的外侧周向上形成感应元件的感应范围；感应元件用以感应烟盒是否到达感应范围。本实用新型涉及含有上述保护装置的包装机组。根据感应元件感应检测烟盒，进而判断是否控制抓取机构停机，以避免烟盒与下游机发生碰撞而产生的变形。保护了烟盒和抓取机构。

Description

烟盒的保护装置及包装机组

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，特别是涉及一种烟盒的保护装置及包装机组。

背景技术

目前，为了提高烟盒的包装效率，常采用自动化包装机组进行包装生产作业。但是，在使用现有的包装机组进行生产的过程中，发明人发现如下问题：

在烟盒从上游机转载至下游机的过程中，往往是通过机械人自动完成的。首先，机器人在抓取烟盒时，机器人抓取的位置可能产生错位，当机器人抓取烟盒位置错位后，原本当机器人抓取烟盒正常位置处，烟盒可正常进入下游机内部，而在机器人抓取烟盒位置错位后，烟盒的位置产生偏移，再将烟盒送入下游机内时将出现烟盒撞到外壳上，将导致烟盒出现形变，机器人在碰撞过程也将受到烟盒碰撞产生的冲击力，经常碰撞不仅会使得烟盒的次品率升高，也将降低机器人的寿命，增加维护成本。

实用新型内容

基于上述问题，提供一种烟盒的保护装置及包装机组，能够解决烟盒碰撞设备外壳的问题。

第一方面，本申请提供了一种烟盒的保护装置，用于烟盒的包装机组，包括：感应元件，感应元件与抓取机构电性连接；

其中，抓取机构用以抓取烟盒并将烟盒移载至包装机组中下游机的传输机构上，以使烟盒经由下游机外壳上的进口进入下游机内；

感应元件安装在外壳上，感应元件上感应触头设于进口的外侧周向上形成感应元件的感应范围，感应元件用以感应烟盒是否到达感应范围。

上述保护装置，通过安装在外壳上感应元件，在进口外侧形成感应范围；在烟盒将与外壳产生碰撞时，烟盒在进入感应范围，感应元件可及时控制抓取机构停止移动，从而避免烟盒碰撞设备外壳而产生的变形，提高良品率。

在其中一个实施例中，传输机构局部从进口内向外伸出，传输机构伸出外壳部位的上方设置有一上料工位，抓取机构能够运动至上料工位处，以将烟盒放置到传输机构伸出外壳的部位上；

感应触头位于进口的上方。

在其中一个实施例中，传输机构从进口伸出部位的任一侧处设置有上料工位，抓取机构运动至上料工位处，感应触头对应设置在进口的两侧。

在其中一个实施例中，还包括主控制器，主控制器的输出点与抓取机构上机器人控制器的输入点连接；

感应元件接入机器人控制器的输入点。

在其中一个实施例中，主控制器的输出点与感应元件并联接入机器人控制器的同一输入点。

在其中一个实施例中，主控制器、感应元件与机器人控制器的输入点间各自设有单向导通的导通部。

在其中一个实施例中，导通部为二极管，二极管的正极连接主控制器或感应元件，二极管的负极连接机器人控制器的输入点。

在其中一个实施例中，感应元件为微动开关，微动开关包括作为感应触头的常开触点，常开触点伸出至下游机的外壳外侧。

第二方面，本申请提供了一种包装机组，包括上述实施例中的保护装置。

上述包装机组，通过保护装置，避免了烟盒与机壳间的碰撞，从而降低了烟盒长期撞击对机器人与包装机组内设备累积的损伤，有效地降低维护成本。

在其中一个实施例中，包括上游机、下游机以及设置在上游机、下游机间的抓取机构；

上游机上设有下料工位，下游机上设有上料工位；

抓取机构包括机械臂以及用以抓取烟盒的取料组件，机械臂带动取料组件在下料工位与上料工位间往复移动。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的包装机组的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的保护装置的安装位置示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的抓取机构抓取烟盒的正常位置示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的烟盒送料的示意图；

