TWI758068B - 箱子撐開設備及方法 - Google Patents

Abstract

揭示用於將箱子胚片展開成箱子之設備及方法，此設備包括手臂組裝件、控制器、相機、及箱子胚片輸送機。手臂組裝件包含折疊臂，此折疊臂具有在第一方向上之位置，並具有基於箱子胚片的特徵在相機的視野中的位置，藉由控制器所控制之旋轉角度。相機擷取箱子胚片的圖像，將這些圖像用於定位手臂組裝件並評估是否需要剔除箱子胚片。

Description

箱子撐開設備及方法

本揭露係關於一種箱子撐開設備及方法。

運輸箱將客戶訂購的物品放在一起，並保護箱子中之內容物。因為方便將平坦箱子胚片運輸至製造或分銷業務單位，瓦楞紙板箱子特別有用。可藉由在刻痕線(或摺痕)處折疊，以將平坦箱子胚片在營業地點展開(或撐開)以形成箱子。藉由刻痕線將箱子胚片的箱板隔開。一旦展開成箱子後，可將產品置入箱子中以供儲存及/或運輸。箱子撐開(或展開)機器可將折疊平坦箱子胚片的折疊自動化以用於大量生產或配送。

在一些實施例中，箱子撐開設備包含手臂組裝件、控制器、及箱子胚片輸送機。手臂組裝件包含具有表面之基座、通過旋轉接點被耦接至基座的表面之第一臂，第一臂具有垂直於基座的表面之表面、及致動器。致動器包含 主體，被耦接至基座的表面、及被耦接至第一臂之致動器臂，致動器臂的位置決定第一臂圍繞旋轉接點之旋轉角度。將控制器耦接至臂組裝件的致動器。設備包含箱子胚片輸送機，在操作中，箱子胚片輸送機移動箱子胚片抵靠臂組裝件的第一臂的表面，而展開箱子胚片。存在有控制器，此控制器在操作中基於箱子胚片之第一尺寸，設定第一臂圍繞旋轉接點之旋轉角度。

在一些實施例中，箱子撐開設備包含控制器、推動延伸部、折疊延伸部、箱子胚片輸送機、及相機。在操作中，藉由控制器將推動延伸部在第一方向上定位。將折疊延伸部旋轉地耦接至推動延伸部。在操作中，折疊延伸部與推動延伸部形成角度，此角度由控制器所決定。此設備亦包含被耦接至控制器之箱子胚片輸送機，在操作中，此箱子胚片輸送機，在不同於第一方向之第二方向上，移動箱子胚片以接觸折疊延伸部。設備亦包含被電子地耦接至控制器之相機，相機具有視野，在操作期間視野包含箱子胚片之特徵，藉由相機或控制器決定特徵在視野中的位置。在操作中，控制器使用特徵在視野中的位置以將推動延伸部在第一方向上定位，使得，在操作中，箱子胚片輸送機在第二方向上移動箱子胚片以接觸折疊延伸部且致使箱子胚片展開。

在一些實施例中，箱子撐開方法包含使用相機對箱子胚片進行成像以生成圖像，相機具有包含箱子胚片的特徵之視野。此方法包含使用視野的圖像，決定箱子胚片的 特徵之位置之步驟。此方法包含使用箱子胚片的特徵的位置，在第一方向上移動折疊臂以使折疊臂與箱子胚片之箱板對齊之步驟。此方法使用箱子胚片的特徵的位置，以決定折疊臂角度，並藉由被耦接至控制器之折疊臂致動器，以將折疊臂旋轉至折疊臂角度。此方法亦包含在不同於第一方向之一第二方向上，藉由胚片輸送機移動箱子胚片以接觸折疊臂之步驟。

X,Y,Z:方向軸

X-Y,Y-Z:平面

100:箱子撐開機器

102:箱子胚片匣

104:箱子胚片

106:展開設備

108:真空吸盤

110:箱子

112:出口輸送機

113:機器控制器

114:匣壓緊器

115:操作者介面

116:右側箱子胚片引導件

118:左側箱子胚片引導件

119:箱子胚片

120:起重機

121:第一箱子胚片

122,124:起重機軌道

126:起重機馬達

127:箱子胚片輸送機

128:臂組裝件

130:相機

132:門閂

134:推動臂

136:折疊臂

138:基座

139:表面

140,144:一側，一面

142:折疊臂旋轉接點

146:折疊臂角度

148:驅動延伸部

150:致動器

152:氣缸

154:驅動臂

156:氣缸舌片

158:氣缸旋轉接點

160:臂線性軌道

162:臂組裝件定位器

170:相機線性軌道

172:相機伺服器馬達

174,706:視野

176,186,190,710:刻痕線

177a,177b:刻痕線邊緣

178,180:箱板

182:參考點

188:實際刻痕線距離

192:預期刻痕線距離

194,706,714:刻痕線偏離量

708:標准位置

712:實際位置

716:刻痕線偏移量臨界值

720:後視圖

722:前視圖

724:側視圖

726:支架

728:側視圖

730:轉子

800,900,1000:流程圖

802~812,902~932,1002~1020:步驟

當與附圖一起閱讀時，可由後文實施方式最佳地理解本揭露內容的態樣。注意到根據此行業中之標準實務，各種特徵並未按比例繪製。實際上，為了論述的清楚性，可任意增加或減少各種特徵的尺寸。

圖1為根據一些實施例，箱子撐開機器的立體視圖。

圖2為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的俯視圖。

圖3為根據一些實施例，臂組裝件的俯視圖。

圖4為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的側視圖。

圖5A為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的展開設備的立體視圖，示出CCD相機的視野。

圖5B為根據一些實施例，在箱子撐開之前藉由CCD相機所看到之箱子胚片的視圖。

圖5C為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的折 疊臂的視圖。

圖6A為根據一些實施例，在撐開箱子之前，圖1的箱子撐開機器的展開設備的俯視圖。

圖6B為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的展開設備的俯視圖，圖示有被前進以拾取平坦箱子胚片之拾取設備。

