纸箱成型机的制作方法

本实用新型涉及包装机械领域，并且更具体而言，涉及一种开箱机或纸箱成型机，其采用互相配合的可变形机械臂和定位销来对纸板进行开箱、折边、粘合和输送。

背景技术：

已知的是，瓦楞纸箱常在商业活动中使用。在使用中，瓦楞纸箱的供应商通常把纸箱折叠为双层纸板或箱片，以便在运输时减少体积并降低成本。其中，纸箱的前后左右四面互相成环形连接，并且纸箱的顶面和底面典型地分别由两个横向折边和两个纵向折边构成。相邻的折边之间存在缝，并且相邻的折边的长度通常构造为不同的。

在使用纸箱时，工人可人工地将纸箱的纸板展开为筒状，然后分别将位于纸箱的同一侧的横向折边和纵向折边向内折90度，并且然后使用粘合剂或胶带来将各个折边粘结到一起。除了人工操作以外，本领域中还开发了多种纸箱成型机或开箱机，例如中国发明专利CN100534776C中所公开的一种纸箱成型机。现有的纸箱成型机典型地构造为通过吸盘机构6和开箱导杆10的配合来自动地将纸板展开成筒状、由折页机构将各个折边向内折、并且然后由粘合机构来粘合这些折边，从而实现开箱操作的机械化和自动化。然而，现有的开箱装置往往会与纸箱发生摩擦或损伤纸箱，从而导致留下非期望的伤痕。

总结之，现有的纸箱成型机存在结构复杂、造价高昂、运行不可靠、生产效率低等缺陷。因此，本领域中存在着对于更高效率和更可靠的纸箱成型机的持续需求。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一种纸箱成型机，其具有互相配合的可变形机械臂和定位销，以便能够对纸板进行开箱、折边、粘合和输送操作。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

一种纸箱成型机，其包括：

依次设置的纸板供应机构、折边机构、粘合机构和输送机构；其中，纸板供应机构设置在框架的侧面，并且构造为供应未开箱的纸板；折边机构、粘合机构和输送机构设置在框架的下部；

还包括机械臂，其设置在框架的上部；

其中，机械臂包括第一面板和第二面板，第一面板构造为可围绕枢轴来相对于第二面板转动，并且第一面板和第二面板上各自设置有至少一个真空吸盘，并且

纸板供应机构还包括具有定位销的定位机构。

备选地，在由纸板供应机构供应纸板时，定位销构造为面朝在纸板的一侧的第一下部横向折边与第一下部纵向折边之间的间隙，并且还面朝位于纸板的另一侧的第二下部纵向折边。

备选地，定位销的直径构造为小于间隙的宽度，并且定位机构构造为可移动并固定的。

备选地，机械臂包括：

第一臂，其附接到在框架上的水平的第一导轨上；

第二臂，其附接到在第一臂上的垂直的第二导轨上；

第三臂，其附接到在第二臂上的水平的第三导轨是；

连接部，其联接到第三臂上，并且第一面板联接到连接部上；并且

机械臂构造为在纸板供应机构、折边机构和粘合机构之间运动。

备选地，第一面板和第二面板上分别设置有一个或多个用于安装真空吸盘的槽，并且第一面板和第二面板上分别设置有四个真空吸盘。

备选地，机械臂构造为具有第一位置，其中，第一面板和第二面板位于同一平面上，第一面板吸附到纸板的一侧的第一侧面和第一上部横向折边上，并且第二面板吸附到纸板的一侧的第二侧面和第一上部纵向折边上。

备选地，机械臂构造为具有第二位置，其中，第一面板围绕枢轴相对于第二面板转动，并且将纸板的一侧拉离纸板的另一侧，间隙穿过定位销，并且第二下部纵向折边抵靠在定位销上。

备选地，机械臂构造为具有第三位置，其中，第一面板已围绕枢轴转动至与第二面板相垂直，使得纸板完全展开，并且第二下部纵向折边抵靠在定位销上。

备选地，机械臂构造为具有第四位置，其中，机械臂带动纸板朝上运动，使得定位销与第二下部纵向折边脱离接触。

备选地，机械臂还构造为具有第五位置，其中，机械臂将已展开的纸板运送到折边机构来进行折边；机械臂还构造为具有第六位置，其中，机械臂将已折边的纸板运送到粘合机构来进行粘合；并且