图5为本实用新型一实施例提供的抓取机构抓取烟盒的错位位置示意图；

图6为本实用新型一实施例提供的保护装置的电信号连接图。

附图标注：

1、抓取机构；

11、机械臂；12、取料组件；13、机器人控制器；

2、烟盒；

3、传输机构；

4、外壳；

41、进口；42、侧壁；

5、主控制器；

6、感应元件；

61、感应触头；

7、第一导通部；

8、第二导通部。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本申请实施例公开的保护装置可以但不限用于烟盒的包装机组中，可以使用具备本申请公开的保护装置组成自动化生产流水线中。这样，可以解决流水线内的工件转载过程中因为碰撞而出现的部件的损伤问题，有效的提高了设备的使用寿命。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例所示的一种包装机组为例进行说明。

目前现有的防碰撞保护往往都是基于保护机器人设计。因而，大多将检测元件设在机器人上。但是，对于烟盒这类柔性纸板材料。由于其材质的特性，使得烟盒在与设备外壳产生碰撞时，烟盒通过形变吸收了大量的撞击力，只有少量的冲击力能传导至机器人上。检测这种冲击力对于机器人上的检测元件的灵敏度将是挑战，一方面，即便灵敏度再高的检测元件，也需要在烟盒碰撞产生冲击力后才能进行检测，这显然不符合生产要求，难以起到保护的目的。另一方面，在机器人移载过程中也可能存在晃动等正常产生的力。对此机器人上精度较高的检测元件将难以准确辨别出的哪些作用力是烟盒碰撞设备外壳产生冲击力，哪些作用力是机器人运动过程中正常产生的力。这将导致使用的检测元件灵敏度越高，设备也将越频繁暂停报错，需要操作人员反复对其进行确认，极大地降低了生产的效率。

为此，本申请提供了一种烟盒2的保护装置，可以用于烟盒2的包装机组中。参考图1、2，图1为根据本申请一些实施例的包装机组的结构示意图，图2为根据本申请一些实施例的保护装置在包装机组内的安装位置示意图。包装机组包括抓取机构1及下游机。下游机包括传输机构3，传输机构3用以传输烟盒2。下游机还包括外壳4，外壳4上开设有进口41，传输机构3对应进口 41设置。抓取机构1用以抓取烟盒2后将烟盒2移载至传输机构3上。烟盒2随着传输机构3经由进口41进入下游机内。

其中本申请提供的烟盒2的保护装置设置在下游机的上游。

如图1和图2所示，本申请提供的一种烟盒2的保护装置，包括：感应元件6，感应元件6与抓取机构1电性连接。感应元件6安装在下游机的外壳4上，感应元件6上的感应触头61设于进口41的外侧周向上以形成该感应元件6的感应范围。感应元件6用以感应烟盒2是否到达感应范围。抓取机构1将烟盒2 放置到传输机构3上，而当抓取机构1上抓取的烟盒2移载至感应范围内时，感应元件6控制抓取机构1停机。

在本方案中，下游机的外壳4至少包括罩设在外的侧壁42，进口41开设在一侧壁42上。在正常状态下，抓取机构1抓取在烟盒2的正确位置处，烟盒2 可从进口41内穿过。但是，当抓取机构1抓取烟盒的位置产生偏移时，烟盒2 将碰撞进口41周边的侧壁42，而烟盒2的材质多为纸板，在撞击后极易受力变形，影响烟盒2的外观，甚至是导致烟盒2的报废。因此，在进口41的外侧周向上设置感应范围，位置产生偏移的烟盒将先进入感应范围后，感应元件6感应到烟盒2，并将停机信号传送给抓取机构1，以实现在烟盒2碰撞外壳4前，抓取机构1先执行停机动作。

其中，感应范围可由多个感应触头61布设形成，以实现环绕在进口41的四周，或者可设置在进口41的部分外侧，烟盒2难以触及的位置处可取消设置感应触头61，从而减少元器件的数量，节约制造成本以及简化控制逻辑。