圖6C為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的展開設備的俯視圖，圖示有接觸箱子胚片之折疊臂。

圖6D為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的展開設備的俯視圖，圖示有從箱子胚片被部分地撐開的箱子。

圖6E為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的展開設備的俯視圖。

圖6F為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的展開設備的俯視圖，圖示有準備待被推動至出口輸送機上之箱子。

圖6G為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的展開設備的俯視圖，圖示有正被推動至出口輸送機上之箱子。

圖6H為圖1的箱子撐開機器的展開設備的俯視圖，圖示有位於用以展開下一箱子胚片之位置中之臂組裝件。

圖7A為根據一些實施例，圖6A至6F的展開設備的立體視圖。

圖7B例示根據一些實施例之刻痕線偏移量與刻痕線 偏移量臨界值的比較。

圖7C為根據一些實施例，圖6A至6F展開設備的真空吸盤的側視圖。

圖7D為根據一些實施例，圖6A至6F的展開設備的側視圖，示出平坦箱子胚片的剔除。

圖8為根據一些實施例，用於操作圖1的箱子撐開機器的設定過程的流程圖。

圖9為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的操作流程圖。

圖10為根據一些實施例，圖1的箱子撐開機器的箱子排出過程的操作流程圖。

以下揭露內容提供用於實行所提供的標的的不同特徵的許多不同的實施例或範例。後文描述組件及佈置之特定範例以簡化本揭露內容。當然，這些僅為範例且未意圖具限制性。例如，在後文的描述中，在第二特徵之上或上之第一特徵的形成可包含以直接接觸方式形成第一特徵及第二特徵的實施例，且亦可包含在第一特徵與第二特徵間形成額外特徵，使得第一特徵及第二特徵可不直接接觸的實施例。此外，在各種範例中，本揭露內容可能重複元件符號及/或字母。此重複係出於簡單及清楚的目的，且其本身並不規範所論述的各種實施例及/或配置間之關係。

再者，為了便於描述，本文中可使用諸如「在... 之下」、「在...下方」、「較低」、「在...上方」、「較高」、及類似者的空間相對術語，以描述圖示中所例示之一個元件或特徵與另一元件(等)或特徵(等)的關係。除了圖示中所描繪的方位之外，空間相對術語亦意圖涵蓋元件在使用或操作中之不同方位。設備能以其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)，且本文中使用的空間相對描述語可同樣以相應的方式解釋。

箱子撐開(或展開)機器在紙板箱子的箱板間之刻痕線處自動地折疊箱子胚片。這些機器適用於以紙板箱子運送大量產品之製造或配送中心。諸如調整成各種不同的箱子尺寸之自動化操作可減少對機器操作員的傷害並提高生產率。

圖1為根據本揭露內容的實施例，示出在立體視圖中之箱子撐開機器100。圖示三個方向軸X、Y、及Z以助於描述圖1至7C。箱子撐開機器100包含箱子進料斗、或容納多個平坦箱子或箱子胚片104之箱子胚片匣102，且每次將一個箱子胚片104進料至展開設備106。第一箱子胚片121為設置在箱子胚片匣102中之箱子胚片104中之一個箱子胚片，且最接近展開設備106。將第一箱子胚片121放置成待被拉動至展開設備106中，在展開設備中展開或打開第一箱子胚片以形成可用的箱子。根據所例示的實施例，使用真空吸盤108將第一箱子胚片121拉動至展開設備106中。當將箱子胚片104分別拉動至展開設備106中時，將力施加至箱子胚片104的箱板及翼片， 使得箱子胚片104在刻痕線處彎折，且箱子胚片104展開以形成容器或箱子110。箱子110在出口輸送機112上離開箱子撐開機器100。藉由具有操作者介面115之機器控制器113控制箱子撐開機器100的操作。

箱子胚片匣102包含匣壓緊器114、右側箱子胚片引導件116、及左側箱子胚片引導件118。右側箱子胚片引導件116及左側箱子胚片引導件118保持箱子胚片104與箱子胚片匣102中之展開器設備對齊。在操作中，操作者以使箱子胚片104直立在右側箱子胚片引導件116與左側箱子胚片引導件118間的方式，將箱子胚片104放入箱子胚片匣102中。箱子胚片104的箱板若不面向展開設備106則面向匣壓緊器114。匣壓緊器114移動至接觸箱子胚片匣102中之前一箱子胚片119的箱板。箱子胚片匣102朝向展開設備106向下傾斜，而允許重力幫助箱子胚片104朝向展開設備106的移動。匣壓緊器114與箱子胚片匣102中之前一箱子胚片119保持接觸，而使箱子胚片104保持直立。可藉由將右側箱子胚片引導件116朝向或遠離左側箱子胚片引導件118移動，以容納箱子胚片104的寬度，使箱子胚片匣102容納各種大小的箱子胚片104。

圖2為箱子撐開機器100的俯視圖。並未圖示箱子胚片104及箱子110(參圖1)。箱子撐開機器100包含箱子胚片輸送機127，箱子胚片輸送機用於將第一箱子胚片121移動至展開設備106中。箱子胚片輸送機127包 含真空吸盤108，真空吸盤耦接至沿著起重機軌道122及124移動之起重機120。起重機120沿著旋轉起重機軌道122及124的移動致使真空吸盤108平行於X軸移動。藉由耦合在起重機120與起重機軌道124間之起重機馬達126決定真空吸盤108的位置。藉由機器控制器113控制起重機馬達126。展開設備106亦包含臂組裝件128及成像裝置，諸如相機130。相機130指向箱子胚片匣102，使得相機的成像部分可擷取即將進入展開設備106之箱子胚片(亦稱作下一箱子胚片)的圖像。展開設備106亦可具有門閂132，此門閂位於展開設備106的邊緣而毗鄰箱子胚片匣102。可將(具有螺線管致動器之)門閂132定位成防止箱子胚片104從箱子胚片匣102移動至展開設備106，並藉由機器控制器113控制門閂。

