薄片工件竖直供应机及其使用方法与流程

本发明涉及自动化装袋设备领域，尤其是薄片工件竖直供应机及其使用方法。

背景技术：

口罩是一种卫生用品，一般指戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻的用具，以纱布或纸等制成。口罩对进入肺部的空气有一定的过滤作用，在呼吸道传染病流行时，在粉尘等污染的环境中作业时，戴口罩具有非常好的作用。

口罩在加工完成后，需要折叠平整并装入包装袋中，现有的装袋操作主要以人工装袋为主，人工作业效率低，劳动强度大，并且，极易使口罩产生污染，因此采用自动化设备进行口罩装袋成为亟待解决的问题。

而采用自动化设备装袋首先要解决的问题是如何进行口罩的自动化输送及移载问题，由于口罩的质地较软易变形，一般采用平躺输送的方式进行供料以防止其输送过程中出现变形，而平躺输送的方式不便于通过夹爪进行平躺的口罩的夹取，因此需要将平躺的口罩切换为竖直状态以配合专用的夹爪进行装袋。

常规的翻转机构将口罩由水平状态切换为竖直状态时，又由于口罩柔软的质地，导致其无法保护竖直的状态，易出现褶皱变形等问题，影响了后续通过夹爪的抓取操作及装袋操作。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供薄片工件竖直供应机及其使用方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

薄片工件竖直供应机，包括翻转机构，所述翻转机构上设置有由其驱动的支撑板及向支撑板上的工件施加压力的压紧机构，所述支撑板上形成有一缺口，

第一状态下，所述翻转机构使所述支撑板与水平面平行；

第二状态下，所述翻转机构使所述支撑板与水平面竖直，且所述支撑板上的缺口的开口端朝上，且所述缺口的两侧的表面分别与一挡板保持微间隙。

优选的，所述的薄片工件竖直供应机中，所述翻转机构包括顶升气缸，所述顶升气缸的气缸轴枢轴连接翻动件的一角，所述顶升气缸的顶部位于气缸轴的外侧设置有支座，所述支座枢轴连接一联动件的一端，所述联动件的另一端枢轴连接所述翻动件，所述翻动件上设置有安装板。

优选的，所述的薄片工件竖直供应机中，所述支撑板上设置有位于所述缺口两侧的限位板。

优选的，所述的薄片工件竖直供应机中，所述压紧机构包括压紧气缸，所述压紧气缸的活塞杆枢轴连接一压紧件，所述压紧件的折弯部的底部连接一t形压板，所述压紧气缸的顶部设置有位于其活塞杆外侧的连接座，所述连接座枢轴连接从动件的一端，所述从动件的另一端枢轴连接所述压紧件。

优选的，所述的薄片工件竖直供应机中，所述翻转机构为两个且对称设置于底板上，每个所述翻转机构上设置所述支撑板及压紧机构，所述底板连接驱动其自转的旋转机构。

优选的，所述的薄片工件竖直供应机还包括

工件供应机构，至少具有叠放工件的限位空间；

上料机构，具有抓取工件供应机构上的工件且在所述支撑板处于第一状态下将工件放置于支撑板上的结构。

优选的，所述的薄片工件竖直供应机中，所述工件供应机构包括一转盘，所述转盘的底部连接驱动其自转的动力机构，所述转盘上设置有一圈收纳槽。

优选的，所述的薄片工件竖直供应机中，所述工件供应机构还包括抬料板，所述抬料板连接驱动其升降的升降机构，所述抬料板延伸到所述转盘的下方且可与转盘上的任一仿形缺口正对，每个所述仿形缺口与一所述收纳槽对应且延伸至收纳槽内。

优选的，所述的薄片工件竖直供应机中，所述上料机构包括平板，所述平板连接驱动其自转的旋转动力装置，所述旋转动力装置连接顶升气缸，所述平板的底面的至少一端设置有至少一吸盘。