在本方案中，感应元件6直接对烟盒2的位置进行检测，在烟盒2处于错位的位置处时，即可被感应元件6检测出来，以控制抓取机构1暂停工作，直接避免了烟盒2与外壳4产生接触。具体地，通过安装在进口41外侧的感应元件6对烟盒2的位置进行检测。感应元件6控制抓取烟盒2错误位置的抓取机构1暂停工作，从而避免烟盒2与外壳4碰撞而发生变形，以提高生产设备的良品率。

根据本申请的一些实施例，参考图2，并请进一步参照图4，图4为本实用新型一些实施例的烟盒2送料的示意图。传输机构3的部位从进口41伸出至外壳4的外侧，而在传输机构3伸出外壳4部位的上方设置有一上料工位A，抓取机构1运动至上料工位A处，进而将烟盒2放置在传输机构3伸出进口41 的部位上。感应触头61位于进口41的上方。

抓取机构1的可动输出端可移动至传输机构3上固定位置的上料工位A，抓取机构1的可动输出端上设置有抓取烟盒2的取料组件12。在本方案中，取料组件12从烟盒2的两侧夹紧烟盒2，抓取机构1抓取烟盒2移载至上料工位 A处后，烟盒2受抓取机构1驱使自上而下放置到传输机构3伸出至进口41的部位上。抓取机构1抓取烟盒2的位置错误，例如，抓取机构1抓取烟盒2的位置靠后。参考图3，图3为本实用新型一些实施例的抓取机构1抓取烟盒2的正常位置示意图。在抓取机构1抓取烟盒2的位置正确，抓取机构1移动至上料工位A处时，烟盒2的前端离设备的外壳4间预留有一定的距离。取料组件 12位于上料工位A处，取料组件12的位置是固定的。此时，取料组件12前端到侧壁42的距离为L；而取料组件12前端到烟盒2前端的距离为L₁，烟盒2 的前端离设备的外壳4间预留距离为|L-L₁|>0。参考图5，图3为本实用新型一些实施例的抓取机构1抓取烟盒2的错误位置示意图。而当抓取机构1抓取烟盒2的位置靠后时，烟盒2的前端将触碰到外壳4外壁上，甚至是烟盒2的前端已经挤压到外壳4外壁上。参考图5，取料组件12前端到侧壁42的距离为L；而此时，烟盒2前端已经与侧壁42接触，甚至是烟盒2前端已与侧壁42挤压变形，烟盒2的前端离设备的外壳4间预留距离不大于0。而抓取机构1移载烟盒2的过程中，上料工位A处为烟盒2最先与外壳4处于最小间隔的位置处。

感应触头61位于进口41的上方，以使得感应触头61对应上料工位A设置，以便使感应元件6尽早的检测出烟盒2是否感应范围，进而判断是否需要暂停抓取机构1的工作。

根据本申请的另一些实施例，传输机构3从进口41伸出的部位至少在该部位任一侧处设置有上料工位，感应触头61对应设置在进口41的两侧。

抓取机构1移动至传输机构3两侧的任一上料工位上，将烟盒2侧向平移至传输机构3上。与上述的实施例的原理相一致，感应触头61对应上料工位。

而在本实施例中，通过抓取机构1从传输机构3的两侧上料，可减小间隔时间，从而提高上料的效率。

同时，需要指出的是，本申请中的具体方案并不仅限于传输机构3的部位从进口41伸出至外壳4的外侧，而抓取机构1将烟盒2移载至传输机构3伸出进口41的部位上。传输机构3位于外壳4内，抓取机构1将烟盒2从进口41 送入至外壳4内的传输机构3也适用该保护装置。

根据本申请的一些实施例，该保护装置还包括主控制器5。主控制器5至少用以控制传输机构3及抓取机构1工作，主控制器5的输出点与抓取机构1 上机器人控制器13的输入点连接。感应元件6接入机器人控制器13的输入点。

