一种自动包装机的制作方法

本发明属于自动包装机械技术领域，涉及一种自动包装机。

背景技术：

纸箱包装机械是随着相关科学技术及现代物流业发展而发展起来，集机、电、气为一体，在生产过程中把经过内包装的商品装入箱子的机械，是产品包装实现机械化、自动化的关键之一。随着快递行业的发展对商品包装需求量的激增，以及社会老龄化带来的劳动力不足，商品包装作业自动化成为当前快递行业发展的必由之路。国外包装机制造成本高，远远超出中国农民的购买能力，不适合大量进口推广。因此，应该吸取国外的先进技术和经验，提高自己的技术水平和工艺水平，设计和制造出适合中国国情的高性能的包装机具有较大的现实意义。本发明研制了一种主要针对网店店主等创业人员在创业初期的用于包装多种材质、尺寸和形状商品的个性化机械装置。该设备主要有机械、气动及控制等部分组成，其中控制部分是保证该纸箱包装机正常、可靠运行的关键。所设计的包装机中的纸箱提取、纸箱折页等机构在包装机中占有十分重要的地位，它是包装机的重要组成部分，对包装性能的保证有着重要的意义。同时通过对包装机机构创新和改进，设计出一种能够对多种型号的立体纸箱产品进行自定心及封口的机构，从而使纸箱包装机封口机构标准化、通用化、系列化，降低包装成本，提高企业综合竞争力，推动包装行业的发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动包装机。

本发明包括机架、纸箱储存切换模块、下封箱模块、封口顶升模块、上封箱模块和取货小车。纸箱储存切换模块设置在机架的一侧，与下封箱模块对接；下封箱模块和封口顶升模块设置在机架另一侧底部，上封箱模块设置在下封箱模块上方。下封箱模块和上封箱模块旁设置有封口顶升模块。取货小车用于将货物运送至纸箱内。

所述的纸箱储存切换模块，包括转塔式快速切换机构、三个纸箱储存机构和锁紧机构。转塔式快速切换机构设置在机架一侧中部，纸箱储存机构设置在转塔式快速切换机构的三个端点，锁紧机构设置在机架另一侧底部，能够锁紧纸箱储存机构。

所述的转塔式快速切换机构，包括三角形转盘，三个纸箱存储机构分别设置在转塔式快速切换机构三角形转盘的三个顶点。所述的三角形转盘中部设置有电机。

所述的纸箱存储机构，包括导轨、压板、横梁、斜向导轨。导轨中部设置有横梁，通过设置在导轨侧边的调节旋钮调节横梁的高度来放置不同规格的纸箱，并对纸箱进行垂直方向的限位；在横梁中间位置设置有弹性挡针，用于控制下封箱模块选取单个纸箱。斜向导轨与导轨垂直设置，斜向导轨中部竖直设置有压板；斜向导轨左右两边设置有左右条形挡片，左右条形挡片可沿斜向导轨滑动。

所述的锁紧机构，包括固定架和小型气缸。固定架通过轴承设置在机架上，一端与小型气缸连接，与下封箱模块取箱成型机构中的固定板的上底平行设置。固定架在小型气缸的作用下转动。

所述的下封箱模块，包括取箱成型机构、下折页机构、高度限位机构和胶带下封箱机构。取箱成型机构与锁紧机构平行设置；下折页机构的一端设置有取箱成型机构，另一端设置有胶带下封箱机构；高度限位机构设置在下折页机构的上方。

所述的取箱成型机构包括设置在机架上的固定板、连杆、横杆。固定板通过导滑条安装在机架上，通过电机和皮带轮可沿机架水平移动。连杆垂直设置在固定板上，连杆的一端固定设置在固定板上，另一端设置有可沿连杆转动的横杆；横杆一端设置在连杆上，另一端上设置有金属板，金属板上均匀设置有四到六个吸盘。所述的固定架上设置有磁性支架。所述的横杆通过气动装置带动金属板90°旋转。