优选的，所述的薄片工件竖直供应机中，所述吸盘包括圆盘状的主体，所述主体的一面形成有一侧面为内凹弧面的凹槽，所述主体上形成有气道，所述气道的一端为多个出气口且位于所述凹槽的槽底面处，所述气道的另一端延伸到所述主体的另一面或圆周面处，所述凹槽的上方设置有遮盖多个所述出气口且与槽底面保持间隙的盖板。

薄片工件竖直供应机的供料方法，包括如下步骤：

s1，上料机构从工件供应机构上抓取一工件并移动到处于第一状态的支撑板的上方并将工件放置于支撑板上；

s2,压紧机构启动将工件的一端压紧在所述支撑板上；

s3,翻转机构启动驱动所述支撑板翻转为垂直状态，并且与所述挡板配合将工件限位于支撑板和挡板之间的微间隙处。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本方案设计精巧，通过在翻转机构上设置支撑板用以放置工件，结合一个压紧装置进行工件一端的固定，从而降低工件在后续翻转过程中变形的可能，同时翻转后，支撑板与两个挡板配合对工件进行限位，进一步限制了工件的形变，保证了工件的平整，从而为后续状态创造了条件，本方案仅需一个带动力源的压紧装置即可有效的保证口罩由水平状态切换为竖直状态，同时支撑板带有缺口，为夹爪的抓取操作提供了空间，整体结构简单可靠。

本方案通过两套设备的配合，能够极大的提高整体的工作节拍，从而改善工作效率。

本方案的多个收纳槽与抬升板配合，可以有效的实现收纳槽中口罩的抬升以减小吸盘的下移行程，从而有利于提高效率；同时，一对多的结构，有利于简化整体供料结构，抬升板的升降结构设计也使整体结构更加紧凑，占用空间小。

本方案的吸盘结构，能够避免常规的真空吸附吸盘容易同时吸附多个口罩导致无法单件装袋的问题，有效的保证了装袋的有效性。

本方案的供料机构采用齿盘与限位杆配合限制转盘的转动，从而保证了转盘在某一位置定位的可靠性和稳定性；同时结合棘轮与棘爪配合，一方面实现了转盘的驱动，另一方面可以有效的避免转盘反转，保证了转盘转动的单一方向性；并且，棘轮驱动的结构能够精确控制的转盘转动的角度，易于控制，且转动的惯性小，稳定性高。

附图说明

图1是本发明的翻转机构、支撑板及压紧机构的局部立体图；

图2是本发明的翻转机构、支撑板及压紧机构的局部俯视图；

图3是本发明的支撑板及压紧机构上固定有口罩的立体图;

图4是本发明的整体示意图（图中隐去了框架及夹爪的移动结构）；

图5是本发明的供料机构的主视图；

图6是本发明的供料机构的仰视图；

图7是本发明的供料机构的立体图（图中仅显示的部分收纳槽）；

图8是本发明的抬升板与抬升机构的立体图；

图9是本发明的上料机构的立体图；

图10是本发明的吸盘的剖视图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本发明揭示的薄片工件竖直供应机进行阐述，其可用于口罩、卫生棉、百洁布等薄片状工件，下文中以应用于口罩20为例进行说明，如附图1、附图2所示，其包括翻转机构1，所述翻转机构1上设置有由其驱动的支撑板2及向支撑板2上的工件施加压力的压紧机构3，所述支撑板2上形成有一缺口21，

第一状态下，所述翻转机构1使所述支撑板2与水平面平行；

第二状态下，所述翻转机构1使所述支撑板2与水平面竖直，且所述支撑板2上的缺口21的开口端朝上，且所述缺口21的两侧的表面22分别与一挡板4保持微间隙5。

其中，如附图1所示，所述翻转机构1为两个且对称设置于底板6上，每个所述翻转机构1上设置所述支撑板2及压紧机构3，所述底板6连接驱动其自转的旋转机构7，所述旋转机构7可以是电机作为动力源构成的结构，也可以是旋转气缸。

