一种适用于多尺寸纸板容器装订工艺的弯折成型装置

本实用新型属于包装技术领域，尤其是涉及一种适用于多尺寸纸板容器装订工艺的弯折成型装置。

背景技术：

包装行业作为一种服务类制造产业，是国民经济与社会发展的重要支撑力量。现如今，我国已成为世界包装产品生产和消费第二大国，包装行业整体年收入直逼20000亿元大关，其行业主营业务之一的“纸及纸板容器”板块年创收近4000亿元，占比达总产值的20％，远高于其他细分业务。历经多年的发展，纸板容器良好的包装效果获得了市场和用户普遍的认可和好评，涉及的业务领域范畴正变得愈加宽泛、细致和深入。对纸板容器生产商而言，在订单越变越多的同时，随之而来的还有在容器制作装订的品质、尺寸、规格等方面所面临的越来越高的质量和精度要求。

这既是机遇又是挑战。原因在于，大多数纸板容器生产厂家都是通过购买和引进市面上现有加工设备进行生产和使用的，自身并不具备对装备进行设计研发和技术改造的能力，而已投产加工设备的原有精度决定并限制了加工产品的精度。这意味着，为进一步提高生产纸板容器的品质，可供选择的有效途径往往是从设备制造商处购买新型装备或对老旧机器进行大规模改造。但目前市面上单条自动纸板容器装订作业线的价格普遍在100万左右，国际驰名品牌的售价更是达到了200万，那么选择这条途径无疑会大幅增加企业的运营成本和负担，是绝大部分中小型纸板容器生产厂家所不能承受的。因此，虽然企业决策者能够充分认识到市场的发展趋势与行业的未来走向，但在巨额费用造成的压力面前，难免望洋兴叹，大有力不从心之感。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种适用于多尺寸纸板容器装订工艺的弯折成型装置，具有成本低、精度高的特点，适合应用在生产大批量、多尺寸纸板容器时所需瓦楞纸板的弯折成型作业。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种适用于多尺寸纸板容器装订工艺的弯折成型装置，包括含有上层横梁、中层横梁与下层横梁的主机架、多尺寸卡尺机构、物料传送机构和多个柔性执行单元；

所述的多尺寸卡尺机构安装在主机架的上层横梁上，是调节用于制作容器的纸板的成型基准；所述的物料传送机构安装在主机架的上层横梁上，所述的多尺寸卡尺机构设置在物料传送机构的正上方，多个柔性执行单元两两一组成对布置在主机架的中层横梁上，且位于用于制作容器的纸板的底部，同一组柔性执行单元对应一组成型夹具；同一组柔性执行单元的两个柔性执行单元分别设置在用于制作容器的纸板的前后两侧；

所述的物料传送机构接收、传送用于制作容器的纸板自多尺寸卡尺机构依次经过多组柔性执行单元，柔性执行单元上的成型夹具配合所述多尺寸卡尺机构对用于制作容器的纸板弯折成型。

进一步的，所述柔性执行单元为多连杆成型结构，包括弯折连杆、中央连接轴c、中央连接轴b、左侧短连杆、右侧短连杆、左侧长连杆、右侧长连杆、中央连接轴a、中央连杆、中央连接轴d、左侧过渡连杆、右侧过渡连杆、左侧连接轴b、右侧连接轴b、左侧基座、右侧基座、左侧连接轴a、右侧连接轴a、从动齿扇、主动齿轮和伺服减速电机；

所述伺服减速电机固定在主机架的下层横梁上，伺服减速电机的输出轴与主动齿轮相连，

所述主动齿轮、从动齿扇、中央连杆和弯折连杆的中心平面位于同一竖直平面内，此竖直平面即为多连杆成型结构的对称中心平面；

所述左侧基座和右侧基座以多连杆成型结构的对称中心平面为基准呈左右对称放置，并固定在主机架的中层横梁上；

左侧长连杆和右侧长连杆通过各自中下部的孔位分别与左侧连接轴a、右侧连接轴a固定连接并通过左侧连接轴a、右侧连接轴a分别与左侧基座、右侧基座下部的轴孔相连；

所述从动齿扇位于左侧长连杆和右侧长连杆之间，从动齿扇通过自身的孔位分别与左侧长连杆和右侧长连杆底部的孔位固定安装，并通过与主动齿轮的啮合作用带动左侧长连杆围绕左侧连接轴a在左侧基座下部的轴孔中旋转，同时带动右侧长连杆围绕右侧连接轴a在右侧基座下部的轴孔中旋转；