所述的下折页机构,包括第一短边折页构件和第一长边折页构件；第一短边折页构件设置在横杆上；第一长边折页构件设置在机架上。所述的高度限位机构,包括纸箱压板，纸箱压板设置在机架上，位于第一长边折页构件的上方。纸箱压板在电机的作用下沿丝杆上下移动。所述的第一短边折页构件在气缸作用下可沿安装点90°转动。

所述的高度限位机构,包括设置在机架上的纸箱压板，位于长边折页构件的上方，在电机的作用下沿丝杆上下移动，在垂直方向对纸箱进行限位。所述的纸箱压板上设置有力触发传感器。

所述的胶带下封箱机构，包括第二短边折页构件和胶带封箱下封箱构件。第二短边折页构件设置在第一长边折页构件与胶带封箱下封箱构件之间。胶带封箱下封箱构件固定设置在纸箱输送机构输送带中间。

所述的封口顶升模块,包括纸箱输送机构。

所述的纸箱输送机构，包括输送支架、两个输送带和光杠，两个输送带设置在输送支架上，输送支架设置在光杠上，光杠设置在机架上，通过两个气缸带动输送机构沿光杠垂直移动，通过电机正反转控制输送带对纸箱进行水平移动。所述的输送带通过位置传感器启动或停止输送；两个输送带能够向中移动。

所述的上封箱模块，包括上折页机构和胶带上封箱机构。

所述的上折页机构，包括第三短边折页构件、第二长边折页构件和第四短边折页构件；第三短边折页构件、第二长边折页构件和第四短边折页构件均设置在机架上。第三短边折页构件为底部倾斜的固定支架，一端设置有第四短边折页构件，另一端设置有第二长边折页构件。第四短边折页构件为头部弯曲90°的金属棒，可沿安装点转动。向下折合纸箱上底面两长边。当纸箱完全进入上折页机构时，第四短边折页构件向下旋转，对纸箱上底面的另一短边进行下折。

所述的胶带上封箱机构，包括胶带上封箱构件和纸箱输送带、胶带上封箱构件和纸箱输送带设置在机架上。

所述的第一长边折页构件和第二长边折页构件上设置有位置传感器。

所述的取货小车包括平台支撑板、料斗、旋转平台、小车支架；料斗安装于旋转平台上，旋转平台设置在平台支撑板上，平台支撑板安装于小车支架上；料斗底部设置有料斗门；旋转平台在平台旋转电机驱动下做旋转运动，料斗的一端通过铰链安装于旋转平台上；小车支架底部安装有轮子，四个轮子由四个小电机驱动；车支架上设置有曲柄连杆机构和顶杆，曲柄连杆机构和顶杆通过连接轴连接；曲柄连杆机构的一端设置在小车支架与连接轴连接，另一端与料斗门连接；连接轴通过电机驱动，小车支架前端设置有传感器，小车支架的底部设置有电源。

本发明根据客户需求选择商品种类与数量下达包装任务，根据需要利用转塔式旋转切换机构切换至所需要的包装盒，通过定位锁紧机构配合传感技术实现纸箱准确供给，并利用气吸方式进行纸箱的拾取，在运动至规定位置时将纸箱打开，折叠出规范尺寸的纸箱。用机电一体化方式实现不同纸箱规格的快速自动切换、快速取箱成型、自动封下盖和自动封上盖等动作，实现了快速柔性化自动包装。通过传感器动态定位，自动实现各动作协调一致。

附图说明

图1为本发明的模块图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为下封箱模块、封口顶升模块和上封箱模块的结构示意图；