圖3為根據本揭露內容的實施例之臂組裝件128的俯視圖。臂組裝件128包含推動臂134及耦接至基座138之折疊臂136。基座138具有表面139，臂組裝件128的組件耦接至表面139。在例示的實施例中，將推動臂134剛性地耦接至基座138的表面139。推動臂134的一側或一面140，沿著Y軸，面對出口輸送機112。藉由折疊臂樞軸接點或折疊臂旋轉接點142將折疊臂136耦接至基座138，而允許圖3中之折疊臂136平行於XY平面(水平面)並繞Z軸(垂直軸)的旋轉。折疊臂136的一側或一面144在折疊臂角度146處面對箱子胚片匣102，折疊臂角度為在推動臂134與折疊臂136間之角度。在操作 期間根據正被展開之箱子胚片的寬度決定折疊臂角度146，將於後文說明。在折疊臂136的末端處或附近、折疊臂旋轉接點142所在位置，將驅動延伸部148耦接至折疊臂136。舉例而言，驅動延伸部148與折疊臂136的組合，如圖3中所示，形成「L」形結構。臂組裝件128亦包含致動器150，舉例而言，所示的線性氣動致動器具有主體或氣缸152及活塞臂、及致動器臂或驅動臂154。使用被耦接至氣缸152及氣缸旋轉接點158之氣缸舌片156，將氣缸152耦接至臂組裝件128的基座138，氣缸旋轉接點被固緊至基座138。藉此方式，當驅動臂154伸出及縮回時，氣缸152具有平行於X-Y平面旋轉之自由度。在其他實施例中，可將氣缸152可旋轉地固緊至臂組裝件定位器162。使用樞轉點、轉動式接點、或延伸部分旋轉接點149，將驅動臂154的末端耦接至驅動延伸部148，而允許驅動臂154及折疊臂136平行於X-Y平面旋轉。藉由機器控制器113控制線性致動器150的伸出及收回。

致動器150並不限於線性致動器。其他範例包含旋轉致動器，旋轉致動器包含電子步進馬達，步進馬達具有耦接至折疊臂之轉子、及耦接至基座138的表面139之主體或定子，轉子充當折疊臂旋轉接點142。另一範例包含被耦接至以旋轉接點142為中心之滑車輪或滑輪，並被耦接至馬達，馬達具有被耦接至基座138的表面139之定子以及被耦接至另一滑車輪或滑輪之馬達的轉子軸，將滑輪用皮帶耦接在一起。

臂組裝件128的基座138也耦接至臂線性軌道160。臂線性軌道160與Y軸平行。將臂組裝件定位器162耦接在基座138在與臂線性軌道160間。

臂組裝件定位器162的範例可包含被裝配至基座138之線性滾珠軸承滑塊。可將沿著臂線性軌道160運行之皮帶耦接在線性滾珠軸承滑塊與臂組裝件定位馬達間。將臂組裝件定位馬達電性地耦接至機器控制器113。在操作期間，機器控制器113沿著臂線性軌道160定位臂組裝件128。在另一實施例中，臂組裝件定位器162可包含耦接至臂線性軌道之馬達，以沿著臂線性軌道160定位臂組裝件128。

箱子撐開機器100的側視圖如圖4中所示。將真空吸盤108耦接至上方之起重機120，起重機可平行於X軸移動。臂組裝件128位於Z方向的高度，處於不致干擾臂組裝件128沿著臂線性軌道160的移動之位置、或水平。將相機130裝配在提供相機視野之位置，此視野包含箱子胚片匣102中之第一箱子胚片121的刻痕線。或者，可將相機130可調整地裝配在相機線性軌道170上，使得操作者可如操作者介面115所指示之方式水平地、垂直地、對角地、或其他方向移動相機130以觀看第一箱子胚片121。另外，將相機130耦接至平行於Y軸之相機線性軌道170，相機線性軌道170具有相機130的位置，此位置是藉由機器控制器113所控制之相機伺服器馬達172所決定。在操作中，相機130觀看在第一箱子胚片121的第一箱板與第 二箱板間之刻痕線。除了刻痕線外，可在相機視野中使用箱子上之其他區別標記，諸如印刷在第一箱子胚片121上之線或十字線。將相機130電子地耦接至機器控制器113，使得可將一圖像或一系列的圖像從相機130傳輸至機器控制器113。

圖5A為朝向箱子胚片匣102觀看，圖1的展開設備106的部分的立體視圖。此立體視圖是來自相機130的後面及上方。在所例示的實施例中，將相機130定位在真空吸盤108之下方，真空吸盤面向箱子胚片匣102中之第一箱子胚片121。在所例示的實施例中，相機130具有視野174，視野包含在第一箱子胚片121的兩個箱板178與180間之第一箱子胚片121的刻痕線176。在真空吸盤108朝向第一箱子胚片121移動以將第一箱子胚片121拉動至展開設備106中之前，藉由門閂132(參圖2、4)將第一箱子胚片121固持在位置中。根據本實施例，相機130可使用的範例包含具有板載處理器之影片相機、CCD相機、CMOS相機、及機器視覺相機。將相機電子地耦接至機器控制器113且可將相機視野的圖像傳達至機器控制器113以供處理。或者，相機130可處理圖像並將諸如距離及方向之替代資訊傳達至機器控制器113。機器控制器可控制相機的操作，包含如縮放、對焦、及曝光等特徵。

圖5B為圖5A的視野174的範例。視野174包含被預形成在第一箱子胚片121(參圖5A)的箱板178與180間之刻痕線176。視野174的角落，諸如右下角落， 可用作基準或參考點182。可編程機器控制器113以識別刻痕線176、決定刻痕線186的實際位置、並計算離參考點182之實際刻痕線距離188。或者，可將參考線184用於決定正交地從參考線184至刻痕線176之複數個距離。由於刻痕線176可具有非零值寬度，因此刻痕線186的實際位置可，舉例而言，為刻痕線176的平均位置。可使用其他決定刻痕線186的實際位置的手段，包含，舉例而言，刻痕線邊緣177a或177b中之一個的位置、或刻痕線邊緣177a及177b的位置的加權平均值。由於藉由，例如，製造廠、材料或製造地點所致使之箱子胚片上之變化，可根據經驗找到實際刻痕位置的決定。