左侧长连杆和右侧长连杆通过各自中上部的孔位分别与中央连接轴a的两端固定连接，中央连接轴a的中部与中央连杆的尾端轴孔相连；

左侧长连杆和右侧长连杆通过各自顶部的孔位分别与中央连接轴b的两端固定连接，中央连接轴b的中部与弯折连杆的尾端轴孔相连；

弯折连杆的首端轴孔与中央连接轴c的中部相连，所述中央连接轴c的两端分别与左侧短连杆、右侧短连杆的首端孔位固定安装；

左侧短连杆和右侧短连杆通过各自的尾端孔位与中央连接轴d固定连接，中央连接轴d中部与中央连杆的首端轴孔相连，中央连接轴d的两端分别与左侧过渡连杆及右侧过渡连杆的首端轴孔相连；左侧短连杆和右侧短连杆对称设置在中央连杆的首端轴孔两侧；

左侧过渡连杆和右侧过渡连杆通过各自的尾端孔位分别与左侧连接轴b、右侧连接轴b固定连接并通过左侧连接轴b、右侧连接轴b分别与左侧基座、右侧基座上部的轴孔相连。

进一步的，所述多尺寸卡尺机构包括两个平行设置的桥式横梁、框式纵梁、齿条卡尺a和齿条卡尺b，所述框式纵梁包括纵梁和固设在纵梁下部的若干竖直框架，两个平行设置的桥式横梁分别固设在纵梁的左右两端，两个桥式横梁均固安装在主机架的上层横梁上，两个齿条卡尺平行设置在纵梁的前后两侧；

齿条卡尺a和齿条卡尺b的结构相同，且均包括卡尺结构、齿条结构和滑轨结构，每个齿条卡尺的所述滑轨结构和齿条结构均与框式纵梁的相对应竖直框架形成滑动副，且每一所述齿条结构与各自对应的伺服齿轮相啮合，在各自对应的伺服电机的驱动下带动齿条卡尺a和齿条卡尺b沿着滑动副整体移动调节两个卡尺结构之间的横向间距。

进一步的，所述齿条结构和滑轨结构沿各自卡尺结构的长度方向布置，且齿条结构和滑轨结构平行设置，若干所述竖直框架包括四个窄框架和两个宽框架，且四个窄框架两两一组设置，两组窄框架与两个宽框架交叉设置，两个齿条卡尺的滑轨结构在其中一组窄框架内滑动设置，两个齿条卡尺的齿条结构在其中另一组窄框架内滑动设置，两个所述伺服电机分别安装在两个宽框架内。

进一步的，在位于出纸端处的桥式横梁上前后布置两个镇压滚轮，两个镇压滚轮与齿条卡尺a和齿条卡尺b的位置相适应。

进一步的，所述物料传送机构包括传动电机、物料传送主动轴、物料传送带和物料传送从动轴；

所述物料传送主动轴和物料传送从动轴转动设置在主机架上层横梁的左右两端，所述物料传送带配合物料传送主动轴和物料传送从动轴，所述物料传送主动轴通过带传动机构与传动电机连接，传动电机通过带传动机构带动物料传送主动轴转动，物料传送主动轴带动物料传送带传送制作容器的纸板弯折成型。

进一步的，每一成型夹具均包括成型板和支撑座，所述的成型板倾斜设置在支撑座上，所有成型板均朝向进纸端倾斜，每一成型夹具均通过支撑座安装在相应对应多连杆成型结构的弯折连杆上。

进一步的，所述柔性执行单元设置三组，共6个，相应的成型夹具也设置三组，分别为成型夹具a与成型夹具d；成型夹具b与成型夹具e；成型夹具c与成型夹具f；所述成型夹具a与成型夹具d互为对称结构，所述成型夹具b与成型夹具e互为对称结构，所述成型夹具c与成型夹具f互为对称结构。

进一步的，所述成型夹具a、成型夹具b和成型夹具c同侧放置，所述成型夹具d、成型夹具e和成型夹具f7同侧放置，三组成型夹具沿进纸端向出纸端方向依次布置，且三组成型夹具的同组成型板形成的夹角沿进纸端向出纸端方向逐渐减小。

进一步的，所述弯折成型装置还包括控制多尺寸卡尺机构、物料传送机构和多个柔性执行单元动作的电控系统。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种适用于多尺寸纸板容器装订工艺的弯折成型装置具有以下优势：

本实用新型所述的一种适用于多尺寸纸板容器装订工艺的弯折成型装置，其内部组件中的多尺寸卡尺机构和多连杆成型机构具有自动变形功能，能够针对综合尺寸在700-2000mm范围内的制箱纸板选择最为合适的形状和弯折夹具位置，从而实现精确、细致的弯折成型作业，可有效保证生产纸板容器的尺寸和形状精度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种适用于多尺寸纸板容器装订工艺的弯折成型装置的总体布局示意图；