图4为图2中纸箱储存切换模块的结构示意图；

图5为图2和3中下封箱模块的结构示意图；

图6-1为图2和3中封口顶升模块的一种使用状态示意图；

图6-2为图2和3中封口顶升模块的另一种使用状态结构示意图；

图7为图2和3中上封箱模块的结构示意图；

图8为小车的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3和8所示,一种自动包装机，包括机架、纸箱储存切换模块1、下封箱模块2、封口顶升模块3、上封箱模块4和取货小车5。纸箱储存切换模块1设置在机架的一侧，与下封箱模块2对接；下封箱模块2设置在机架另一侧底部，上封箱模块4设置在下封箱模块2上方；下封箱模块2和上封箱模块4旁设置有封口顶升模块3。纸箱储存切换模块1根据需搬运货品的信息对储存的不同规格的纸箱进行切换；下封箱模块2用于吸取纸箱储存切换模块1内不同规格的纸箱，并对纸箱进行下封箱；封口顶升模块3用于运送纸箱，使纸箱在各模块之间移动；上封箱模块4用于对已下封箱的纸箱进行上封箱。取货小车5用于将货物运送至纸箱内。

如图4所示，纸箱储存切换模块1，包括转塔式快速切换机构1-1、三个纸箱储存机构1-2和锁紧机构1-3。转塔式快速切换机构1-1设置在机架一侧中部，纸箱储存机构1-2设置在转塔式快速切换机构1-1的三个端点，锁紧机构1-3设置在机架另一侧底部，能够锁紧纸箱储存机构1-2。三个纸箱储存机构1-2用于存储不同规格的纸箱；转塔式快速切换机构1-1用于对三个纸箱储存机构1-2进行转换；锁紧机构1-3用于锁定存储有需封装纸箱的纸箱储存机构。

转塔式快速切换机构1-1，包括三角形转盘1-1-1，中部设置有电机，通过电机带动三角形转盘1-1-1转动。三个纸箱存储机构1-2分别设置在转塔式快速切换机构三角形转盘1-1-1的三个顶点。

纸箱存储机构1-2，包括导轨1-2-1、压板1-2-2、横梁1-2-5、斜向导轨1-2-4。导轨1-2-1为方形导轨，导轨中部设置有横梁1-2-5，通过设置在导轨1-2-1侧边的调节旋钮调节横梁1-2-5的高度来放置不同规格的纸箱，并对纸箱进行垂直方向的限位；在横梁1-2-5中间位置设置有弹性挡针1-2-3，用于控制下封箱模块选取单个纸箱。斜向导轨1-2-4与导轨1-2-1垂直设置，斜向导轨1-2-4中部竖直设置有压板1-2-2，压板1-2-2在斜向导轨1-2-4上在自身重力作用下自动将纸箱压紧，便于下封箱模块吸取纸箱，同时纸箱在吸取后能自动填补空缺；斜向导轨1-2-4左右两边设置有左右条形挡片1-2-6，左右条形挡片可沿斜向导轨1-2-4滑动，用于放置不同规格的纸箱，并对纸箱进行水平方向的限位。

锁紧机构1-3，包括固定架1-3-1和小型气缸1-3-2。固定架1-3-1通过轴承设置在机架上，一端与小型气缸1-3-2连接，与下封箱模块3取箱成型机构3-1中的固定板3-1-1的上底平行设置。固定架1-3-1上设置有磁性支架，用于吸附存储有需封装纸箱的纸箱存储机构。固定架1-3-1在小型气缸1-3-2的作用下转动，带动磁性支架转动，实现对纸箱存储机构锁紧和放松。

如图5所示，下封箱模块2，包括取箱成型机构2-1、下折页机构2-2、高度限位机构2-3和胶带下封箱机构2-4。取箱成型机构2-1与锁紧机构1-3平行设置；下折页机构2-2的一端设置有取箱成型机构2-1，另一端设置有胶带下封箱机构2-4；高度限位机构2-3设置在下折页机构2-2的上方。

取箱成型机构2-1包括设置在机架上的固定板2-1-1、连杆2-1-2、横杆2-1-3。固定板2-1-1通过导滑条2-1-4安装在机架上，通过电机和皮带轮可沿机架水平移动。连杆2-1-2垂直设置在固定板2-1-1上，连杆2-1-2的一端固定设置在固定板2-1-1上，另一端设置有可沿连杆转动的横杆2-1-3；横杆2-1-3一端设置在连杆上，另一端上设置有金属板2-1-4，金属板上均匀设置有四到六个吸盘2-1-5。通过气动装置控制横杆2-1-3的旋转，带动金属板90°旋转。

