一种全自动装箱机的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种全自动装箱机，包括开箱机（100）、产品输送线（200）、抓取机器人（300）、托盘升降装置（400）、下边封箱机（500）、上边封箱机（600）。开箱机（100）用于将纸箱打开并推送至下边封箱机（500）处完成封箱。抓取机器人（300）既能抓取产品又能抓取隔板。托盘升降装置（400）用于托住隔板和产品，实现多层产品装箱。
【专利说明】
一种全自动装箱机
技术领域
[0001]本实用新型涉及包装机械领域，更具体涉及一种全自动装箱机。
【背景技术】
[0002]批量生产的产品(如手机、香烟等)装箱是一件很耗工时的事情，人工装箱不仅效率低下，而且成本很高，目前很多企业都开始采用自动装箱设备。现市面上的装箱设备大多采用以下两种装箱方式:一、人工将包装箱打开并置于一条包装箱输送线上，包装箱输送至装箱位置时，采用抓取或掉落的方式将产品装入包装箱中；二、采用自动开箱机将包装箱开箱，打开后的包装箱被输送至装箱工位，同样采用抓取或掉落的方式装箱。第一种方式自动化程度不高，无法满足一些大型工厂的需求;第二种方式由于开箱动作和装箱动作处于两个不同的工位，导致流水线过长，设备的体积增大，且装箱效率低。此外，以上两种装箱方式均只适用与单层产品的装箱，对于需要在一个纸箱里堆放多层产品的情况难以实现。
[0003]实用新型专利CN204604335U“一种新型装箱机器人”为采用上述第一种方式装箱的自动装箱机。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是如何实现多层产品的全自动装箱。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种全自动装箱机，包括开箱机(100)、产品输送线(200)、抓取机器人(300)、下边封箱机(500)、上边封箱机(600)。开箱机(100)位于全自动装箱机的最前端，产品输送线(200)固定在开箱机(100)的后部，产品输送线(200)的侧边装有堆放隔板用的隔板堆放架(201)，抓取机器人(300)安装于产品输送线(200)的上方，与全自动装箱机的机架连接。下边封箱机(500)固定在全自动装箱机后方的机架上，产品装箱完成后被推送到下边封箱机(500)处，完成下面的封箱，上边封箱机(600)固定在下边封箱机(500)的正上方，在完成底部封箱动作的同时完成顶部封箱动作。
[0005]优选地，本实用新型的一种全自动装箱机，还包括托盘升降装置(400)，托盘升降装置包含升降平台(401)、三个托盘气缸(402)、三个托盘(403)、气缸连接板(404)，升降平台(401)上固定在全自动装箱机底板上，纸箱被打开后升降平台(401)正好处于纸箱的中部，三个托盘气缸(402)并排固定在升降平台(401)的上表面，由气缸连接板(404)加固，三个托盘(403)分别安装在三个气缸402的工作表面，工作时，升降平台(401)升起，托盘气缸
(402)的活塞杆处于伸出状态，三个托盘(403)被托起，抓取机器人(300)吸取一个隔板放入纸箱中，隔板被三个托盘(403)托住，接着抓取机器人(300)抓取产品放入纸箱中的隔板上，然后升降平台(401)下降一段距离，抓取机器人(300)重复之前的两个动作，完成第二层产品的装箱，以此类推直至纸箱装满，左右两个托盘气缸(402)活塞杆收回，左右两个托盘
(403)从纸箱中脱离，短边折边机构(140)将纸箱底面两短边折起并拖住纸箱，之后中间托盘气缸(402)活塞杆收回，第三个托盘(403)通过两折起短边之间的缝隙从纸箱中脱离，长边折边机构(150)将纸箱底面长边折起并拖住纸箱。
[0006]优选地，升降平台(401)采用剪式升降平台结构。
