一种石墨加热器的自动包装系统的制作方法

[0001]
本发明涉及包装设备技术领域，尤其涉及一种石墨加热器的自动包装系统。


背景技术：

[0002]
如图1所示，石墨加热器的形状为桶状，加热片为回路，其包括，石墨加热器本体100，两个对称设于石墨加热器本体端部的电极101，电极的端部开设有电极孔102。
[0003]
石墨加热器在单晶炉热场结构中是必不可少的组件，众所知周，电极处产品比较单薄，并且由于石墨加热器产品较脆，在运输过程中，容易断裂，特别是电极处更易断裂，所以产品的包装需要做好，现有包装过程主要为产品套袋、抽真空和封口，包装过程多数为手工操作，人员劳动强度较大，另外石墨加热器大多数为中空结构，导致在包装过程难度较大，特别是在抽真空过程整体真空效果差，很难将包装内的空气排出，使包装袋未完全贴合加热器，外观不美观，无法有效保护石墨加热器，导致在运输过程中包装袋容易破损，污染石墨加热器，影响最终使用，并且在产品运输过程中产品容易断裂造成产品报废。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种石墨加热器的自动包装系统，利用包装袋输送单元自动上袋，撑口单元自动撑口，实现自动上袋撑口；机械手依次将内衬、石墨加热器以及外衬放入包装袋内，使内衬和外衬完全包裹石墨加热器，防止因外力的碰撞导致石墨加热器损坏，抽真空嘴穿过石墨加热器的电极孔插入内衬上开设的通孔内部，进行抽真空，包装使抽真空的过程避免局部压力机过大，造成石墨加热器的棱角破损，内衬和外衬的加入，使石墨加热器在抽真空的过程中，能够将空气完全排出，使包装袋能够完全贴合外衬的表面，使包装更美观，运输过程更稳定，从而实现自动化程度高的流水作业，避免人工操作引起的石墨加热器碰伤以及损坏，降低了人员劳动强度，提高包装质量。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006]
一种石墨加热器的自动包装系统，包括机架，其特征在于，还包括：
[0007]
第一输送机，所述第一输送机用于运输待包装的石墨加热器；
[0008]
第二输送机，所述第二输送机用于输送内衬和外衬；
[0009]
第三输送机，所述第三输送机用于输送包装完成的石墨加热器；所述第三输送机的一端侧面设有包装工作台，包装工作台的两侧对称设有导向支架，导向支架上开设有导向槽，所述包装工作台的底面开设定位槽，在该定位槽的上方设有槽型开口；
[0010]
机械手，所述机械手用于抓取和移动石墨加热器、内衬和外衬至包装工作台，其设置在所述第一输送机、第二输送机和第三输送机的中心线交点处；
[0011]
包装袋输送单元，所述包装袋输送单元设于所述包装工作台的下方；其包括袋箱、摆动连接设置在所述袋箱一侧的袋子输送辊、驱动袋子输送辊摆动的第一动力单元以及驱动所述袋子输送辊旋转的第二动力单元；所述袋箱的顶部开有出袋口，所述出袋口与所述槽型开口连通设置；所述袋箱的内部设有滑动板，该滑动板通过一组弹簧与袋箱的尾部内
壁连接，所述袋箱靠近所述袋子输送辊一侧开有窗口，该窗口的侧面与所述出袋口的口部重合；
[0012]
两组对称设置的撑口单元，所述撑口单元包括设置在所述机架底部的水平移动组件、与所述水平移动组件相连接的第一伸缩组件、与所述第一伸缩组件的输出端相连接的支架a以及若干个均布设置在支架a一侧的吸盘；
[0013]
抽真空单元，所述抽真空单元包括设于所述机架顶部的真空机、设于所述机架底面的第二伸缩组件、与第二伸缩组件连接设置的支架b、对称设置在支架b两侧的抽真空嘴，所述抽真空嘴通过管道与真空机相连接；以及
[0014]
两组对称设置的热封单元，所述热封单元设于所述包装工作台的上方，其一端与所述第二伸缩组件的下端部固定连接，其另一端可沿导向槽水平滑动；其包括：
[0015]
第一连杆组件，所述第一连杆组件的一端与所述第二伸缩组件的下端部固定连接；
[0016]
热封板组件，所述热封板组件与所述第一连杆组件相连接，所述第一连杆组件用于驱动热封板组件水平移动对包装袋进行热封。
[0017]
作为改进，所述热封板组件包括：
[0018]
第一热封板，所述第一热封板与所述第一连杆组件相连接，其顶部对称设有两个旋转轴a，其侧面靠近底部对称设有两个通槽；
[0019]
两块对称设置的第二热封板，所述第二热封板的上端设有旋转轴b，两块所述第二热封板对称铰接设于所述第一热封板的两端；
[0020]
底座，所述底座滑动设于所述第一热封板于第二热封板的底部，其通过导向杆穿过所述通槽滑动连接。
[0021]
作为改进，所述水平移动组件包括：
[0022]
