一种打包机用上料装置及打包机的制作方法

本发明涉及打包领域，特别是涉及一种打包机用上料装置及打包机。

背景技术：

纸箱包装机是用成型纸板来自动连续包装玻璃瓶、pet瓶、易拉罐、大口瓶等，适合于啤酒、饮料、调味品、食品等自动化生产线。现有的纸箱包装机一般由容器进口和容器分割器组成的容器组、纸板进口、包装成型装置组成。通过容器组对容器进行分列排阵，然后将容器推入或者放置在纸板上，再通过包装成型装置对纸箱进行卷边，形成箱体，最后进行密封；但是采用纸板包装，然后在对纸板进行卷边这种打包方式不适用于医药领域的小型玻璃瓶的打包，因为药用玻璃瓶具有两个特点，一是容易碎，二是容易倒。因此在药用领域对小型玻璃瓶进行打包大多使用的纸盒，现有设备中纸盒就需要人工手动放入，虽然人工手动放入纸盒能够更上打包线的节奏，但是需要一直也有人在该工位站守，不能离开。

基于此，本领域的技术人员致力于研发一种可以自动放入纸盒的打包机用的上料装置及打包机。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以自动放入纸盒的打包机用的上料装置及打包机。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种打包机用上料装置，包括拨片组件和包括机械手模组，所述机械手模组包括x轴悬臂、y轴悬臂以及z轴悬臂，所述拨片组件设于z轴悬臂上。

较佳的，所述拨片组件由拨片和摆动气缸构成，拨片设置在所述摆动气缸的卡盘上。

较佳的，所述拨片包括连接部和拨条部，所述连接部上方与所述摆动气缸连接，下方与所述拨条部连接，且所述拨条部设于所述连接部的旁侧。

较佳的，所述拨片组件通过夹具装置设置在所述机械手模组的z轴悬臂上。

较佳的，所述夹具装置包括两个夹板，任意一个所述夹板上设有拨片组件。

较佳的，两个所述夹板中只有一个夹板上设有橡胶垫，且所述橡胶垫为橡胶圆带，所述夹板上对应所述橡胶圆带设有安装槽。

一种打包机，包括机架和上述的打包机用上料装置，所述机架包括平行设置的第一机箱和第二机箱，所述第一机箱和第二机箱左右侧分别架设有支架，所述打包机用上料装置设置在所述支架上。

优选的，所述第一机箱和第二机箱之间架设有移动装置，所述移动装置的左侧架设有卸料装置，所述第一机箱前侧设有上料装置。

较佳的，所述第一机箱11a的外侧边上设有进料挡板16，进料挡板16与摆动气缸652同侧，且进料挡板16与上料装置7相对应处开设有进料口161。

较佳的，进料口161分为上部161a和下部161b，上部的宽度大于拨片组件65的宽度，小于隔板713的宽度，进而小于纸箱的宽度，高度大于拨片组件65的高度，下部的宽度大于或等于隔板的宽度，进而大于纸箱的宽度，高度小于两个隔板之间的高度。

本实用新型通过机械手模组控制可移动拨片组件，可在上纸箱时，通过控制机械手模组实现三维移动，再配合摆动气缸，可以通过拨片组件去拉动纸箱，将纸箱拉入打包机的打包工位上，而且将拨片组件设置在夹具装置上，与夹具装置公用一套机械手模组，可大大缩小本装置的体积，本实用新型还涉及一种使用了上述打包机用上料装置的打包机，打包机结构小，制造成本低，配合挡板实用，拨片可准确的抓取纸盒，使用方便，可代替人工放纸盒。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图一；

图2是本发明的立体结构示意图二；

图3是本发明的内部的立体结构示意图一；

图4是本发明的内部的立体结构示意图二；

图5是本发明中机架的立体结构示意图；

图6是本发明中三轴定位龙门架的立体结构示意图；

图7是本发明中夹具装置的立体结构示意图；

图8是本发明中卸料装置的立体结构示意图；

图9是图8的爆炸结构示意图；

图10是本发明中定位装置的立体结构示意图；

图11是图10的爆炸结构示意图；

图12是本发明中移动装置的立体结构示意图；

图13是本发明中移动装置、卸料装置、定位装置组合后的俯视结构示意图；

图14是本发明中托盘结构的立体结构示意图；

图15是图14的爆炸结构示意图；

图16是本发明中上料装置的立体结构示意图；

图17是本发明中砌料装置的立体结构示意图；

图18是本发明中进料挡板的立体结构示意图；

图19是本发明中控制系统的原理框图；

图20是本发明中控制系统流程图一；

图21是本发明中控制系统流程图二；

图22是本发明中控制系统中卸料过程的流程图（即产品打包合格后的流程图）；

图23是本发明中控制系统中排出不合格产品的流程图（即产品打包不合格的流程图）；

说明：图21的流程图中第一步与图20的流程图的最后一步衔接。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，需注意的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