下折页机构2-2,包括第一短边折页构件2-2-1和第一长边折页构件2-2-2；第一短边折页构件2-2-1设置在横杆2-1-3上，在气缸作用下可沿安装点90°转动；当取箱成型机构2-1完成纸箱展开成型时，使纸箱下底面靠近金属板2-1-4的短边上折。第一长边折页构件2-2-2设置在机架上，通过传感器对取箱机构进行定位感应，到指定位置后第一长边折页机构发生动作，向上折合纸箱下底面两长边。

高度限位机构2-3,包括纸箱压板2-3-1，纸箱压板2-3-1设置在机架上，位于长边折页构件2-2-2的上方，纸箱压板2-3-1上设置有力触发传感器。纸箱压板2-3-1在电机的作用下沿丝杆上下移动，当纸箱压板2-3-1向下运动至接触纸箱时，纸箱向上顶力触发传感器，电机停转，纸箱压板2-3-1停止下移，在垂直方向对纸箱进行限位，确保纸箱的长边折页。

胶带下封箱机构2-4，包括第二短边折页构件2-4-1和胶带封箱下封箱构件2-4-2。第二短边折页构件2-4-1设置在第一长边折页构件2-2-2与胶带封箱下封箱构件2-4-2之间。胶带封箱下封箱构件2-4-2固定设置在纸箱输送机构3-1输送带3-1-2中间。纸箱在从下折页机构2-2向胶带下封箱机构2-4移动的过程中，第二短边折页构件2-4-1完成对纸箱下底面靠近下封箱机构2-4的短边上折。胶带封箱下封箱构件2-4-2对已完成下折页的纸箱用胶带进行封装。

如图6-1和6-2所示，封口顶升模块3,包括纸箱输送机构3-1。

输送机构3-1，包括输送支架3-1-1、两个输送带3-1-2和光杠3-1-3，两个输送带3-1-2设置在输送支架3-1-1上；光杠3-1-3一端设置在输送支架3-1-1，另一端固定在机架上，通过两个气缸带动输送机构3-1沿光杠3-1-3垂直移动；通过电机正反转控制输送带3-1-2对纸箱进行水平移动。同时通过传感器控制输送带3-1-2的启动与停止。两个输送带3-1-2在电机的带动下向中靠拢。

如图7所示，上封箱模块4，包括上折页机构4-1和胶带上封箱机构4-2。

上折页机构4-1，包括第三短边折页构件4-1-1、第二长边折页构件4-1-2和第四短边折页构件4-1-3；第三短边折页构件4-1-1、第二长边折页构件4-1-2和第四短边折页构件4-1-3均设置在机架上。第三短边折页构件4-1-1为底部倾斜的固定支架，一端设置有第四短边折页构件4-1-3，另一端设置有第二长边折页构件4-1-2。第四短边折页构件4-1-3头部弯曲90°的金属棒，可沿安装点转动。当纸箱完成货品装箱，从纸箱输送机构4-1输送至上折页机构4-1时，第三短边折页构件4-1-2对纸箱上底面靠近上折页机构4-1的短边进行下折；第二长边折页构件4-1-2通过传感器对纸箱定位感应，到指定位置后第二长边折页构件4-1-2发生动作，向下折合纸箱上底面两长边。当纸箱完全进入上折页机构4-1时，第四短边折页构件4-1-3向下旋转，对纸箱上底面的另一短边进行下折。

胶带上封箱机构4-2，包括胶带上封箱构件4-2-1和纸箱输送带4-2-2、胶带上封箱构件4-2-1和纸箱输送带4-2-2设置在机架上；完成上折页的纸箱在输送带4-2-2带动下，通过胶带上封箱构件4-2-1完成下封箱。