刻痕線186的實際位置可與刻痕線190的預期位置不同。可將預期刻痕線距離192決定為，參考點182與刻痕線190的預期位置間在位置上之差值。可藉由從預期刻痕線距離192減去實際刻痕線距離188，以決定刻痕線偏離量194。在操作中，可將刻痕線186的實際位置用於定位臂組裝件128，使得推動臂134的側面140，舉例而言，與第一箱子胚片121的刻痕線176對齊。除了與刻痕線176對齊外，亦可使用，如根據經驗所決定在展開箱子胚片方面為有利之推動臂134的替代位置，舉例而言，在刻痕線後方朝向第二箱板之小段距離。

可將實際刻痕線距離188與一組已知的刻痕線距離進行比較以決定箱子胚片屬性，諸如箱子胚片的大小、第一箱子胚片121的不整齊、或供展開之箱子胚片的適用 性或適合性。類似地，可將刻痕線偏移量194用於決定箱子胚片的錯位或供展開之箱子胚片的適用性。

為了設置視野174，可藉由操作者執行相機130的位置的調整以匹配特定的箱子胚片類型或大小。或者，一旦已使用操作者介面115選擇箱子類型，可使用藉由機器控制器113所控制之相機伺服馬達172，以自動地決定相機130沿著相機線性軌道170之位置。亦可使用其他相機130定位方式，諸如藉由機器控制器113所控制之雙軸定位系統，將相機130定位在Y-Z平面中以獲得合適的視野174。

將相機130用於決定刻痕線176離參考點182的距離的優勢包含，有助於將臂組裝件128定位至將第一箱子胚片121折疊成展開的箱子110之能力(參圖1)。如圖5C所示，可將臂組裝件128沿Y軸方向移動，使得將推動臂134定位成用以容納展開的箱子，而避免損壞箱子並促使箱子的正確展開。舉例而言，若推動臂134在出口輸送機112的方向上前進超過刻痕線，第一箱子胚片121可能在展開期間凹陷。或者，若臂組裝件128離出口輸送機112對面的方向上之刻痕線太遠(負Y方向)，則可能無法完全展開第一箱子胚片121。

圖6A至6F示出展開設備106的操作。圖6A為展開設備106的元件，包含臂組裝件128、真空吸盤108、及相機130，的初始位置。根據操作者使用機器操作者介面115(圖1)提供之參數，藉由機器控制器113管制、或 控制展開設備106的元件的移動。操作者可提供參數，參數的範例可包含箱子類型、箱子寬度、及預期刻痕線距離192。或者，可將這些參數儲存在與箱子類型相關之機器控制器113中，使得一旦操作者輸入箱子類型，可自動地存取這些關聯的參數。在操作者已將箱子胚片104裝載至箱子胚片匣102中並已將箱子壓緊器114移動至倚靠前一箱子胚片119之位置中之後，門閂132防止第一箱子胚片121進入展開設備106。一旦操作者啟動箱子撐開機器100，機器控制器113即將起重機120及真空吸盤108朝向箱子胚片104移動。

機器控制器113調整真空吸盤108在Y方向上之位置使得真空吸盤108接觸第一箱子胚片的箱板。當展開胚片且臂組裝件128的推動臂134為展開的箱子提供空間時，將臂組裝件128定位在Y軸上使得折疊臂136將與箱子胚片的箱板接觸。將相機130定位在Y軸上，以允許面向相機130之箱子胚片的折疊刻痕線176的視野。

圖6B示出在機器控制器113已將真空吸盤108移動至與箱子胚片接觸之後之展開設備106。一旦真空吸盤108與箱子胚片接觸，將真空施加至真空吸盤108且大氣壓力推動箱子胚片抵靠真空吸盤108。可藉由機器控制器113瞬間釋放門閂132，而從箱子胚片匣102釋放箱子胚片，且當起重機120向後移動離開箱子胚片匣102時，允許真空吸盤108將箱子胚片移動至展開設備106中。

圖6C示出當機器控制器113正將箱子胚片朝向 折疊臂136移動時之展開設備106。當箱子胚片的箱板接觸折疊臂136時，箱子胚片沿著箱子胚片的垂直刻痕線彎折且箱子胚片開始展開。

圖6D示出當箱子胚片121被局部地展開時之展開設備106。真空吸盤108繼續沿負X方向移動，而將箱子胚片121抵靠折疊臂136移動，而致使箱子胚片展開。

圖6E示出真空吸盤108在負X方向上進一步移動箱子胚片121，氣缸152推動驅動延伸部148，驅動延伸部旋轉至抵靠箱子胚片121之折疊臂136，而幫助箱子胚片121的展開成箱子121。在折疊臂136的旋轉之後，折疊臂136的位置可與推動臂134平行。可使用現有技術折疊及密封箱子的底部翼片。

圖6F示出箱子121，此箱子位於待被朝向出口輸送機推動之位置中。箱子121側板、或箱板可與推動臂134接觸。取決於箱子的大小，與箱子121的側板接觸的箱子121的側板，亦可與折疊臂136接觸。折疊臂136可與推動臂134平行，從而能夠協助將箱子121朝向出口輸送機推動(參圖6H)。

圖6H示出當將箱子朝向出口輸送機112移動時之展開設備106。已從真空吸盤108移除真空，而以平衡箱子箱板上之大氣壓力，且箱子可獨立於真空吸盤108自由移動。臂組裝件128的推動臂134沿著正Y方向將箱子朝向出口輸送機112推動，當臂組裝件128沿著正Y方向移動。