机械臂构造为在第一位置、第二位置、第三位置、第四位置、第五位置和第六位置之间循环地运动。

备选地，输送机构包括：

输送滚轴，其设置在粘合机构的输出端；以及

传送带，其设置在输送滚轴处，并且构造为可由致动气缸来升高至高于输送滚轴或下降至低于输送滚轴。

备选地，定位销构造为球头定位销、锥度定位销或板状定位销。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的纸箱成型机具有结构简单、运行稳定、使用寿命长等优点，并且能够使用互相配合的可变形机械臂和定位销来对纸板进行开箱，然后进行进一步的折边、粘合和输送。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本实用新型进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本实用新型范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是本实用新型的纸箱成型机的一个实施例的立体视图。

图2是图1所示实施例的局部放大视图，示出了第一状态下的机械臂。

图3是图1所示实施例的局部放大视图，示出了第二状态下的机械臂。

图4是图1所示实施例的局部放大视图，示出了定位销和纸板的相对位置关系。

图5a至5d是示意性视图，示出了纸板的开箱操作。

图6a至6c是示意性视图，示出了纸板的折边和粘合操作。

图7a至7d是示意性视图，示出了纸板的排出操作。

图8a至图8c是定位销的不同实施例的示意性视图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本实用新型的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本实用新型的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本实用新型的其他实施例。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的部件。

图1是本实用新型的纸箱成型机的一个实施例的立体视图。其中，纸箱成型机100包括框架110、设置于框架110上的机械臂120、设置在框架110侧面的纸板供应机构150、设置在框架110下部并位于纸板供应机构150下游的折边机构140、以及设置在框架110下部并位于折边机构下游的粘合机构130和输送机构131。

更具体而言，框架110的上部设置有第一导轨111，并且机械臂120的第一臂121构造为能够沿第一导轨111在箭头A-A所指示的方向上进行水平运动；第一臂121上设置有未示出的第二导轨，并且机械臂120的第二臂122构造为能够沿第二导轨在在箭头B-B所指示的方向上进行垂直运动；此外，第二臂122上还设置有未示出的第三导轨，并且机械臂120的第三臂123构造为能够沿第三导轨在箭头C-C所指示的方向上进行水平运动。第三臂123上设置有连接部124，并且第一面板125a和第二面板125b附接到连接部124上。其中，第一面板125a和第二面板125b中的至少一个构造为可相对于彼此进行枢转。

此外，纸板供应机构150包括：定位机构151、第一纸板定位部152a、第二纸板定位部152b、第三纸板定位部152c和底座153。纸板供应机构150设置在框架110的一侧上，在从上方往下看时，纸板供应机构150和框架110形成了大致“L”形的构造。

出于清楚的目的，图1中并未示出与各个部件联接的一些动力源、真空泵、控制器、导线、管等部件。然而，本领域技术人员已经清晰地知晓如何布置并联接这些部件。

图2是图1所示实施例的局部放大视图，示出了第一状态下的机械臂。其中，第一面板125a联接到连接部124上，并且第二面板125b通过枢轴126来可枢转地联接到到连接部124上。在图示的状态下，第一面板125a和第二面板125b大致保持在同一平面上。

第一面板125a和第二面板125b上设置有多个槽128，并且各自具有若干个通过槽128联接的真空吸盘127。在图示的实施例中，第一面板125a和第二面板125b分别具有分散布置的四个吸盘127。然而，根据实际需要，本领域技术人员也可布置多于或少于四个的吸盘，或者将吸盘设置在第一面板125a和第二面板125b上的其他位置处。

图3是图1所示实施例的局部放大视图，示出了第二状态下的机械臂。其中，第一面板125a已经围绕枢轴126进行了枢转，使得第一面板125a和第二面板125b大致相互垂直。

图4是图1所示实施例的局部放大视图，示出了定位销和纸板的相对位置关系。具体而言，图4是从图1中箭头X所示的方向上看到的局部视图，并且纸板200已经布置在纸板供应机构150上。如下文更详细地解释的那样，定位机构151上设置有定位销151a，并且定位销151a设置为面朝在第一下部横向折边221与第一下部纵向折边222之间的间隙241，并且还面朝位于间隙241另一侧的第二下部纵向折边224。并且如图所示，定位销151a的直径构造为小于间隙241的宽度，使得定位销151a能够穿过间隙241。