[0007]优选地，抓取机器人(300)为UR5机器人，具有6旋转关节，既能抓取产品又能抓取隔板进行装箱。
[0008]优选地，产品输送线(200)上还设有产品导向板(202)，有利于产品的规整和导向。
[0009]优选地，开箱机(100)包含纸箱堆放架(110)、吸盘开箱机构(120)、推箱机构(130)、短边折边机构(140 )、长边折边机构(150)，纸箱堆放架(110 )位于全自动装箱机的前端，突出于全自动装箱机主体尺寸框架，便于进行纸板的堆放和整理，吸盘开箱机构(120)的吸盘平行于纸箱堆放方向，通过气缸运动来回推送吸盘实现纸箱的开箱，推箱机构(130)位于吸盘的下方，一方面起到纸箱开箱的辅助导向作用，另一方面将装满产品的纸箱推送到下边封箱机(500)处完成封箱动作，短边折边机构(140)位于全自动装箱机中间位置，用于在产品装箱完成以后将纸箱的短边折起，长边折边机构(150)在靠近下边封箱机(500)的位置固定，长边折边机构(150)完成纸箱长边的折叠。
[0010]优选地，吸盘开箱机构(120)包括四个吸盘(121)、吸盘固定架(122)、直线轴承机构(123)、两根直线导向杆(124)、运动连杆(125)、滚轮(126)、滚轮固定板(127)、气缸(128)，四个吸盘(121)呈矩形布置，固定在吸盘固定架(122)上，吸盘固定架(122)通过螺栓与直线轴承机构(123)的上表面连接，直线轴承机构(123)套在两根直线导向杆(124)上，可在直线导向杆(124)上来回运动，运动连杆(125)的上端与直线轴承机构(123)的侧面相连，在运动连杆(125)上设有一长的U型槽，滚轮(126)卡在此U型槽中间，并固定在滚轮固定板
(127)上，气缸(128)的前端与运动连杆(125)连接，后端固定在全自动装箱机架体上，气缸
(128)推动运动连杆(I25)运动，直线轴承机构(123)在运动连杆的作用下能在直线导向杆(125)上往复滑动，进而带动吸盘(121)前后运动，实现纸箱开箱动作。
[0011 ]优选地，推箱机构(130 )包含推箱杆(131)、连接板(132)、推箱直线轴承机构(133)、推箱直线导向杆(134)、推箱气缸(135)、气缸固定架(136)。推箱杆(131)与连接板
(132)连接，连接板(132)侧面通过螺栓与推箱直线轴承机构(133)固定，推箱直线轴承机构
(133)套在推箱直线导向杆(134)上，可在推箱直线导向杆(134)上来回运动。推箱直线导向杆(134)固定在全自动装箱机机架上，推箱气缸(135)固定在气缸固定架(136)上，其活塞杆与连接板(132)相连，气缸固定架(136)套穿在两推箱直线导向杆(134)上，推箱气缸作用在连接板(132)上，带动推箱直线轴承机构(133)在推箱直线导向杆(134)上滑动，进而实现推箱杆(131)的往复运动，完成推箱动作。
[0012]优选地，短边折边机构(140)包含短边折边气缸(141)、齿条(142)、齿轮(143)、传动轴(144)、固定座(145)、折边板(146)、支撑架(147)，短边折边气缸(141)固定在支撑架(147)上，前端与齿条(142)采用过盈方式连接，齿轮(143)与齿条(142)啮合，且安装在传动轴(144)上，传动轴(144)通过两个固定座(145)固定在支撑架(147)上，折边板(146)固定在传动轴(144)的末端，支撑架(147)与连接板(132)及气缸固定架(136)连接，短边折边气缸(141)推动齿条(142)运动，在齿轮(143)与齿条(142)的传动作用下，传动轴(144)与折边板(146)—起转动，完成短边折边动作。
[0013]优选地，长边折边机构(150)包含长边折边气缸(151 )、长边折边臂(152)、中间轴