因此，在实际工作时，如附图3所示，前侧的支撑板2保持水平状态，可以将平躺的口罩20放置于支撑板上，同时，后侧的支撑板2翻转为竖直状态以使其上的口罩20保持竖直状态，从而便于通过夹爪进行口罩抓取，并且两个机构同步工作，可以提高工作节拍以提高整体的装袋效率。

具体来看，如附图1所示，所述翻转机构1包括固定于底板6的一端的顶升气缸11，所述顶升气缸11的气缸轴枢轴连接翻动件12的下端的一角（左下角），所述翻动件12包括两个对称连接在所述顶升气缸11的气缸轴两侧的l形板121，所述气缸轴连接两个l形板的，两个所述l形变121的弯折板上固定一安装板15，同时，所述顶升气缸11的顶部位于气缸轴的外侧设置有支座13，所述支座13枢轴连接一联动件14的一端，所述联动件14包括两个枢轴连接在所述支座13的两侧的联动片，所述联动件14的另一端枢轴连接所述翻动件12，并且，联动件14与翻动件12的枢轴连接点与气缸轴与翻动件12的枢轴连接点临近。

如附图1所示，所述支撑板2通过两个垂设在所述安装板15上的立柱连接所述安装板，两个立柱所述支撑板2垂直，所述支撑板2为一矩形板，其上的缺口为一矩形缺口，在所述支撑板2上设置有位于所述缺口21两侧的限位板22，两个所述限位板22，所述限位板22包括与所述支撑板2垂直的竖板221及与支撑板2平行的平板222，所述竖板221包括两个呈钝角的部分且其两端折弯成圆弧状，竖板221与平板222一体注塑成型或焊接成型。

如附图1所示，所述压紧机构3包括固定于所述安装板15上且与所述支撑板2紧靠的压紧气缸31，所述压紧气缸31的活塞杆与所述安装板15垂直，且活塞杆枢轴连接一压紧件32，所述压紧件32同样包括两个对称连接在活塞杆两侧的压紧片322，两个所述压紧片322的折弯部321的底部连接一t形压板33；所述压紧气缸31的顶部设置有位于其活塞杆外侧的连接座34，所述连接座枢轴连接从动件35的一端，所述从动件35的另一端枢轴连接所述压紧件32。

如附图3所示，两个所述挡板4固定在所述底板6上的两个三角板10上，两个所述挡板4与所述底板6垂直且位于所述三角板10的顶端，两个所述挡板4优选为圆角矩形板且在所述支撑板2处于第二状态时与其垂直，每个所述挡板4相对的两个侧面延伸到所述三角板10的两侧，从而每个支撑板2可以分别与两个挡板4的相同侧的侧面配合进行工件的限定。

进一步，如附图4所示，所述的薄片工件竖直供应机还包括

工件供应机构8，至少具有叠放工件的限位空间；

上料机构9，位于所述工件供应机构8和所述，具有抓取工件供应机构8上的工件且在所述支撑板2处于第一状态下将工件放置于支撑板2上的结构。

其中，如附图4、附图5所示，所述工件供应机构8包括一转盘81，所述转盘81的底部连接驱动其自转的动力机构82，所述动力机构82可以是旋转气缸或电机为动力源的机构，此处为已知技术，不作赘述。

优选的，如附图6所示，所述动力机构82包括与所述转盘81共轴连接的驱动轴821，所述驱动轴821的上共轴设置有棘轮822及齿盘823，所述棘轮822与一棘爪824的一端啮合，所述棘爪824的中部枢轴连接在一驱动柄825的中部，所述驱动柄825的一端可转动地连接在所述驱动轴821上，其另一端枢轴连接一位置固定的摆动气缸826，所述驱动柄825上靠近其与摆动气缸826连接的一端连接一弹簧（图中未示出）的一端，所述弹簧的另一端连接所述棘爪824的另一端。

如附图6所示，所述齿盘823通过一可转动的限位爪827进行限定，所述限位爪827的一端形成有一卡勾8271，所述卡勾8271可嵌入到所述齿盘823圆周面的缺口8231中从而限制齿盘823自转，所述限位爪827的中部枢轴连接一支撑轴828，所述限位爪827的另一端枢轴连接一气缸829。