图5a至5d是示意性视图，示出了纸板的开箱操作。以下将结合图2、3、4、5a至5b来解释本实用新型的纸箱成型机的工作原理。如图4和图5a中所示，纸板200放置在纸板供应机构150上。纸板200的一侧包括第一侧面211和第二侧面212。另外，第一下部横向折边221和第一上部横向折边231联接到第一面的上下边缘上，第一下部纵向折边222和第一上部纵向折边233联接到第二面的上下边缘上，它们之间的分界线由图5a中的虚线大致示出。容易理解的是，纸板200的另一侧也包含与图5a中对称的结构。定位销151a为面朝在第一下部横向折边221与第一下部纵向折边222之间的间隙241，并且还面朝位于纸板200的另一侧的第二下部纵向折边224。

第一侧面211和第二侧面212的水平尺寸典型地构造为不同的，例如，在图5a中所示的实施例中，第一侧面211的水平尺寸要小于第二侧面212的水平尺寸，使得定位销151a能够面朝位于纸板200的另一侧的第二下部纵向折边224。

图5a中还示意性地示出了处于第一状态下的机械臂120的一部分。具体而言，未示出的控制系统操作第一臂121、第二臂122和第三臂123进行运动，以便将第一面板125a和第二面板125b移动至能够吸附纸板200的位置。此时，第一面板125a和第二面板125b大致位于同一平面上，也即处于图2中所示的位置关系状态下。第一面板125a吸附到纸板200的一侧的第一侧面211和第一上部横向折边231上，并且第二面板125b吸附到纸板200的第二侧面212和第一上部纵向折边233上。图5a至5d中用第一面板125a和第二面板125b上的圆圈示意性地示出了各个吸盘127的位置。

在第一面板125a和第二面板125b已吸附到纸板200的一侧上之后，未示出的控制系统操作机械臂120来进入图5b中所示的状态，其中，第一面板125a已围绕枢轴126相对于第二面板125b进行了一定程度的枢转，但是第一面板125a并未达到与第二面板125b相垂直的程度。此时，第一面板125a和第二面板125b拉拽着纸板200的一侧相对于框架110向外运动，使得间隙241穿过定位销151a，并且定位销151a大致抵靠在纸板200另一侧的第二下部纵向折边224上。由于定位销151a相对于框架110固定，故定位销151a将把纸板200的另一侧相对于框架110保持为大致静止，从而与第一面板125a和第二面板125b配合来将纸板200的一侧拉出而进行开箱。

当第一面板125a已围绕枢轴126相对于第二面板125b旋转了大致90度之后，将到达图5c中所示的状态。其中，第一面板125a和第二面板125b大致为互相垂直的，也即如图3中所示的位置关系。此时，定位销151a仍然大致抵靠在纸板200另一侧的第二下部纵向折边224上。

然后，如图5d中所示，机械臂120带动纸板200在如由箭头E所指示的方向上运动，使得定位销151a与纸板200另一侧的第二下部纵向折边224脱离接触。机械臂120可进一步运动，以便将纸板200从纸板供应部150移动至折边机构140。

图6a至6c是示意性视图，示出了纸板的折边和粘合操作。出于清楚的目的，图6a至6c中并未示出第一面板125a和第二面板125b。然而，容易理解的是，在图6a和6b的操作中，第一面板125a和第二面板125b可吸附在如图5a至5d中所示出的位置上，从而由机械臂120带动纸板200运动。

如图6a中所示，首先分别将纸板200的第一下部横向折边221和第二下部横向折边223在箭头G1和G2所示的方向上进行折叠。然后如图6b中所示，纸板200的第一下部纵向折边222和第二下部纵向折边224分别在箭头H1和H2所示的方向上进行折叠。上述操作优选地在折边机构140处执行，由于折边机构140的具体结构和操作方法是本领域技术人员所熟悉的，故本实用新型不再对其具体结构和步骤进行描述。

在折叠或折边操作完成之后，机械臂120带动纸板200进一步运动至粘合机构130处，然后机械臂120松开，并且纸板200在箭头I所指示的方向上由粘合机构130带动运动，并且将设置在胶带组件300将胶带301粘合到纸板200上。在此过程中，纸板200的第一下部纵向折边222、第二下部纵向折边224、第一侧面211和未示出的第三侧面粘合到一起，从而大致形成开口的纸箱。

然后，机械臂120可进一步将开口的纸箱运送至图1中所示的输送机构131，以便开口的纸箱能够输送到下一个生产工位上来进行其他操作。备选地，机械臂120也可仅将开口的纸箱运送至粘合机构130，然后由粘合机构130将开口的纸箱运送至输送机构131。机械臂120可撤销真空吸附来放下纸箱，并且然后移动回纸板供应机构150处来进行下一轮操作。