使用相機130的優點包含，針對諸如錯誤尺寸、不當定位、或箱子胚片缺陷等原因而剔除箱子胚片之能力。圖7A至7D示出根據一些所揭露的實施例之剔除箱子胚片的範例。圖7A為觀看展開設備106中之立體視圖702。箱子胚片704位於待被從箱子胚片匣102(參圖1)拉動至展開設備106中之位置中。示出相機130的視野706，且視野包含刻痕線710的預期或標準位置708及刻痕線710的實際位置712。可使用如上文所述之相機130藉由機器控制器113或可藉由相機130本身，以決定刻痕線偏移量706、或刻痕線710的標準位置708與實際位置712間之距離。

現在亦參照圖7B，根據本實施例，機器控制器113將刻痕線偏移量714與第一或較高刻痕線偏移量臨界值716進行比較。刻痕線偏移量714大於高刻痕線偏移量臨界值716時可觸發錯誤狀況。根據本實施例，機器控制器113將刻痕線的偏移量714與第二或低刻痕線的偏移量臨界值718進行比較。刻痕線偏移量714少於低刻痕線偏移量臨界值718時可觸發錯誤狀況。錯誤狀況可指示箱子胚片704與操作者使用操作者介面115所輸入之箱子胚片類型不匹配。其他可指示錯誤狀況的狀況包含諸如被錯誤地裝載的箱子胚片、在載架中歪斜之箱子胚片、已展開前一箱子胚片、及載架為空的、或損壞的箱子胚片等範例。高刻痕線偏移量臨界值716及低刻痕線偏移量臨界值718可圍繞零值居中或根據需要具有其他值。

當刻痕線偏移量714超過臨界值時，可採取行動。在替代實施例中，圖7C示出一組兩個真空吸盤108之後視圖720、前視圖722、及側視圖724，此一組兩個真空吸盤108被耦接至支架726而形成箱子胚片剔除機構的組件。側視圖728中，使用藉由機器控制器113所控制之轉子730將支架726耦接至起重機120，此舉允許支架及真空吸盤108在諸如ΦY之自由度中旋轉。當機器控制器113決定刻痕線穿過量714超過偏移量臨界值時，可出現圖7D所示之箱子胚片剔除動作。在操作中，當將真空施加至真空吸盤時，真空吸盤108朝向箱子胚片704前進，藉由大氣壓力推動箱子胚片704抵靠真空吸盤108，門閂132瞬間釋放並允許箱子胚片704進入展開設備106，轉子730將真空吸盤108及箱子胚片704在箱子展開機器100的盒子胚片匣102的頂部之上旋轉並在箱子胚片匣102之上方釋放箱子胚片704。箱子撐開機器100接著進行至下一箱子胚片。

圖8為示出根據本揭露內容的實施例之箱子撐開機器100的設定操作之流程圖。設定操作在步驟802處開始。在步驟803中，操作者從機器控制器113的操作者介面115上之選單選擇箱子胚片類型。機器控制器113將儲存的參數關聯至特定的箱子胚片類型(諸如箱子胚片寬度、相對於箱子胚片的邊緣之刻痕線位置、及放置量臨界值)。例如，機器控制器113或操作員基於胚片的寬度，可調整箱子胚片匣102的右側箱子胚片引導件116以容納箱子胚 片的寬度。在步驟804中，操作者將匣壓緊器114拉回並將箱子胚片104裝載至箱子胚片匣102中，使得箱子箱板間之刻痕線為垂直，而箱子胚片的邊緣抵靠左側箱子胚片引導件118。接著移動匣壓緊器114以與箱子胚片匣102中之前一箱子胚片119接觸。第一箱子胚片121向上抵靠門閂132，以防止第一箱子胚片121進入展開設備106。在步驟806中，操作者向機器控制器113指示已裝載箱子胚片104，且控制器沿著與Y軸平行之線性臂線性軌道160將臂組裝件128移動至位置。臂組裝件128的位置可為與如機器控制器113所存取之箱子胚片類型相關聯之參數，稱作臂組裝件128初始位置。臂組裝件128初始定位可使得推動臂134的前面與在箱子胚片匣102中之箱子胚片104的兩個箱板間之平均或典型定位刻痕線對齊。可根據箱展開之需要決定其他臂組裝件128初始位置。在步驟808中，操作者將相機130對齊至位置，在此位置中相機視野包含在第一箱子胚片121的兩個箱板間之刻痕線。機器控制器113可使用，例如，來自操作者介面115之可聽聞聲音，檢查來自相機的圖像以幫助操作者在相機130的對齊操作。或者，相機130可跨在與Y軸平行之臂線性軌道160上，Y軸具有定位編碼器，且機器控制器113可基於與箱子胚片類型相關聯之位置參數使用相機130定位致動器，將相機130沿著線性軌道自動地定位。相機130的位置可為使得相機視野174中之參考點182與箱子胚片的刻痕線176間之距離，為針對箱子胚片類型之平均偏移量 186。在步驟810中，機器控制器113使用臂組裝件的氣動致動器128以將折疊臂136的前面與推動臂134的前面間之角度調整至，特定於箱子類型之儲存的折疊臂角度參數的值。箱子撐開器機器的設定操作以步驟812結束。

圖9為流程圖900，此流程圖包含在執行設定操作800之後用於從箱子胚片撐起箱子之步驟。箱子撐開程序在步驟902處起始。在步驟904中，相機旨在對包含箱子胚片特徵(諸如箱子胚片匣102中之下一箱子胚片的第一與第二箱板間之刻痕線)的視野進行成像。其他箱子胚片特徵可包含被印刷在箱子上之標記、線、或圖案。將圖像從相機130電子地傳輸至機器控制器113。機器控制器113首先檢查圖像以在決定(步驟)906中決定是否存在下一箱子胚片。若存在下一箱子胚片(是)則箱子撐開過程900前至步驟908，在步驟908中機器控制器113決定刻痕線與參考點及下一箱子胚片之刻痕線間之實際距離。參考點與刻痕線間之距離可為相對於圖像中參考點之刻痕線的實際位置。進行至步驟909，可藉由從刻痕線與參考點間之預期距離減去刻痕線與參考點間之距離，以決定偏移量。或者，可藉由使用參考點以及參考點與刻痕線間之預期距離以決定刻痕線的預期位置，並從預期距離減去刻痕的實際位置，以決定偏移量。