如图6至图7所示，一种打包机用上料装置，包括机械手模组和拨片组件65；具体的，机械手模组包括x轴悬臂、y轴悬臂以及z轴悬臂，拨片组件65设于z轴悬臂上的末端，便于拨拉纸箱的周边。

拨片组件65由拨片651和摆动气缸652构成，拨片651设置在摆动气缸的卡盘上，使得拨片可以相对z轴悬臂转动，当不使用拨片组件时可将拨片组件转动至向上，避免拨动组件造成位置干涉。

拨片651包括连接部651b和拨条部651a；连接部上方与摆动气缸652连接，下方与拨条部连接，拨条部由两根拨条组成，且两根拨条分别设于连接部的旁侧，拨片651与上料装置同侧，因此可以控制拨片从上料装置上拉去纸箱，实现自动上纸箱。

为了简化结构，拨片组件通过夹具装置设置在机械手模组的z轴悬臂上，夹具装置包括两个夹板；任意一个夹板上设有拨片组件；拨片组件与夹具装置公用一套机械手模组，可以简化结构，降低制造成本。

更为优选的，两个夹板中只有一个夹板上设有橡胶垫12，且橡胶垫为橡胶圆带，夹板61上对应橡胶圆带设有安装槽11；保留夹板一侧的原状，另一侧采用橡胶圆带；当夹瓶时，夹板原状一侧没有形变，可对瓶子有定位作用，然后通过橡胶圆带的形变量相对较大，可利用橡胶圆带的形变来适应瓶子的尺寸误差，能够进一步提升夹持瓶子时，瓶子之间位置关系的确定性。

使用时，先通过机械手模组带动拨片移动上料装置附件，然后在配合摆动气缸，用拨片组件去钩取纸箱，钩取到位后，在控制机械手模组移动，进而带动拨片组件移动，将纸箱拉直打包机的打包工位上。

实施例2

如图1至5所示，一种打包机，包括机架1，所述机架1包括平行设置的第一机箱11a和第二机箱11b，使得第一机箱11a和第二机箱11b之间形成空置区12；第一机箱11a和第二机箱11b之间架设有移动装置2；移动装置位于空置区的正上方；移动装置2的左侧架设有卸料装置3，右侧设有定位装置4；第一机箱11a前侧设有上料装置7；上料装置7设置在第一机箱11a的前侧面的入料区14内；入料区14穿过第一机箱11a与空置区12连通；第一机箱11a和第二机箱11b左右侧分别架设有支架13；支架13上设有移动的夹具装置6；具体的，移动的夹具装置6和拍摄装置10三轴定位龙门架5实现移动，其中夹具装置6固定在三轴定位龙门架z轴上，保证夹具能够在三维空间内运动。

更为优选的，如图6所示，三轴定位龙门架上还设有拍摄装置，具体的，拍摄装置10固定设置在三轴定位龙门架5的x轴上，一方面保证了相机距离纸盒的距离，进而确保相机拍摄箱子的完整性，另一方面确保相机能够在箱子上方的水平面上，可对箱子进行多角度拍摄；铜鼓设置拍摄装置，可对夹具抓取瓶子、放置瓶子前纸箱状态以及纸箱的初始状态进行抓拍，并通过抓拍图像分析判断每个位置是否合格。

如图12至14所示，移动装置2包括两个滑轨21；两个滑轨21分别相对设置在第一机箱11a和第二机箱11b的上表面的内侧边上；两个滑轨21之间设置有可滑动的托盘结构22；托盘结构22的一侧与丝杆23的丝杆螺母231固定连接；丝杆23与第二机箱11b上的滑轨21平行设置。这样托盘结构通过丝杆带动，即可在空置区上方滑动。