图7a至7d是示意性视图，示出了纸板的排出操作。如图7a-7d中所示，输送机构131包括多个输送滚轴132，以及设置在输送滚轴132之间的可升降的传送带133，传送带133联接到未示出的致动气缸上，并且可由致动气缸进行致动来在垂直方向上升高至高出输送滚轴132，或降低至低于输送滚轴132。

当期望的是纸箱200从框架110的一端离开时，如图7a中所示，传送带133安置在输送滚轴132下方，使得纸箱200在经过粘合机构130继续运动，以便从框架110的一端离开并提供至自动化生产线的后续工位。

当期望纸箱200从框架110的两侧离开时，如图7b中所示，未示出的致动气缸致动，以便使传送带133上升至高于输送滚轴132，并且将纸箱200抬高离开输送滚轴132。然后，传送带133可致动，来引导纸箱200向左(图7c)或向右(图7d)运动。因此，纸箱200也可在排出框架110的一侧并提供至自动化生产线的后续工位。

可选地，第二纸板定位部152b和第三纸板定位部152c大致设置为相互平行的，并且它们之间的距离可调整，以便适应不同的纸板类型。类似地，定位机构151也构造为可移动并固定的，以便能够面对不同类型的纸板上的间隙。

可选地，第二纸板定位部152b和第三纸板定位部152c可构造为朝向框架110倾斜的，使得堆叠的纸板能够在重力的作用下逐步地移动到待开箱的位置上。

可选地，本实用新型的纸箱成型机的框架可由铝或铝合金制成，从而降低了整机的重量。一些部件可采用不锈钢或其他材料来制成。在本实用新型的一个实施例中，整个纸箱成型机的重量不超过350kg，从而方便纸箱成型机的搬运和安装。

图8a至图8c是定位销的不同实施例的示意性视图。可选地，除了图4中所示的形状外，定位销151a还可构造为球头定位销(图8a)、锥度定位销(图8b)或板状定位销(图8c)等合适的形状。定位销151a还可根据实际需要构造为具有不同的尺寸和定向。

由于本实用新型的纸箱成型机采用机械臂120来运送纸板，并且机械臂120的驱动装置可设置在框架110的上部，使得框架110下部的空间中无需设置大体积的驱动装置，从而降低了粘合剂构130和输送机构131的高度。相对于现有的纸箱成型机，输送机构131的高度可降低200-300mm。类似地，纸板供应机构150的高度也可降低，例如低值480mm，从而有利于添加纸板的作业。同时，本实用新型的纸箱成型机的构造还有效地减少了空间的占用，并且有效地减少了对纸箱可能造成的损伤。

与现有技术的纸箱成型机相比，本实用新型的纸箱成型机进行了诸多改进，例如，通过带吸盘127的机械臂120来获取纸板200、通过机械臂120上的面板的相对运动来将纸板200展开为具有矩形横截面，并且在吸盘127吸附的状态下移动已经展开的纸箱，从而有效地提高了开箱成功率，例如高达99%。

另外，通过本实用新型的纸箱成型机的机械臂120的构造，可以有效地防止展开的纸板200在运送过程中变形为形成平行四边形横截面，还可防止纸板200的底面发生偏离、相邻的折边之间发生干涉、胶带301粘结偏离或不当等缺陷。

容易理解的是，本实用新型的纸箱成型机可通过控制系统或控制器来实现全自动化，并且适应于不同类型和尺寸的纸箱或纸板，从而有效地提高了纸箱的生产率。此外，纸箱成型机的调试和校准可通过调整控制系统或控制器中的参数或配置来进行，从而有效地提高了调试和校准的效率。

在本实用新型的一个实施例中，纸板供应机构150适应于供应各种尺寸的纸板，最后所得的纸箱产品的典型尺寸为长300-600mm、宽175-350mm、高200-400mm。同时，纸箱成型的速度可达每分钟7个左右。

由于本领域中所使用的不同型号的纸箱的尺寸是确定的，故可根据纸箱的型号来计算出定位销151a的位置，也可将已预先计算出的定位销151a的位置存储在控制系统中，以便由用户在需要时调用或获取。

本领域技术人员将认识到的是，本实用新型的纸箱成型机可构造为设置在自动化生产线上，并且将所制成的纸箱输送至自动化生产线以用于包装或其他目的。

根据本实用新型的公开内容，本领域技术人员可容易地获得包含本实用新型的纸箱成型机的自动化生产线。

本说明书参考附图来公开本实用新型，并且还使本领域中的技术人员能够实施本实用新型，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本实用新型的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本实用新型请求保护的技术方案所确定的保护范围内。