箱子撐開程序進行至決定步驟910，以決定刻痕線偏移量194是否超過偏移量臨界值。偏移量臨界值的範例可包含簡單的正負偏移量臨界值或諸如具有不等幅度之 的正偏移量臨界值及負偏移量臨界值之更複雜的偏移量臨界值。在刻痕線偏移量194可能超過偏移量臨界值之情況的範例，包含箱子胚片為錯誤的大小、或為錯誤的類型。或者，機器控制器113可使用參考線184，諸如圖像的邊緣，並決定沿著刻痕線之一個或更多個點是否超過偏移量臨界值。在刻痕線偏移量194可能超過沿著刻痕線之偏移量臨界值之情況的範例，可包含以一角度、或被不當地裝載至箱子胚片匣102中之箱子胚片。若針對「刻痕線偏移量194超過偏移量臨界值嗎」決定(步驟)之回答為「是」，則程序進行至步驟1000，如圖10中所詳示，且將箱子胚片排出。或者，箱子撐開機器100的操作可停止並對操作者警示此錯誤。在將箱子胚片排出後，接著箱子撐開程序回復進行至步驟904。若針對「刻痕線偏移量194超過偏移量臨界值嗎」決定步驟910之回答為「否」，則程序900進行至步驟912。在步驟912中，使用在步驟908中所決定之刻痕線偏移量194，臂組裝件128移動以使臂組裝件128的推動臂134的前面與下一箱子胚片的刻痕線對齊。舉例而言，若箱子胚片的刻痕線偏移量194為距平均刻痕線偏移量194的右側1英吋，則臂組裝件128可從臂組裝件128初始定位向右移動1英吋。

在步驟912之後，程序900移至步驟913，在步驟913中控制器決定與正在展開之箱子胚片類型相關聯之折疊臂角度。在步驟914中，控制器將折疊臂定位、或旋轉至所決定的折疊臂角度。程序900可移至步驟915，在 步驟915中起重機120朝向箱子胚片匣102移動，而將真空吸盤108朝向下一箱子胚片移動，直到真空吸盤108接觸下一箱子胚片的第一箱板為止。接下來，在步驟916中，將真空施加至真空吸盤108，且大氣壓力推壓下一箱子胚片抵靠真空吸盤108，而允許真空吸盤108將力施加至下一箱子胚片的第一箱板上。在步驟918中，門閂132瞬間縮回，而允許藉由真空吸盤108及起重機120將下一箱子胚片拉動至展開設備106中。在步驟920中，當真空吸盤108正將下一箱子胚片拉動至展開設備106中時，箱子胚片的第二箱板接觸折疊臂136且箱子胚片在刻痕線處彎折且箱子開始展開或打開。在步驟922中，當將箱子胚片的第二箱板拉動抵靠折疊臂136時，箱子胚片繼續展開。在實施例中，折疊臂角度、或折疊臂136距推臂134的角度，可在展開程序中保持恆定。或者，臂組裝件128的線性致動器150可將驅動延伸部148伸出以減少折疊臂136角度，而幫助在折疊盒胚片的第一與第二箱板間之刻痕線處之折疊。

在步驟924中，在已展開箱子之後之某個時間，停止移動箱子胚片，且在步驟926中，從真空吸盤108釋放真空，而從真空吸盤108釋放箱子。在步驟928中，藉由推動箱子抵靠推動桿的表面，臂組裝件128將箱子朝向出口輸送機112移動。在將箱子推動出展開設備106之後，臂組裝件128在步驟930中可沿著臂線性軌道160返回至其初始位置，且箱子展開程序返回步驟904，在步驟904 中相機130對視野進行成像。

回到決定步驟906，若針對問題「存在下一箱子胚片嗎？」之回答為「否」，則箱子展開程序900在步驟932處結束。

圖10示出在步驟1002處，正啟動箱子胚片排出程序1000。在步驟1004中，起重機120將真空吸盤108朝向下一箱子胚片移動且接觸下一箱子胚片。在步驟1006中，將真空施加至真空吸盤108，且大氣壓力推動下一箱子胚片121抵靠真空吸盤108。接下來，在步驟1008中，門閂132瞬間縮回，而允許真空吸盤108將下一箱子胚片121拉動至展開設備106中。在步驟1010中，臂組裝件128在臂線性軌道160上遠離箱子胚片121移動，以確保折疊臂136不致接觸箱子胚片121。程序900移至步驟1012，在步驟1012中藉由轉子730(參圖7C)將真空吸盤108旋轉一角度ΦY，而提升箱子胚片並清除箱子胚片匣102中之箱子胚片104。在步驟1014中，控制器113從真空吸盤108釋放真空。在步驟1016中，重力致使箱子胚片落在箱子胚片匣之上。或者，在釋放真空時，起重機可將箱子胚片朝向胚片匣移動，而給予箱子胚片一些動量以清除箱子胚片匣。在步驟1018中，藉由轉子730將真空吸盤旋轉一角度，此角度可為ΦY的負值，而起重機120及真空吸盤108返回至(優選地在相機視野174外之)位置，且箱子胚片排出程序1000在步驟1020處結束。