(153)、中间轴固定座(154)。长边折边气缸(151)固定在全自动装箱机架体上，前端与长边折边臂(152)相连。中间轴(153)穿在长边折边臂(152)下端的孔上，并通过中间轴固定座(154)固定在全自动装箱机架体上，长边折边气缸(151)作用在长边折边臂(152)上，使长边折边臂(152)绕着中间轴(153)转动一定角度，完成长边折边动作。
[0014]与现有技术相比，本实用新型有效地减小了装箱机的体积，同时实现了多层产品的装箱。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的一种全自动装箱机的结构示意图；
[0016]图2为图1所示的全自动装箱机中的开箱机100的结构示意图；
[0017]图3为图2所示的开箱机100的吸盘开箱机构120的结构示意图；
[0018]图4为图2所示的开箱机100的推箱机构130的结构示意图；
[0019]图5为图2所示的开箱机100的短边折边机构140的结构示意图；
[0020]图6为图2所示的开箱机100的长边折边机构150的结构示意图；
[0021]图7为图1所示的一种全自动装箱机的托盘升降装置400的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]参照图1，本实用新型的一种全自动装箱机包括开箱机100、产品输送线200、抓取机器人300、托盘升降装置400、下边封箱机500、上边封箱机600。开箱机100位于全自动装箱机的最前端。产品输送线200固定在开箱机100的后部，产品输送线200的侧边装有隔板堆放架201，用于堆放多层装箱所需的隔板。优选地，产品输送线200上还设有产品导向板202，有利于产品的规整和导向。抓取机器人300安装于产品输送线200的上方，与设备的机架连接，抓取机器人300采用UR5工业机器人，具有6旋转关节，既能从产品输送线200上抓取产品也能从隔板堆放架201上吸取隔板进行装箱。托盘升降装置400固定在全自动装箱机底板上，位于打开的纸箱正下方。下边封箱机500固定在全自动装箱机后方的机架上，产品装箱完成后被推送到下边封箱机500处，完成下面的封箱。上边封箱机600固定在下边封箱机500的正上方，在完成底部封箱动作的同时完成顶部封箱动作。
[0023 ]参照图2，开箱机100包含纸箱堆放架110、吸盘开箱机构120、推箱机构130、短边折边机构140、长边折边机构150。纸箱堆放架110位于全自动装箱机的前端，突出于全自动装箱机主体尺寸框架，便于进行纸板的堆放和整理。吸盘开箱机构120的吸盘平行于纸箱堆放方向，通过气缸运动来回推送吸盘实现纸箱的开箱。推箱机构130位于吸盘的下方，一方面起到纸箱开箱的辅助导向作用，另一方面将装满产品的纸箱推送到下边封箱机500处完成封箱动作。短边折边机构140位于全自动装箱机中间位置，在打开的纸箱两侧各设一个，其作用是在产品装箱完成以后将纸箱的短边折起。长边折边机构150在靠近下边封箱机500的位置固定，其最高位置稍低于下边封箱机500的顶面，长边折边机构150完成纸箱长边的折叠。
[0024]参照图3，吸盘开箱机构120包括四个吸盘121、吸盘固定架122、直线轴承机构123、两根直线导向杆124、运动连杆125、滚轮126、滚轮固定板127、气缸128。四个吸盘121呈矩形布置，固定在吸盘固定架122上。吸盘固定架122通过螺栓与直线轴承机构123的上表面连接。直线轴承机构123套在两根直线导向杆124上，可在直线导向杆124上来回运动。运动连杆125的上端与直线轴承机构123的侧面相连。在运动连杆125上设有一长的U型槽，滚轮126卡在此U型槽中间，并固定在滚轮固定板127上。气缸128的前端与运动连杆125连接，后端固定在设备架体上。气缸128推动运动连杆125运动，直线轴承机构123在运动连杆的作用下能在直线导向杆125上往复滑动，进而带动吸盘121前后运动，实现纸箱开箱动作。