图2为本实用新型中柔性执行单元的正面结构示意图；

图3为本实用新型中柔性执行单元的反面结构示意图；

图4为多尺寸卡尺机构的结构示意图；

图5为物料传送机构的结构示意图；

图6为成型夹具的结构示意图；

图7为本实用新型实施例所述的一种适用于多尺寸纸板容器装订工艺的弯折成型装置的工作过程示意图。

附图标记说明：

1-主机架；

2-柔性执行单元；2.1-主动齿轮；2.2-伺服减速电机；2.3-从动齿扇；2.4-紧固销轴；2.5-左侧长连杆；2.6-左侧连接轴a；2.7-左侧基座；2.8-中央连接轴a；2.9-中央连杆；2.10-左侧过渡连杆；2.11-中央连接轴b；2.12-左侧短连杆；2.13-中央连接轴c；2.14-弯折连杆；2.15-右侧短连杆；2.16-右侧过渡连杆；2.17-中央连接轴d；2.18-右侧长连杆；2.19-右侧连接轴a；2.20-右侧基座；2.21-右侧连接轴b；2.22-左侧连接轴b；

3-多尺寸卡尺机构；3.1-桥式横梁；3.2-镇压滚轮；3.3-齿条卡尺a；3.4-齿条卡尺b；3.5-框式纵梁；3.6-伺服电机；3.7-伺服齿轮；

4-成型夹具a；

5-物料传送机构；5.1-传动从动轮；5.2-传动带；5.3-物料传送主动轴；5.4-传动主动轮；5.5-传动电机；5.6-物料传送带；5.7-物料传送从动轴；

6-成型夹具c；7-成型夹具f；8-成型夹具b；9-成型夹具e；10-成型夹具d；

11-电控系统；

12-纸板e；13-纸板d；14-纸板c；15-纸板b；16-纸板a。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-图6所示，一种适用于多尺寸纸板容器装订工艺的弯折成型装置，包括含有上层横梁、中层横梁与下层横梁的主机架1、多尺寸卡尺机构3、物料传送机构5和多个柔性执行单元2及控制多尺寸卡尺机构3、物料传送机构5和多个柔性执行单元2动作的电控系统11，电控系统11固定在主机架1的下层横梁上；

所述的多尺寸卡尺机构3安装在主机架1的上层横梁上，是调节用于制作容器的纸板的成型基准；所述的物料传送机构5安装在主机架1的上层横梁上，所述的多尺寸卡尺机构3设置在物料传送机构5的正上方，多个柔性执行单元2两两一组成对布置在主机架1的中层横梁上，且位于用于制作容器的纸板的底部，同一组柔性执行单元2对应一组成型夹具；同一组柔性执行单元的两个柔性执行单元2分别设置在用于制作容器的纸板的前后两侧；

所述的物料传送机构5接收、传送用于制作容器的纸板自多尺寸卡尺机构3依次经过多组柔性执行单元2，柔性执行单元2上的成型夹具配合所述多尺寸卡尺机构3对用于制作容器的纸板弯折成型。

所述柔性执行单元2为多连杆成型结构，包括弯折连杆2.14、中央连接轴c2.13、中央连接轴b2.11、左侧短连杆2.12、右侧短连杆2.15、左侧长连杆2.5、右侧长连杆2.18、中央连接轴a2.8、中央连杆2.9、中央连接轴d2.17、左侧过渡连杆2.10、右侧过渡连杆2.16、左侧连接轴b2.22、右侧连接轴b2.21、左侧基座2.7、右侧基座2.20、左侧连接轴a2.6、右侧连接轴a2.19、紧固销轴2.4、从动齿扇2.3、主动齿轮2.1和伺服减速电机2.2；

伺服减速电机2.2位于多连杆成型结构的底部，是整个机构的动力元件，伺服减速电机2.2的输出轴与主动齿轮2.1相连，可根据多连杆成型结构在主机架1上的具体安装位置适时采取偏左或偏右放置，所述伺服减速电机2.2通过自身的法兰固定在主机架1的下层横梁上；