可使用排出箱子胚片的替代方法，這些方法包含通 知操作者需要從展開設備106移除箱子胚片或以一角度旋轉真空吸盤使得將箱子胚片排出至箱子撐開機器100的另一側外。

根據本揭露內容之實施例包含用於展開箱子胚片之設備。一些所述的實施例包含手臂組裝件、控制器、及箱子胚片輸送機。手臂組裝件包含具有表面之基座、通過旋轉接點被耦接至基座的表面之第一臂，第一臂具有垂直於基座的表面之表面、及致動器。致動器包含主體，被耦接至基座的表面、及被耦接至第一臂之致動器臂，致動器臂的位置決定第一臂圍繞旋轉接點之旋轉角度。將控制器耦接至臂組裝件的致動器。設備包含箱子胚片輸送機，在操作中，箱子胚片輸送機移動箱子胚片抵靠臂組裝件的第一臂的表面，而展開箱子胚片。存在有控制器，此控制器在操作中基於箱子胚片之第一尺寸，設定第一臂圍繞旋轉接點之旋轉角度。

在一些實施例中，該箱子胚片輸送機包含：一真空杯；一閥，以選擇性地將該真空杯耦接至一真空；一定位器，耦接至該真空杯；該控制器耦接至該定位器與該閥，在操作中，該控制器致使該定位器移動該真空杯抵靠該箱子胚片、打開該閥以將該真空耦接至該真空杯、且致使該箱子胚片在一第一方向上移動抵靠該第一臂的該箱子胚片接觸表面。

在一些實施例中，設備還包含一第一線性致動器，耦接至該手臂組裝件，在操作中，該控制器致使該線性致 動器在一第二方向上移動該手臂組裝件。

在一些實施例中，該第一方向橫跨該第二方向。

在一些實施例中，該第一線性致動器包含：一線性軌道；及一定位器，耦接在該線性軌道與該手臂組裝件的基座間。

在一些實施例中，該箱子胚片之一特徵包含該箱子胚片之一刻痕線，且該特徵的一定位為相對於一參考點。

在一些實施例中，設備還包含一相機，電性地耦接至該控制器，該相機具有包含該箱子胚片的一特徵的一視野；及在操作中，該控制器從該相機接收一圖像並決定該箱子胚片的該特徵在該視野中的一位置、基於該特徵在該視野中之該位置使用該線性致動器在該第二方向上移動該手臂組裝件。

在一些實施例中，設備還包含一相機，電性地耦接至該控制器，該相機具有包含該箱子胚片的一特徵的一視野；在操作中，該控制器從該相機接收一圖像並決定該箱子胚片的該特徵在該視野中的一位置、並基於該箱子胚片的該特徵在該視野中之該位置將該手臂組裝件的該第一臂旋轉至一旋轉角度。

在其他實施例中，本揭露內容包設備，此設備包含控制器、推動延伸部、折疊延伸部、箱子胚片輸送機、及相機。在操作中，藉由控制器將推動延伸部在第一方向上定位。將折疊延伸部旋轉地耦接至推動延伸部。在操作中，折疊延伸部與推動延伸部形成角度，此角度由控制器所決 定。此設備亦包含被耦接至控制器之箱子胚片輸送機，在操作中，此箱子胚片輸送機，在不同於第一方向之第二方向上，移動箱子胚片以接觸折疊延伸部。設備亦包含被電子地耦接至控制器之相機，相機具有視野，在操作期間視野包含箱子胚片之特徵，藉由相機或控制器決定特徵在視野中的位置。在操作中，控制器使用特徵在視野中的位置以將推動延伸部在第一方向上定位，使得，在操作中，箱子胚片輸送機在第二方向上移動箱子胚片以接觸折疊延伸部且致使箱子胚片展開。

在一些實施例中，設備還包含一基座，耦接在該推動延伸部與該折疊延伸部之間；一旋轉接點，耦接在該基座與該折疊延伸部之間，該旋轉接點允許該折疊延伸部旋轉；及一致動器，耦接至該折疊延伸部，該致動器具有藉由該控制器所決定之一位置，在操作中，該控制器使用該特徵在該相機的該視野中的該位置資訊以決定該致動器的該位置。

在一些實施例中，該致動器為耦接在該基座與該折疊延伸部之間之一線性致動器。

在一些實施例中，該折疊延伸部包含一驅動延伸部，該驅動延伸部耦接在該線性致動器與該折疊延伸部之間。

在一些實施例中，該箱子胚片輸送機包含：一真空吸盤，選擇性地耦接至一真空；一致動器，在操作中，該致動器在該第二方向上定位該真空吸盤；及一支架，耦接在該致動器與該真空吸盤之間。

在一些實施例中，設備還包含一箱子胚片剔除機構。

在一些實施例中，該相機包含一圖像感應器，該箱子胚片的該特徵在該視野中的該位置係相對於該圖像感應器之一圖像元素所決定。

在一些實施例中，該箱子胚片在該視野中的該特徵為一刻痕線。

本揭露內容的其他實施例，關於用於展開箱子胚片之方法，包含使用相機對箱子胚片進行成像以生成圖像，相機具有包含箱子胚片的特徵之視野。此方法包含使用視野的圖像，決定箱子胚片的特徵之位置之步驟。此方法包含使用箱子胚片的特徵的位置，在第一方向上移動折疊臂以使折疊臂與箱子胚片之箱板對齊之步驟。此方法使用箱子胚片的特徵的位置，以決定折疊臂角度，並藉由被耦接至控制器之折疊臂致動器，以將折疊臂旋轉至折疊臂角度。此方法亦包含在不同於第一方向之一第二方向上，藉由胚片輸送機移動箱子胚片以接觸折疊臂之步驟。

在一些實施例中，方法還包含：當該折疊臂與該箱子胚片接觸時，藉由該折疊臂致動器，將該折疊臂朝向該箱子胚片旋轉。

在一些實施例中，方法還包含：若該箱子胚片的該特徵的該位置之一偏移量超過一臨界值，則藉由該箱子胚片輸送機，剔除該箱子胚片。

在一些實施例中，方法還包含藉由將該箱子胚片抬 升至一箱子胚片卡匣上，剔除該箱子胚片。

前文概述數種實施例的特徵，以便本領域熟習技藝者可更理解本揭露內容的態樣。熟習此項技藝者應當理解，熟習此項技藝者可輕易地使用本揭露內容作為設計或修改其他製程及結構的基礎，以實現本文介紹的實施例的相同目的及/或達成相同優點。熟習此項技藝者亦應當認識到，此等效構造不脫離本揭露內容的精神及範圍，且在不脫離本揭露內容的精神及範圍之情況下，熟習此項技藝者可在此文中進行各種改變、替換、及變更。