更为优选的，第一机箱11a和第二机箱11b的上表面设置支撑板15；两个滑轨21分别相对设置在支撑板15的内侧；丝杆23与第二机箱11b上的滑轨21设置在同一支撑板15上；通过支撑板的过渡连接移动装置和机架，便于将移动装置从机箱上拆卸下来；进一步，丝杆23通过两个架子24设置在支撑板15上，且丝杆23的螺纹杆232设置在滑轨21的上方，更利于丝杆螺母带动托盘结构移动，使得托盘结构滑动更加顺畅。对应的支架13也可直接架设在支撑板15上，将位于支撑板左右两侧的支架分别记为第一支架13a和第二支架13b。

更为优选的，如图14至15所示，托盘结构22包括底板221和摆动板222；摆动板222可相对底板221摆动，使摆动板与底板之间形成夹角，摆动板相对底板倾斜；具体的，摆动板222的一侧边与底板221的一侧边通过铰链连接，即可使得摆动板相对底板221滑动，摆动板222侧边与竖直设置的第一气缸224的推杆固定连接。这样当物品放在托盘结构上之后，通过第一气缸的推杆带动摆动板向上运动，进而使得摆动板相对底板呈倾斜状；倾斜状的摆动板便于打包物品，特别是瓶装物品，可以利用重力的作用，有效防止小型瓶装物品在打包盒内倾倒的情况。

摆动板222的前端面设有第一挡板225，第一挡板225与丝杆同侧，第一挡板上设有第一位置感应器226；以便于检测纸箱位置，对纸箱进行前后定位。

如图8至9所示，卸料装置3包括卸料板31；卸料板31与第二气缸33的推杆固定连接，且卸料板31滑动连接在第二滑轨34；第二气缸33和第二滑轨34竖直固定设置在第四支架35上；第四支架35架设在移动装置2的左侧；第四支架35的横向支杆351中部设有固定组件352；具体的，固定组件352有两根短支杆和一横向支板组成，所述两根短支杆和横向支板与第四支架35之间形成井字形框架，供第二气缸33和第二滑轨34竖直安装，本发明中第二气缸33和第二滑轨34均固定在横向支板上；第二气缸33和第二滑轨34竖直设置在固定组件352上，确保第二气缸33带动卸料板上下运动。使用时，由第四气缸带动卸料板相对第二滑轨上下滑动，当需要卸料时，第四气缸带动卸料板向上运动，丝杆螺母会带动托盘结构往卸料装置方向运动，当托盘结构运动到卸料板的左侧后，第四气缸带动卸料板向下运动，同时丝杆回位，打包好的纸箱将被卸料板挡在左侧，实现卸料。

更为优选的，卸料板31通过以第二连接板32连接在第二气缸33和第二滑轨34上；这样便于卸料板从整个卸料装置上换取下来，便于维修和更换卸料板；具体的，第二连接板32由第一滑动板321和第一固定板322构成；第一固定板322的下方与卸料板31固定；第一固定板322的背面与第一滑动板321固定，第一滑动板321的背面设有与第二滑轨32配合的滑槽；第二气缸33的气缸推杆上设有第一连接块36；第一连接块36穿过第一滑动板321的下方与第一固定板322固定连接，或者第一滑动板321上对应第一连接块36开设让位口，使第一连接块穿过让位口与第一固定板322连接；卸料板31位于第四支架35的中间位置；有利于卸料板推箱子时，卸料板在推箱子时，作用力位于箱子的中间，使得受力更为均匀，确保卸料过程的稳定性，防止卸料动作造成箱内物品破碎或移位。

如图3及图10-11所示，移动装置2的右侧架设有定位装置4，可通过定位装置对箱子进行定位。

定位装置4包括推块41；推块41固定连接在第五支架45的横梁451上，且推块41的底面邻接于托盘结构22的上表面；横梁451滑动连接在第五支架45上，具体的，横梁通过滑块连接在第五支架的支座452上方的第四滑轨453上；且横梁451的右侧与第四气缸46连接。这样，当打包箱通过上料装置7进入托盘结构后，第四气缸通过吊架固定在支架13上，第四气缸可控制横梁在第五支架上移动，进而带动推块推动打包箱移动，对打包箱进行左右定位，同时还可通过第四气缸拉回横梁，使其复位。

控制横梁回位的替换方案，可在横梁与支座452之间设置弹簧，这样第四气缸就可以不用与横梁固定连接，只要满足第四气缸的推杆与横梁在在同一水平面即可。当第四气缸推动横梁后，第四气缸收回，弹簧拉动横梁回位。