[0025]参照图4，推箱机构130包含推箱杆131、连接板132、推箱直线轴承机构133、推箱直线导向杆134、推箱气缸135、气缸固定架136。推箱杆131与连接板132连接，连接板132侧面通过螺栓与推箱直线轴承机构133固定，推箱直线轴承机构133套在推箱直线导向杆134上，可在推箱直线导向杆134上来回运动。推箱直线导向杆134固定在设备机架上。推箱气缸135固定在气缸固定架136上，其活塞杆与连接板132相连。气缸固定架136套穿在两推箱直线导向杆134上。推箱气缸作用在连接板132上，带动推箱直线轴承机构133在推箱直线导向杆134上滑动，进而实现推箱杆131的往复运动，完成推箱动作。
[0026]参照图5，短边折边机构140包含短边折边气缸141、齿条142、齿轮143、传动轴144、固定座145、折边板146、支撑架147。短边折边气缸141固定在支撑架147上，前端与齿条142采用过盈方式连接。齿轮143与齿条142啮合，且安装在传动轴144上。传动轴144通过两个固定座145固定在支撑架147上。折边板146固定在传动轴144的末端。支撑架147与连接板132及气缸固定架136连接。短边折边气缸141推动齿条142运动，在齿轮143与齿条142的传动作用下，传动轴144与折边板146—起转动，完成短边折边动作。
[0027]参照图6，长边折边机构150包含长边折边气缸151、长边折边臂152、中间轴153、中间轴固定座154。长边折边气缸151固定在全自动装箱机架体上，前端与长边折边臂152相连。中间轴153穿在长边折边臂152下端的孔上，并通过中间轴固定座154固定在全自动装箱机架体上。长边折边气缸151作用在长边折边臂152上，使长边折边臂152绕着中间轴153转动一定角度，完成长边折边动作。
[0028]参照图7，托盘升降装置400包含升降平台401、三个托盘气缸402、三个托盘403、气缸连接板404。升降平台401固定在全自动装箱机的底板上，纸箱被打开后升降平台401正好处于纸箱的中部。三个托盘气缸402并排固定在升降平台401的上表面，由气缸连接板404加固。三个托盘403分别安装在三个托盘气缸402的工作表面。优选地，升降平台401采用剪式升降平台结构，具有上升距离大，下降后平台高度低的优势，采用此种形式的升降平台在保证上升高度的前提下能显著地降低设备总体高度。
[0029]下部封箱机500和上部封箱机600均为现有成熟机构，在此不再一一赘述。
[0030]本实用新型的一种全自动装箱机工作时，首先由吸盘开箱机构120将纸箱堆放架110上堆放的纸箱吸住并回拉，回拉的途中在推箱杆131的辅助下将纸箱打开。此时打开的纸箱正好位于托盘升降装置400的正上方，升降平台401升起，托盘气缸402的活塞杆处于伸出状态，在升降平台400和托盘气缸402的共同作用下，三个托盘403从打开的纸箱中间被托起到稍低于纸箱上边沿的位置。抓取机器人300从隔板堆放架201上吸取一个隔板放入纸箱中，隔板被三个托盘403托住，接着抓取机器人300从产品输送带200上抓取输送过来的产品放入纸箱中的隔板上。然后升降平台下降一段距离，抓取机器人300重复之前的两个动作，完成第二层产品的装箱，以此类推直至纸箱装满。然后位于左右两边的两个托盘气缸活塞杆收回，左右两个托盘403从纸箱中脱离出来，同时短边折边机构140迅速响应，将纸箱底面两短边折起并拖住纸箱。之后中间托盘气缸402活塞杆收回，第三个托盘通过两折起短边之间的缝隙从纸箱中脱离，长边折边机构150响应，将纸箱底面长边折起并拖住纸箱。推箱机构130将装满产品的纸箱推送至下部封箱机500，在此位置完成上下面的封箱。至此产品多层装箱动作全部完成。