X,Y,Z:方向軸

100:箱子撐開機器

102:箱子胚片匣

104:箱子胚片

106:展開設備

108:真空吸盤

110:箱子

112:出口輸送機

113:機器控制器

114:匣壓緊器

115:操作者介面

116:右側箱子胚片引導件

118:左側箱子胚片引導件

119:箱子胚片

121:第一箱子胚片

Claims (10)

1. 一種箱子撐開設備，包含：一手臂組裝件，包含：一基座，具有一表面；一第一臂，通過一旋轉接點耦接至該基座的該表面，該第一臂具有垂直於該基座的該表面之一箱子胚片接觸表面，其中該箱子胚片接觸表面不具有真空吸盤；及一致動器，包含：一主體，耦接至該基座的該表面；及一致動器臂，耦接至該第一臂；一箱子胚片輸送機，在操作中，該箱子胚片輸送機移動一箱子胚片抵靠該臂組裝件的該第一臂的該箱子胚片接觸表面，而展開該箱子胚片；及一控制器，該控制器在操作中，基於該箱子胚片之一第一尺寸設定該第一臂圍繞該旋轉接點之一旋轉角度。
2. 如請求項1所述之箱子撐開設備，其中該箱子胚片輸送機包含：一真空杯；一閥，以選擇性地將該真空杯耦接至一真空；一定位器，耦接至該真空杯；及該控制器耦接至該定位器與該閥，在操作中，該控制器致使該定位器移動該真空杯抵靠該箱子胚片、打開該閥以 將該真空耦接至該真空杯、且致使該箱子胚片在一第一方向上移動抵靠該第一臂的該箱子胚片接觸表面。
3. 如請求項1所述之箱子撐開設備，更包含：一第一線性致動器，耦接至該手臂組裝件，在操作中，該控制器致使該線性致動器在一第二方向上移動該手臂組裝件。
4. 如請求項1所述之箱子撐開設備，更包含：一相機，電性地耦接至該控制器，該相機具有包含該箱子胚片的一特徵的一視野；及在操作中，該控制器從該相機接收一圖像並決定該箱子胚片的該特徵在該視野中的一位置、並基於該箱子胚片的該特徵在該視野中之該位置將該手臂組裝件的該第一臂旋轉至一旋轉角度。
5. 一種箱子撐開設備，包含：一控制器；一推動延伸部，在操作期間，可藉由該控制器在一第一方向上定位；一折疊延伸部，在操作期間，可藉由該控制器定位，操作中之該折疊延伸部與該推動延伸部形成一角度，該角度可藉由該控制器決定；一箱子胚片輸送機，在操作中，在不同於該第一方向之 一第二方向上移動該箱子胚片以接觸該折疊延伸部；一相機，電子地耦接至該控制器，該相機具有一視野，在操作期間，該視野包含該箱子胚片之一特徵，該特徵在該視野中的一位置係藉由該相機或該控制器決定，其中該相機能夠沿該第一方向移動，並且該相機分離於該推動延伸部與該折疊延伸部；及在操作中，該控制器使用該特徵在該視野中的該位置以在該第一方向上定位該推動延伸部，使得在操作中，該箱子胚片輸送機在該第二方向上移動該箱子胚片以接觸該折疊延伸部且致使該箱子胚片展開。
6. 如請求項5所述之箱子撐開設備，更包含：一基座，耦接在該推動延伸部與該折疊延伸部之間；一旋轉接點，耦接在該基座與該折疊延伸部之間，該旋轉接點允許該折疊延伸部旋轉；及一致動器，耦接至該折疊延伸部，該致動器具有藉由該控制器所決定之一位置，在操作中，該控制器使用該特徵在該相機的該視野中的該位置資訊以決定該致動器的該位置。
7. 如請求項5所述之箱子撐開設備，其中該箱子胚片輸送機包含：一真空吸盤，選擇性地耦接至一真空； 一致動器，在操作中，該致動器在該第二方向上定位該真空吸盤；及一支架，耦接在該致動器與該真空吸盤之間。
8. 如請求項5所述之箱子撐開設備，其中該相機包含一圖像感應器，該箱子胚片的該特徵在該視野中的該位置係相對於該圖像感應器之一圖像元素所決定。
9. 一種箱子撐開方法，包含：使用一相機藉由對一箱子胚片進行拍照，生成一圖像，該相機具有包含該箱子胚片的一特徵之一視野；使用該視野的該圖像，決定該箱子胚片的該特徵之一位置；使用該箱子胚片的該特徵的該位置，在一第一方向上移動一折疊臂，以使該折疊臂與該箱子胚片之一箱板對齊；使用該箱子胚片的該特徵的該位置，決定一折疊臂角度；藉由一折疊臂致動器，將該折疊臂旋轉至該折疊臂角度；及在不同於該第一方向之一第二方向上，移動該箱子胚片，而致使該箱子胚片接觸該折疊臂，其中當該箱子胚片接觸該折疊臂時，該折疊臂的一末端部以一角度抵靠該箱子胚片；通過該折疊臂致動器增加該折疊臂角度至該折疊臂平行 該第二方向，致使該箱子胚片從抵靠該折疊臂的該末端部的一第一位置移動至接觸該折疊臂的一箱子胚片接觸表面的一中間部分的一第二位置，而展開該箱子胚片，其中當該箱子胚片在該第一位置時，該箱子胚片並未接觸該折疊臂的該箱子胚片接觸表面的該中間部分。
10. 如請求項9所述之箱子撐開方法，更包含：若該箱子胚片的該特徵的該位置之一偏移量超過一臨界值，則藉由該箱子胚片輸送機，剔除該箱子胚片。

Images