主控制器5的输出点可输出停机电信号，感应元件6也可输出停机电信号，机器人控制器13的输入点上包括若干个接收停机电信号的输入点，同时，在逻辑上感应元件6的输出的电信号优先级应高于由主控制器5输入机器人控制器 13的信号。需要指出的是，主控制器5与机器人控制器13之间还有很多其他的连接信号，如启动、暂停、报警等信号。其他的连接信号可以输入机器人控制器13的同一输入点，也可以输入机器人控制器13的不同的多个输入点。其中，主控制器5与机器人控制器13可以是嵌入式数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、微处理器(Micro Processor Unit，MPU)、特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑器件或现场可编程门阵列(Programmable Logic Device/Field Programmable Gate Array，PLD/FPGA)、芯上系统(System on Chip，SOC)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或者可编程控制器(Programmable Logic Controller，PLC)。可以理解，本实施例不限制控制器的具体类型。

主控制器5与机器人控制器13之间通过输出、输入点相互连接，以实现信息的交互，在此基础上，将感应元件6接入至主控制器5与机器人控制器13的信号线路内，感应元件6对机器人控制器13发出停机信号，进而实现了感应元件6控制抓取机构1停机的动作。

根据本申请的一些实施例，参考图6，图6为本实用新型一写实施例的保护装置的电信号连接图。主控制器5的输出点与感应元件6并联接入机器人控制器13的同一输入点。

主控制器5与感应元件6输入相同的停机信号，当机器人控制器13停机信号则执行停机指令。以下为一具体实施方式以便于进行说明。主控制器5输出 24VDC信号到机器人控制器13，主控制器5控制抓取机构1的停机，24VDC 信号的逻辑为1。而感应元件6一端接到24VDC电源，另一端连入机器人控制器13的同一输入点，当烟盒2进入感应范围时，感应元件6闭合形成通路，感应元件6所处的电路也将输出24VDC信号，机器人控制器13的输入点在接收到24VDC信号(逻辑为1)后，将立即停止抓取机构1。以实现感应元件6对抓取机构1的停机控制。通过主控制器5与感应元件6向机器人控制器13的同一输入点输入相同的控制信号，以简化对机器人控制器13指令。

根据本申请的一些实施例，主控制器5、感应元件6与机器人控制器13 的输入点间各自设有单向导通的导通部。

导通部包括第一导通部7及第二导通部8，第一导通部7及第二导通部8分别连接在主控制器5、感应元件6的分路上，导通部用以实现主控制器5、感应元件6朝向机器人控制器13单向的信号传输。

避免了主控制器5、感应元件6二者出现相互干扰，而导致对机器人控制器 13控制失灵的现象。

根据本申请的一些实施例，具体地，导通部为二极管，二极管的正极连接主控制器5或感应元件6，二极管的负极连接机器人控制器13的输入点。

感应元件6的一端接到电源，另一端连接一个二极管的正极，二极管的负极直接进入到机器人控制器13的停机信号输入点。主控制器5的停机信号输出点和机器人控制器13的输入点之间的线路上串联另一个二极管，输出点接二极管10的正极，输入点接二极管10的负极。

根据本申请的一些实施例，感应元件6为微动开关，微动开关包括作为感应触头61的常开触点，常开触点伸出至下游机的外壳4外侧。

以下以一具体实施方式为例进行说明。主控制器5为西门子PLC，抓取机构1采用优傲机器人(以下简称为机器人)，感应元件6为微动开关。其中，西门子PLC的停机信号输出点Q12.1，机器人控制器13的停机信号输入端CI4。微动开关的常开触点一端接到24VDC电源，常开触点另一端连接一个二极管的正极，二极管的负极直接进入到机器人控制器13的停机信号输入端CI4。西门子PLC的Q12.1和机器人控制器13的CI4之间的线路上串联一个二极管，Q12.1 接二极管的正极，CI4接二极管的负极。

在工作过程中，当烟盒2触碰到微动开关时，微动开关内的常开触点闭合，于是24VDC信号经过微动开关进入到机器人控制器13的CI4，机器人控制器 13立即停止机器人，机器人不再继续运行，于是烟盒2不会和设备外壳4碰撞，保护了烟盒2，也保护了机器人。