[0031]虽然之前的说明和附图描述了本实用新型的实施例，应当理解在不脱离权利要求书所界定的本实用新型原理的精神和保护范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本实用新型在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露的实施例仅用于说明而非限制，本实用新型的保护范围由权利要求书中技术方案及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。
【主权项】
1.一种全自动装箱机，其特征在于:包括开箱机(100)、产品输送线(200)、抓取机器人(300)、下边封箱机(500)、上边封箱机(600)，所述开箱机(100)位于全自动装箱机的最前端，所述产品输送线(200)固定在所述开箱机(100)的后部，所述产品输送线(200)的侧边装有堆放隔板用的隔板堆放架(201)，所述抓取机器人(300)安装于所述产品输送线(200)的上方，与全自动装箱机的机架连接，所述下边封箱机(500 )固定在全自动装箱机后方的机架上，产品装箱完成后被推送到所述下边封箱机(500)处，完成下面的封箱，所述上边封箱机(600)固定在所述下边封箱机(500)的正上方，在完成底部封箱动作的同时完成顶部封箱动作。2.如权利要求1所述的全自动装箱机，所述开箱机(100)包含纸箱堆放架(110)、吸盘开箱机构(120)、推箱机构(130)、短边折边机构(140)、长边折边机构(150)，所述纸箱堆放架(110)位于全自动装箱机的前端，突出于全自动装箱机主体尺寸框架，便于进行纸板的堆放和整理，所述吸盘开箱机构(120)的吸盘平行于纸箱堆放方向，通过气缸运动来回推送吸盘实现纸箱的开箱，所述推箱机构(130)位于吸盘的下方，一方面起到纸箱开箱的辅助导向作用，另一方面将装满产品的纸箱推送到下边封箱机(500)处完成封箱动作，所述短边折边机构(140)位于全自动装箱机中间位置，用于在产品装箱完成以后将纸箱的短边折起，所述长边折边机构(150)在靠近下边封箱机(500)的位置固定，长边折边机构(150)完成纸箱长边的折叠。3.如权利要求2所述的全自动装箱机，其特征在于:还包括托盘升降装置(400)，所述托盘升降装置(400)包括升降平台(401)、三个托盘气缸(402)、三个托盘(403)、气缸连接板(404)，所述升降平台(401)上固定在全自动装箱机底板上，纸箱被打开后所述升降平台(401)正好处于纸箱的中部，所述三个托盘气缸(402)并排固定在所述升降平台(401)的上表面，由所述气缸连接板(404)加固，所述三个托盘(403)分别安装在所述三个托盘气缸(402)的工作表面，工作时，所述升降平台(401)升起，所述托盘气缸(402)的活塞杆处于伸出状态，所述三个托盘(403)被托起，所述抓取机器人(300)吸取一个隔板放入纸箱中，隔板被所述三个托盘(403)托住，接着所述抓取机器人(300)抓取产品放入纸箱中的隔板上，然后所述升降平台(401)下降一段距离，所述抓取机器人(300)重复之前的两个动作，完成第二层产品的装箱，以此类推直至纸箱装满，左右两个托盘气缸(402)活塞杆收回，左右两个托盘(403)从纸箱中脱离，短边折边机构(140)将纸箱底面两短边折起并拖住纸箱，之后中间托盘气缸(402)活塞杆收回，第三个托盘(403)通过两折起短边之间的缝隙从纸箱中脱离，长边折边机构(150)将纸箱底面长边折起并拖住纸箱。4.如权利要求3所述的全自动装箱机，所述升降平台(401)采用剪式升降平台结构。5.如权利要求1-4任一项所述的全自动装箱机，其特征在于，所述抓取机器人(300)为UR5工业机器人，具有6旋转关节，既能抓取产品又能抓取隔板进行装箱。6.如权利要求1-4任一项所述的全自动装箱机，其特征在于，所述产品输送线(200)上还设有产品导向板(202)，有利于产品的规整和导向。