推块41与第三气缸43的推杆固定连接，且推块41滑动连接在第三滑轨44；第三气缸43和第三滑轨44固定在第五支架45的横梁451上。使得推块能够进行上下运动，也可以利用卸料装置的原理，将不合格的纸箱从定位装置这一侧卸载，若配合定位结构，还可实现快速卸掉报废纸箱的效果。优选的，推块41可设置在第三连接板42上，通过第三连接板42与第三气缸43和第三滑轨44连接；具体的，第三连接板42包括第二滑动板421和底板422；推块41固定在底板422的左端；第三气缸43通过第二连接块连接在底板422上；第二滑动板421竖直设置在底板422上；第二滑动板421上设有与第三滑轨44相匹配的滑槽；这样便于将推块从定位装置上卸载、更换；底板422上开设有多个条形卡槽；第二连接块和第二滑动板421均通过条形卡槽固定在底板422上，便于调整推块在水平方向的位置，以适应更多尺寸的纸箱。

如图7所示，夹具装置6包括两个夹板61；两个夹板6的上方与气动手指气缸66连接，通过气动手指气缸66控制夹板夹紧或松开；任意一个夹板上设有拨片组件65，所述拨片组件65可设置在夹板外侧面或者上表面；拨片组件65由拨片651和摆动气缸652构成，拨片651设置在摆动气缸的卡盘上；这样可以控制拨片旋转，进而去拨动纸箱，使得纸箱的四边正位，以防止纸箱的侧边不正，而影响夹具装置妨碍打包物品。

具体的，两个夹板中只有一个夹板上设有橡胶垫；且橡胶垫为橡胶圆带，夹板61上对应橡胶圆带设有安装槽62；通过橡胶圆带的形变，夹具可以适应小瓶子物品的误差，有效防止小瓶子物品在夹持过程中滑落。

拨片651包括连接部651b和拨条部651a；连接部上方与摆动气缸652连接，下方与拨条部连接，拨条部由两根拨条组成，且两根拨条分别设于连接部的旁侧，拨片651与上料装置同侧，因此可以控制拨片从上料装置上拉去纸箱，实现自动上纸箱。

更为优选的，夹板61上设有可拆卸的第二挡板63，具体的，第二挡板通过螺栓连接的方式设置在夹板上，即可方便的拆卸第二挡板，通过更换不同的第二挡板，可以通过调节第二挡板的宽度使夹具可以适应不同直径的瓶子。第二挡板63的下表面设有软垫64，具体的，该软垫可为泡沫；由于大部分的药品都为小型玻璃瓶，为了防止玻璃瓶直接与第二挡板接触，因此在两者接触之间设置软垫缓冲，达到保护玻璃瓶的效果。

如图18所述，对应的，第一机箱11a的外侧边上设有进料挡板16，进料挡板16与摆动气缸652同侧，且进料挡板16与上料装置7相对应处开设有进料口161；进料口161分为上部161a和下部161b；上部的宽度大于拨片组件65的宽度，小于隔板713的宽度，进而小于纸箱的宽度，高度大于拨片组件65的高度；下部的宽度大于或等于隔板的宽度，进而大于纸箱的宽度，高度小于两个隔板之间的高度。可以使得拨片拨拉纸箱更加准确，且依次只能拉去一个纸箱。

如图16所示，上料装置包括上料部71和第一升降组件72；上料部71设于第一升降组件72的上方；上料部71由左右两侧的框架711、支撑底板712和设置在两个框架711之间的多个隔板713构成；支撑底板712设置在第一升降组件72的上方；再配合档板16，可以进一步确保拨片拉出纸箱的精确性。

如图17所示，卸料装置3的左侧设有砌料装置8；具体的，砌料装置8包括第二升降组件81；第二升降组件81与第一升降组件72结构相同；第二升降组件81的上方设置有接料板82；第二升降组件81和第一升降组件72均采用升降梯结构，便于在上料装置和砌料装置8上堆砌物料，进一步节约空间；减小设备的占地

如图2所示，机架1外套设有机罩9；起到防止灰尘和提高运作安全性的作用。

更为进一步，机罩9的侧面设有人机交互机91，用于人工操作本装置；同时机罩9的上表面上设有三色警示灯92，用于提示系统故障。

本发明还涉及对应的控制系统，控制系统包括系统控制中心，所述系统控制中心的信号输出端分别与三轴定位龙门架各轴电机的控制器、丝杆电机控制器、控制夹具转动的电机控制器、控制夹具夹紧或者松开的气动手指气缸、第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸以及三色指示灯连接；所述系统控制中心的信号输入端分别与人机交互机、上料装置的升降电机、第一磁感应器以及拍摄装置的信号输出端；拍摄装置通过图片处理器与系统控制中心连接。