根据本申请的一些实施例，本实用新型还提供了一种包装机组，包括保护装置。

目前在使用包装机组进行烟盒2运输的过程中，虽然抓取机构1并不会直接与包装机组内的其他机构发生碰撞，并且，烟盒2变形时只会有很小一部分的冲击力传导至抓取机构1上。但是，在长期使用下，抓取机构1的结构也会因为长时间使用冲击力而积累下的损伤，而损伤将导致主体结构产生偏移，而影响抓取机构1的精度。需要进行维修和更换。而在设置保护装置后，由于可有效避免烟盒2与外壳4的碰撞，可以最大可能的避免冲击力对抓取机构1的损伤，从而延长抓取机构1的寿命，减低维护成本。

该包装机组包括上游机、下游机以及设置在上游机、下游机间的抓取机构1。其中，抓取机构1包括机械臂11以及用以抓取烟盒的取料组件12，上游机上设有下料工位；机械臂11带动取料组件12在上游机的下料工位与下游机上的上料工位间往复移动。以便于烟盒在包装机组内上游机到下游机上自动送料的动作，有效提高了该包装机组的工作效率。

需要指出的是，上游机可以为加工设备，也可以为载具，如图1所示，上游机(未标注)为承放有多个烟盒2的载具，抓取机构1从载具抓取烟盒2后移载至下游机。由于多个烟盒2放置在载具的不同位置上，因此，要求机械臂 11移动至载具对应的位置抓取不同的烟盒2。而在这个过程中就要求抓取机构1 抓取的精度，烟盒2抓取位置产生偏移就将导致转载至下游机的位置同样产生偏移。基于此本实施例中的保护装置就能在抓取烟盒2的位置产生偏移时，在烟盒2与下游机外壳4碰撞前，预先检测到以停止抓取机构1工作，从而避免碰撞，减小了因碰撞而传导至抓取机构1冲击力对抓取机构1的损伤，延长抓取机构1使用寿命。同时，也可保护下游机外壳4。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种烟盒的保护装置，用于烟盒的包装机组，其特征在于，包括：感应元件，所述感应元件与抓取机构电性连接；

其中，抓取机构用以抓取烟盒并将烟盒移载至包装机组中下游机的传输机构上，以使烟盒经由下游机外壳上的进口进入下游机内；

所述感应元件安装在所述外壳上，所述感应元件上感应触头设于所述进口的外侧周向上形成所述感应元件的感应范围，所述感应元件用以感应所述烟盒是否到达所述感应范围。

2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述传输机构局部从所述进口内向外伸出，所述传输机构伸出外壳部位的上方设置有一上料工位，所述抓取机构能够运动至所述上料工位处，以将烟盒放置到传输机构伸出外壳的部位上；

所述感应触头位于所述进口的上方。

3.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述传输机构从进口伸出部位的任一侧处设置有上料工位，所述抓取机构运动至所述上料工位处，所述感应触头对应设置在所述进口的两侧。

4.根据权利要求2或3所述的保护装置，其特征在于，还包括主控制器，所述主控制器的输出点与抓取机构上机器人控制器的输入点连接；

所述感应元件接入所述机器人控制器的输入点。

5.根据权利要求4所述的保护装置，其特征在于，所述主控制器的输出点与所述感应元件并联接入所述机器人控制器的同一输入点。

6.根据权利要求5所述的保护装置，其特征在于，所述主控制器、感应元件与所述机器人控制器的输入点间各自设有单向导通的导通部。

7.根据权利要求6所述的保护装置，其特征在于，所述导通部为二极管，所述二极管的正极连接所述主控制器或感应元件，所述二极管的负极连接所述机器人控制器的输入点。

8.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述感应元件为微动开关，所述微动开关包括作为感应触头的常开触点，所述常开触点伸出至所述下游机的外壳外侧。

9.一种包装机组，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的保护装置。

10.根据权利要求9所述的包装机组，其特征在于，包括上游机、下游机以及设置在所述上游机、下游机间的抓取机构；

所述上游机上设有下料工位，所述下游机上设有上料工位；

所述抓取机构包括机械臂以及用以抓取烟盒的取料组件，所述机械臂带动取料组件在所述下料工位与所述上料工位间往复移动。

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