工作时，所述摆动气缸826的气缸轴缩回从而拉动所述驱动柄825绕所述驱动轴821转动，从而带动所述棘爪824向棘轮上的下一个棘轮齿槽8221移动并与下一个棘轮齿槽啮合，接着所述摆动气缸826的气缸轴伸出，从而通过驱动柄825带动所述棘爪824转动，棘爪824从而推动所述棘轮822转动一定行程，并驱动所述驱动轴821转动，从而带动所述齿盘823转动相应的行程，此时，所述气缸829的气缸轴伸出，从而使限位爪827绕所述支撑轴828转动，并且其上的卡勾8271嵌入到所述齿盘823上的缺口8231中，需需要通过棘轮转动驱动轴时，所述气缸829的气缸轴缩回，从而使卡勾8271从缺口8231退出。

如附图4、附图5及附图7所示，所述转盘81上设置有一圈收纳槽83，所述收纳槽83包括下平板831，所述下平板831上垂直有四个呈矩形分布的立柱832，四个所述立柱832形成限制口罩水平移动的限位空间，立柱上方可以设置有一顶板（图中未示出），顶板上具有与口罩仿形的通孔。

随着上料机构9不断地将收纳槽83上的口罩取走，收纳槽83中的高度不断下降，因此，为了简化上料机构9的结构，如附图4、附图8所示，所述工件供应机构8还包括抬料板84，所述抬料板84包括一折弯杆841及位于折弯杆841前端的一圆板842。所述抬料板84连接驱动其升降的升降机构85，所述升降机构85包括位置固定的驱动电机851，所述驱动电机851的电机轴连接一皮带轮852，所述皮带轮852通过皮带（图中未示出）连接从动轮854，所述从动轮连接一丝杠855的螺杆的下端，所述丝杠855的活动螺母连接一转接板856，所述转接板856上还设置有轴套857，所述轴套857可滑动地插接在一位置固定的导向柱858，从而可以保证转接板856升降的平稳性。

如附图7所示，所述抬料板84固定在所述转接板856上，并且，所述抬料板84延伸到所述转盘81的下方，且可与转盘81上的任一仿形缺口811正对，每个所述仿形缺口811与一所述收纳槽83对应且延伸至收纳槽83内，同时，每个所述收纳槽83的下平板831上设置有与转盘81上的仿形缺口811正对的缺口8311，从而所述抬料板84可以从所述仿形缺口811及下平板上的缺口伸入到收纳槽83的底部并向收纳槽内的口罩施加向上的力使收纳槽83内的口罩上移至可被上料机构9抓取的高度。

当然，在其他实施例中，也可以在转盘81的底部设置有由液压缸或电动推杆等驱动升降的推杆，所述推杆可以从底部伸入到所述收纳槽83中，并向所述收纳槽83中的口罩施加向上的力，不过在这种结构中，需要占据更大的空间。

所述上料机构9可以是已知的各种结构，具体的，如附图9所示，所述上料机构9包括平板91，所述平板91连接驱动其自转的旋转动力装置92，所述旋转动力装置92优选是旋转气缸，当然也可以是电机与减速箱，电机与齿轮传动机构或皮带机构等构成的结构，此处为已知技术，不作赘述；所述旋转动力装置92的底部连接一顶升气缸93，所述顶升气缸93固定于一平板（图中未示出）上，所述平板上设置有位于所述顶升气缸两侧的轴套95，所述轴套96中可滑动地设置有连接在所述旋转动力装置92的底部的导向轴96，所述平板91的底面的至少一端设置有至少一吸盘94，优选其两端均设置有吸盘94，从而可以一个抓料，一个放料，并且每端设置有两个吸盘94，每个所述吸盘94通过立柱连接所述平板91。