所述主动齿轮2.1、从动齿扇2.3、中央连杆2.9和弯折连杆2.14的中心平面位于同一竖直平面内，此竖直平面即为多连杆成型结构的对称中心平面；

所述左侧基座2.7和右侧基座2.20以多连杆成型结构的对称中心平面为基准呈左右对称放置，并通过螺纹连接固定在主机架1的中层横梁上；

左侧长连杆2.5和右侧长连杆2.18通过各自中下部的孔位分别与左侧连接轴a2.6、右侧连接轴a2.19固定连接并通过左侧连接轴a2.6、右侧连接轴a2.19分别与左侧基座2.7、右侧基座2.20下部的轴孔通过轴承相连；

所述从动齿扇2.3位于左侧长连杆2.5和右侧长连杆2.18之间，从动齿扇2.3通过自身的孔位通过紧固销轴2.4分别与左侧长连杆2.5和右侧长连杆2.18底部的孔位固定安装，并通过与主动齿轮2.1的啮合作用带动左侧长连杆2.5围绕左侧连接轴a2.6在左侧基座2.7下部的轴孔中旋转，同时带动右侧长连杆2.18围绕右侧连接轴a2.19在右侧基座2.20下部的轴孔中旋转；

左侧长连杆2.5和右侧长连杆2.18通过各自中上部的孔位分别与中央连接轴a2.8的两端固定连接，中央连接轴a2.8的中部通过轴承与中央连杆2.9的尾端轴孔相连；

左侧长连杆2.5和右侧长连杆2.18通过各自顶部的孔位分别与中央连接轴b2.11的两端固定连接，中央连接轴b2.11的中部通过轴承与弯折连杆2.14的尾端轴孔相连；

弯折连杆2.14的首端轴孔通过轴承与中央连接轴c2.13的中部相连，所述中央连接轴c2.13的两端分别与左侧短连杆2.12、右侧短连杆2.15的首端孔位固定安装；

左侧短连杆2.12和右侧短连杆2.15通过各自的尾端孔位与中央连接轴d2.17固定连接，中央连接轴d2.17中部通过轴承与中央连杆2.9的首端轴孔相连，中央连接轴d2.17的两端分别与左侧过渡连杆2.10及右侧过渡连杆2.16的首端轴孔相连；左侧短连杆2.12和右侧短连杆2.15对称设置在中央连杆2.9的首端轴孔两侧；

左侧过渡连杆2.10和右侧过渡连杆2.16通过各自的尾端孔位分别与左侧连接轴b2.22、右侧连接轴b2.21固定连接并通过左侧连接轴b2.22、右侧连接轴b2.21分别与左侧基座2.7、右侧基座2.20上部的轴孔通过轴承相连。

所述多尺寸卡尺机构3包括两个平行设置的桥式横梁3.1、框式纵梁3.5、齿条卡尺a3.3和齿条卡尺b3.4，桥式横梁3.1是多尺寸卡尺机构3的支承结构；

所述框式纵梁包括纵梁和固设在纵梁下部的若干竖直框架，两个平行设置的桥式横梁3.1分别固设在纵梁的左右两端，两个桥式横梁3.1均固安装在主机架1的上层横梁上，两个齿条卡尺平行设置在纵梁的前后两侧；

齿条卡尺a3.3和齿条卡尺b3.4的结构相同，且均包括卡尺结构、齿条结构和滑轨结构，卡尺结构是进行纸板弯折成型作业的基准，每个齿条卡尺的所述滑轨结构和齿条结构均与框式纵梁3.5的相对应竖直框架形成滑动副，且每一所述齿条结构与各自对应的伺服齿轮3.7相啮合，在各自对应的伺服电机3.6的驱动下带动齿条卡尺a3.3和齿条卡尺b3.4沿着滑动副整体移动调节两个卡尺结构之间的横向间距。

所述齿条结构和滑轨结构沿各自卡尺结构的长度方向布置，且齿条结构和滑轨结构平行设置，若干所述竖直框架包括四个窄框架和两个宽框架，且四个窄框架两两一组设置，两组窄框架与两个宽框架交叉设置，两个齿条卡尺的滑轨结构在其中一组窄框架内滑动设置，两个齿条卡尺的齿条结构在其中另一组窄框架内滑动设置，两个所述伺服电机3.6通过自身的法兰分别安装在两个宽框架内。

在位于出纸端处的桥式横梁上前后布置两个镇压滚轮3.2，具体为：两个镇压滚轮3.2通过出纸端处的桥式横梁3.1水平面上的孔位进行安装，两个镇压滚轮3.2与齿条卡尺a3.3和齿条卡尺b3.4的位置相适应，两个镇压滚轮3.2的设置是对已弯折成型的纸板容器进行滚压镇实，加深折痕，增加纸板弯折后的平整性和可靠性。