如图8所示，取货小车5包括平台支撑板5-1、料斗5-2、旋转平台5-3、小车支架5-4。料斗5-2安装于旋转平台5-3上，旋转平台5-3设置在平台支撑板5-1上，平台支撑板安装于小车支架5-4上。

平台支撑板5-1用于搁置旋转平台5-3。料斗5-2用于放置货品，底部设置有料斗门5-5。旋转平台5-3在平台旋转电机驱动下做旋转运动，料斗5-2的一端通过铰链安装于旋转平台5-3上；小车支架5-4底部安装有轮子，四个轮子由四个小电机驱动；车支架5-4上设置有曲柄连杆机构5-6和顶杆5-7，曲柄连杆机构5-6和顶杆5-7通过连接轴5-8连接。曲柄连杆机构5-6的一端设置在小车支架5-4上与连接轴5-8连接，另一端与料斗门5-5连接。通过电机驱动连接轴5-8运动，当电机运动时，连接轴5-8带动顶杆5-7转动，顶杆将料斗顶起，同时曲柄连杆机构5-6推动料斗门绕铰链旋转，打开料斗门，使货品倒出。小车支架5-4前端设置有传感器；小车支架5-4的底部设置有电源。

作过程如下：纸箱储存切换模块接收到主机发出的货品信息后，转塔式快速切换机构转动，带动三个纸箱储存机构转动。当对应尺寸的待折叠纸箱与锁紧机构对齐时，锁紧机构动作，锁紧该待折叠纸箱对应的纸箱储存机构；锁紧后，固定板在通过皮带轮带动取箱成型机构滑动到相应位置；取箱成型机构吸取待折叠纸箱，吸取过程中待折叠纸箱的一侧先脱离弹性挡针，另一侧通过弹性挡针固定，完成待折叠纸箱的展开后，在取箱成型机构的作用下待折叠纸箱的另一侧也脱离弹性挡针；并使待折叠纸箱进入下封箱模块。第一短边折页构件在气缸的带动下，对纸箱下底面一侧短边的折页；此时高度限位机构工作，对纸箱进行垂直限位；然后，第一长边折页构件在气缸的带动下对纸箱下底面两长边进行折页。纸箱完成下底面长边折页后，此时纸箱放入纸箱输送机构的两个输送带中间；在夹紧驱动电机的作用下，驱动一对同步皮带轮带动两个输送带向中间靠拢，从而夹紧纸箱。纸箱输送机构输送带电机正转带动输送带转动，使纸箱向输送带水平移动，同时，第二短边折页机构对纸箱下底面另一侧的短边进行折页，胶带封箱下封箱构件对纸箱下底面进行下封箱；当纸箱完全置于输送带上时，胶带封箱下封箱构件完成对纸箱的下封箱。位置传感器工作，输送带电机停止转动。纸箱输送机构在气缸作用下，带动纸箱上升至与下车轨道所在水平齐平位置；此时，取货小车沿事先设定好的轨道运动，轨道上画有黑色轨迹线；小车底部的传感器通过检测黑色轨迹线，对小车行驶方向进行调整，使小车沿着黑线自动循迹。当将货品搬运至目的地时，触发信号，电机驱动连接轴转动，同时带动顶杆转动将料斗顶起，同时通过曲柄连杆机构打开料斗门，将货品自动倒入纸箱。所有货品倒入纸箱后，纸箱输送机构在气缸作用下带动纸箱上升至上封箱模块。输送带电机反转，使纸箱进入上封箱模块的纸箱输送带上，同时，第三短边折页构件对纸箱上底面一侧的短边进行折页；纸箱完全进入上封箱模块后输送带电机停转。第二长边折页构件在气缸作用下对纸箱上底面的两长边进行折页。最后，第四短边折页构件对纸箱上底面另一侧的短边进行折页，完成纸箱的上折页。纸箱上折页后，纸箱输送带转动，使得纸箱沿纸箱输送带水平移动，同时胶带上封箱机构完成对纸箱的上封箱。