人机交互机用于向本发明输入信号，包括启动、手动停止、以及设置参数等；同时系统控制中心会反馈数据给人机交互机，供使用者了解本装置的参数。

系统控制中心内包括图片筛选模块、不合格子程序模块以及合格子程序模块；

其中，图片筛选模块用于判断瓶子是否倾倒或者歪斜以及纸箱四边是否正位。若有瓶子倾斜或者纸箱周边不正位的情况，则为不合格，反之则合格；当判断结果为不合格时，不合格子程序模块就会启动，不合格子程序模块将会控制定位装置上的第三气缸伸缩再配合丝杆控制托盘结构运动，即可将不合格的纸箱排除；若判断结果为合格，则三轴定位龙门架配合夹具装置继续抓取瓶子，再夹具装置回到放置瓶子的位置过程中，拍摄装置再次拍照，反馈数据给系统控制中心，重复前述数据处理过程，直至夹具装置夹取最后一排瓶子后，回到放置位置处时，图片筛选模块除了判断瓶子状态外，还会判断纸箱侧边的情况，若有弯折，则向三轴定位龙门架各模组的电机、拨片组件的电机以及控制夹具旋转的电机发出信号，使三者互相配合，将纸箱侧边拨正，待拨正后，再将最后一排瓶子放入纸箱中，完成打包，然后调用合格子程序模块，合格子程序模块将会控制卸料装置的第二气缸伸缩，并配合丝杆运动，完成卸料。

使用时，本装置的操作步骤如下：

步骤1：先通过控制三轴定位龙门架5运动带动拨片运动，并控制拨片从上料装置上7上拉取纸箱至托盘结构；

步骤2：当摆动板上的第一位置感应器226感应到纸箱后，说明纸箱前后位置定位准确，并将该信号反馈至系统控制中心，数据处理器向第四气缸发出信号，第四气缸控制推块向卸料装置侧移动，待第四气缸到达指定位置后，并将该信号反馈给系统控制中心，对纸箱左右定位完成；

步骤3：系统控制中心向第一气缸发出信号，与摆动板222侧边连接的第一气缸224伸出，推动摆动板222相对底板221倾斜，伸出到位，反馈信号给系统控制中心；然后系统控制中心控制三轴定位龙门架和夹具装置抓取瓶子，并对纸箱进行拍照。

进一步，在步骤3内还包括如下步骤：

1）移动的夹具装置到抓取瓶子的位置，抓取瓶子，然后通过三轴定位龙门架移动至放置瓶子的位置；

2）夹具装置到放瓶位置过程中，拍摄装置拍照，判断上一次瓶子放置是否合格，如果合格，则三轴定位龙门架控制夹具装置下降，放置瓶子；如此重复，直至夹具装置夹取最后一排瓶子；

步骤4：当夹具装置放置最后一排瓶子前，拍摄装置再次对纸箱进行拍照分析，判断纸箱的侧边是否倾斜或者弯折，若是，则控制夹具装置移动，并利用夹具装置上的瓶子将其拨正，若不是，则可控制夹具装置夹取最后一排瓶子直接放入纸箱中；

详细过程如下：当夹具装置夹取最后一排瓶子至纸箱上方时，拍摄装置拍摄，并判断纸箱的侧边有无弯折阻碍最后一排瓶子放入纸箱；若有，则夹具装置下降；通过三轴定位龙门架控制夹具装置上的瓶子去拨正纸箱的侧边；待夹具装置拨动纸箱到放瓶位置后顺势将瓶子放入箱内，完成装箱。

替换性方案，本发明装置也可通过控制拨片组件，去拨正纸箱侧边。

若本发明装置中未设有拨片组件，可以直接用夹持瓶子的夹具装置代替拨片组件去拨正纸箱侧边。

在步骤3至步骤4的任何一个位置无法完成时，系统将立即停止设备动作，并报警提示。

步骤5：待打包完成后，第一气缸下降回位，摆动板恢复水平位；

步骤6：丝杆控制纸箱向左侧的卸料装置运动，卸料装置上的气缸控制卸料板向上运动，待纸箱运动到卸料装置的外侧后，卸料装置上的气缸控制卸料板向下运动，然后丝杆回位，卸料板挡住纸箱，完成卸料工作。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。