所述吸盘94可以是真空吸附吸盘，采用真空吸附吸盘时，需要准确的设计吸盘的吸附力大小及吸附位置，以保证其吸附时仅能吸附一个口罩。

当然，在一优选的实施例中，，所述吸盘94也可以是其他结构，例如附图10所示，所述吸盘94包括圆盘状的主体941，所述主体941的一面形成有一侧面为内凹弧面9421的凹槽942，所述主体941上形成有气道943，所述气道943的一端为多个出气口且位于所述凹槽942的槽底面处，所述气道943的另一端延伸到所述主体941的另一面或圆周面处，所述凹槽942的上方设置有遮盖多个所述出气口且与槽底面保持间隙的盖板944，所述盖板944通过螺栓连接在所述槽底面9422处的连接孔中，并且，所述盖板944的内表面优选为弧面，从而能够使从出气口吹出的气流的流动更加流程，减小阻力。

工作时，所述吸盘21通过管道连接为其供气的送气设备（图中未示出），送气设备送入吸盘21中的气体由气道从凹槽的槽底面吹出，在盖板114的遮挡下，沿凹槽的侧面向四周快速排出，从而利用吸盘内凹部的气流较快压强小，口罩侧的气流较慢，压强大的原理，使最上方的口罩被吸盘21吸取。

在整个设备的运行中，可以通过各种传感器（接近传感器、光电传感器等，图中未示出）结合控制装置，如plc等进行气缸、旋转气缸、电机、送风装置等动力源的启停及工作状态（电机的正反转、气缸的伸出缩回灯状态）的切换，此处为已知技术，不是本方案的重点，不作赘述。

上述的薄片工件竖直供应机的供料方法，包括如下步骤：

s0，人工或通过自动化设备将口罩一一堆叠在收纳槽83中，并且，所述动力机构82驱动所述转盘81上的一个收纳槽83位于所述上料机构9的取料位置下方。

s1，所述上料机构9的顶升气缸93的气缸轴缩回，从而带动所述旋转动力装置92及平板91下降，继而带动所述吸盘94下降与所述收纳槽83顶部的口罩的贴近或贴合，随后，送气装置向两个所述吸盘94供气，从而两个吸盘利用伯努利原理将收纳槽83顶部的口罩吸附。

接着，所述顶升气缸93的气缸轴伸出，带动所述旋转动力装置92及平板91上升，继而带动所述吸盘94上升，随后，所述旋转动力装置驱动所述平板91转动180°，从而两个吸盘94吸取的口罩转动到右侧的处于第一状态的支撑板2的上方，然后，所述顶升气缸93的气缸轴缩回，送气机构停止向所述吸盘94吹气，从而吸盘94将吸附的口罩放置于支撑板2上；与此同时，平板另一端的两个吸盘94移动到收纳槽的上方并取料。

s2,所述压紧机构3的压紧气缸31的活塞杆伸出，从而驱动所述压紧件32顺时针转动90°，从而其上的t形压板33有竖直状态切换为水平状态，从而将口罩的一端压紧在所述支撑板2上。

s3,随后，所述旋转机构7驱动所述底板6转动180°，从而将放置有口罩的支撑板2转动至夹爪的下方，所述翻转机构1的顶升气缸11的气缸轴伸出，从而驱动所述翻动件12顺时针转动90°，从而所述支撑板2由水平状态切换成竖直状态，同时，其上的口罩也由水平状态转动为竖直状态，并且，转动后，支撑板与两个所述挡板4保持微间隙，从而将口罩夹持在所述微间隙处，此时，微间隙仅起到限位作用，并不对工件产生夹持力。当然，在其他过程中，所述翻转机构1也可以先启动后再，旋转机构7再启动。

s4,最后，所述压紧机构3的压紧气缸31的活塞杆缩回，从而所述压紧件32反向旋转90°后不再对口罩施加压力，此时，夹爪100可以下降至所述承载板2的缺口21处并将口罩进行夹持并移动装入到包装袋中，此处夹爪100可以是如专利申请号为201910042922.1所揭示的夹爪，当然也可以是其他的启动夹爪，此处为已知技术，不作赘述。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。