所述物料传送机构5包括传动电机5.5、物料传送主动轴5.3、物料传送带5.6和物料传送从动轴5.7；

所述物料传送主动轴5.3和物料传送从动轴5.7转动设置在主机架1上层横梁的左右两端，所述物料传送带5.6配合物料传送主动轴5.3和物料传送从动轴5.7，所述物料传送主动轴5.3通过带传动机构与传动电机5.5连接，传动电机5.5通过带传动机构带动物料传送主动轴5.3转动，物料传送主动轴5.3带动物料传送带5.6传送制作容器的纸板弯折成型；带传动机构包括传动主动轮5.4、传动从动轮5.1和传动带5.2，所述的传送带5.2套设在传动主动轮5.4和传动从动轮5.1上，所述的传送主动轮5.4固定在传动电机5.5的输出轴上，所述传动从动轮5.1固定在物料传送主动轴5.3上。

每一成型夹具均包括成型板和支撑座，所述的成型板倾斜设置在支撑座上，所有成型板均朝向进纸端倾斜，每一成型夹具均通过支撑座安装在相应对应多连杆成型结构的弯折连杆上。

所述柔性执行单元2设置三组，共6个，相应的成型夹具也设置三组，共6个，分别为成型夹具a4与成型夹具d10；成型夹具b8与成型夹具e9；成型夹具c6与成型夹具f7；所述成型夹具a4与成型夹具d10互为对称结构，所述成型夹具b8与成型夹具e9互为对称结构，所述成型夹具c6与成型夹具f7互为对称结构。

所述成型夹具a4、成型夹具b8和成型夹具c6同侧放置，即放置在成型装置的前侧，所述成型夹具d10、成型夹具e9和成型夹具f7同侧放置，即放置在成型装置的后侧，三组成型夹具沿进纸端向出纸端方向依次布置，且三组成型夹具的同组成型板形成的夹角沿进纸端向出纸端方向逐渐减小，利于对纸板容器的弯折成型。

主机架1是整个弯折成型装置的结构主体，负责安装和固定其他所有零部件；多尺寸卡尺机构3是装置开展纸板容器弯折成型作业的基准，其通过螺纹连接安装在主机架1的上层横梁上，可根据待制容器的纸板尺寸和规格调节自身的结构形状，以满足多尺寸纸板容器的生产需要；物料传送机构5负责接收、传送和输出用于制作容器的纸板，其内部组成部分中的物料传送轴通过轴承安装在主机架1的上层横梁上，而其内部组成部分中的传动电机通过螺纹连接安装在主机架1的中层横梁上；多连杆成型结构是整个装置的柔性执行单元2，其内部组成部分中的基座通过螺纹连接安装在主机架1的中层横梁上，而其内部组成部分中的伺服减速电机通过法兰安装在主机架1的下层横梁上，多连杆成型结构可根据自身实际安装位置的特点分别和所对应的成型夹具a4、b8、c6、d10、e9、f7通过螺纹连接相连，并与多尺寸卡尺机构3相互配合使用，完成对纸板容器的弯折成型作业；电控系统11是整个装置的控制核心，通过螺纹连接安装在主机架1的下层横梁上，负责接收操作人员的工作指令并控制各零部件按要求进行动作以实现相应的弯折成型作业。

该装置主要面向中小企业客户，具有成本低、精度高的特点，适合应用在生产大批量、多尺寸纸板容器时所需瓦楞纸板的弯折成型作业，能够解决目前该领域范围内普遍存在的包装箱型号规格单一、换单工序间隔耗时长、装订缝尺寸偏差大、不良品率高等实际问题。

本实用新型所涉及的弯折成型装置的工作过程示意如图7所示，其具体工作过程如下：

(1)操作人员将待制纸板容器的纸板a16的尺寸和规格信息输入至电控系统11中；

(2)电控系统11将根据接收到的信息控制多尺寸卡尺机构3进行动作，使得齿条卡尺a3.3和齿条卡尺b3.4移动到合适的位置作为纸板弯折成型作业的基准；

(3)电控系统11将根据接收到的信息依次控制与成型夹具a4、成型夹具b8、成型夹具c6、成型夹具d10、成型夹具e9、成型夹具f7配套使用的多连杆成型结构进行动作，使得上述六件成型夹具具有合适的位姿以做好纸板弯折成型作业的准备；

(4)电控系统11将控制物料传送机构5进行运转，令物料传送带5.6按照图7所示的进纸方向运送纸板a16，在逐次经过三组成型夹具的弯折成型作业后依次形成纸板b15、纸板c14及纸板d13，最终输出成品即纸板e12的形态输出到下一道制作工艺。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。