7.如权利要求2-4任一项所述的全自动装箱机，所述吸盘开箱机构(120)包括四个吸盘(121)、吸盘固定架(122)、直线轴承机构(123)、两根直线导向杆(124)、运动连杆(125)、滚轮(126)、滚轮固定板(127)、气缸(128)，所述四个吸盘(121)呈矩形布置，固定在吸盘固定架(122)上，所述吸盘固定架(122)通过螺栓与直线轴承机构(123)的上表面连接，所述直线轴承机构(123)套在两根直线导向杆(124)上，可在直线导向杆(124)上来回运动，所述运动连杆(125)的上端与直线轴承机构(123)的侧面相连，在运动连杆(125)上设有一长的U型槽，所述滚轮(126)卡在此U型槽中间，并固定在滚轮固定板(127)上，所述气缸(128)的前端与运动连杆(125)连接，后端固定在全自动装箱机架体上，气缸(128)推动运动连杆(125)运动，直线轴承机构(123)在运动连杆的作用下能在直线导向杆(124)上往复滑动，进而带动吸盘(121)前后运动，实现纸箱开箱动作。8.如权利要求2-4任一项所述的全自动装箱机，所述推箱机构(130)包含推箱杆(131)、连接板(132)、推箱直线轴承机构(133)、推箱直线导向杆(134)、推箱气缸(135)、气缸固定架(136)，所述推箱杆(131)与所述连接板(132)连接，所述连接板(132)侧面通过螺栓与所述推箱直线轴承机构(133)固定，所述推箱直线轴承机构(133)套在所述推箱直线导向杆(134)上，可在所述推箱直线导向杆(134)上来回运动，所述推箱直线导向杆(134)固定在全自动装箱机机架上，所述推箱气缸(135)固定在所述气缸固定架(136)上，其活塞杆与所述连接板(132)相连，所述气缸固定架(136)套穿在两所述推箱直线导向杆(134)上，所述推箱气缸(135)作用在所述连接板(132)上，带动所述推箱直线轴承机构(133)在所述推箱直线导向杆(134)上滑动，进而实现所述推箱杆(131)的往复运动，完成推箱动作。9.如权利要求2-4任一项所述的全自动装箱机，所述短边折边机构(140)包含短边折边气缸(141)、齿条(142)、齿轮(143)、传动轴(144)、固定座(145)、折边板(146)、支撑架(147)，所述短边折边气缸(141)固定在所述支撑架(147)上，前端与所述齿条(142)采用过盈方式连接，所述齿轮(143)与所述齿条(142)啮合，且安装在所述传动轴(144)上，所述传动轴(144)通过两个固定座(145)固定在所述支撑架(147)上，所述折边板(146)固定在所述传动轴(144)的末端，所述支撑架(147)与所述连接板(132)及所述气缸固定架(136)连接，所述短边折边气缸(141)推动所述齿条(142)运动，在所述齿轮(143)与齿条(142)的传动作用下，所述传动轴(144)与所述折边板(146)—起转动，完成短边折边动作。10.如权利要求2-4任一项所述的全自动装箱机，所述长边折边机构(150)包含长边折边气缸(151)、长边折边臂(152)、中间轴(153)、中间轴固定座(154)，所述长边折边气缸(151)固定在全自动装箱机架体上，前端与所述长边折边臂(152)相连，所述中间轴(153)穿在所述长边折边臂(152)下端的孔上，并通过所述中间轴固定座(154)固定在全自动装箱机架体上，所述长边折边气缸(151)作用在所述长边折边臂(152)上，使所述长边折边臂(152)绕着所述中间轴(153)转动一定角度，完成长边折边动作。
【文档编号】B65B35/36GK205554756SQ201620378507
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】黄正烈, 董义君, 袁文君
【申请人】中科天工（武汉）智能技术有限公司