固定板，所述固定板设于所述机架的底部，其侧面开设有t型槽；
[0023]
动力部a，所述动力部a设于所述机架的顶部，其输出端穿过所述机架且连接一齿轮，所述齿轮设于所述t型槽内；以及
[0024]
滑动杆，所述滑动杆对称滑动设于所述t型槽的内部且分布于所述齿轮的两侧，其一侧面为齿形结构，所述齿轮与所述滑动杆啮合传动。
[0025]
作为改进，所述第一连杆组件包括与所述第二伸缩组件相连接的第一驱动杆、与所述导向槽滑动配合的水平移动杆以及连接第一驱动杆与水平移动杆的连接杆。
[0026]
作为改进，所述机械手包括水平旋转组件、与所述水平旋转组件连接的竖直伸缩组件、与所述竖直伸缩组件相连接的水平伸缩组件、设置于所述水平伸缩组件一端的第二连杆组件以及两个对称设置在所述第二连杆组件一端的夹钳；所述夹钳的形状与石墨加热器匹配设置。
[0027]
作为改进，所述第二连杆组件包括动力部b、与所述动力部b连接的第二驱动杆以及与所述第二驱动杆连接的输出杆，所述输出杆的顶部设有定位叉。
[0028]
作为改进，所述第一输送机上设有顶部带槽的第一定位通道，该第一定位通道与石墨加热器的形状相匹配；所述第二输送机上设有顶部带凸台的第二定位通道，该第二定位通道与内衬和外衬的形状相匹配。
[0029]
作为改进，所述内衬的一端开设与石墨加热器的电极宽度尺寸匹配的凹槽，该凹
槽的两端设置与石墨加热器的电极孔位置匹配的通孔；所述内衬的外径尺寸小于所述石墨加热器的内径尺寸，所述内衬的高度与所述石墨加热器的高度匹配设置。
[0030]
作为改进，所述外衬的一端内径设有台阶，该台阶的高度与所述石墨加热器的电极的高度相匹配，所述外衬带台阶的一端面开设u型槽，所述u型槽的宽度与所述电极的宽度匹配，所述外衬的内径尺寸大于所述石墨加热器的外径尺寸，所述台阶的内径尺寸与所述内衬的外径尺寸匹配设置。
[0031]
作为改进，所述抽真空嘴与电极孔的位置匹配设置，且抽真空嘴可深入所述通孔内。
[0032]
本发明的有益效果在于：
[0033]
(1)本发明通过袋子输送机构中的袋子输送辊、第一动力单元和第二动力单元的相互配合，并结合料箱尾部安装的带有弹簧的滑动板实现袋子自动输送，并通过撑口单元中柔性材质的支架a以及安装在支架a上的吸盘对袋子输送机构中送上来的袋子撑口，使袋子撑开后口部为圆形，便于石墨加热器、内衬和外衬的放入，利用机械手依次将内衬、石墨加热器、外衬放入包装袋，实现一机多用，减少设备投入；
[0034]
(2)本发明通过两组对称设置的热封单元，通过热封板组件的分体式设计，以及配合第一连杆组件，在热封板组件前进的过程中，第一热封板首先将中间部分的包装袋热封，此时第二热封板铰接作用，向后运动，边缘处第二热封板对应包装袋部分未热封，此处作为抽真空嘴的插入口，减小口部开口尺寸，提高抽真空的效果；
[0035]
(3)本发明通过在内衬上开设与石墨加热器的电极孔位置匹配的通孔，作为抽真空嘴插入位置，在抽真空的过程中，配合内衬、外衬的保护，减小抽真空过程边缘受力大小，使石墨加热器的上下面的边缘对称受力均匀，避免局部压力机过大，造成石墨加热器的棱角破损，同时，可将包装袋内的空气完全排出，使包装袋能够完全贴合外衬的表面，保证了包装后的真空度，使包装更美观，运输过程更稳定；
[0036]
(4)本发明通过第一输送机设有顶部带槽的第一定位通道，实现石墨加热器的定位，通过第二输送机设有顶部带凸台的第二定位通道，实现内衬和外衬的方向定位以及配合机械手上的定位叉，保证了石墨加热器、内衬和外衬在夹取过程、放入过程的位置准确，避免位置不准造成石墨电极的损坏；通过三个输送机构的角度分布，配合同一个机械手实现现场流水线的作业，提高包装效率，降低了人工成本。
[0037]
综上所述，本发明具有自动化程度高、包装后的真空度、包装更美观，效率高，安全性好、能更好的保护好石墨加热器、包装质量好等优点。
附图说明
[0038]
图1为本发明石墨加热器结构示意图；
[0039]
图2为本发明内衬结构示意图；
[0040]
图3为本发明外衬结构示意图；
[0041]
图4为本发明整体结构示意图；
[0042]
图5为本发明整体结构工作状态示意图；
[0043]
图6为本发明机械手结构示意图；
[0044]
图7为本发明包装袋输送单元结构示意图；
[0045]
图8为本发明局部放大结构示意图；
[0046]
图9为本发明工作台中部剖视图；
[0047]
图10为本发明水平移动组件结构示意图；
[0048]
图11为本发明撑口单元未撑开结构示意图；
[0049]
图12为本发明撑口单元撑开状态结构示意图；
[0050]
图13为本发明第一热封板结构示意图；
[0051]
图14为本发明第二热封板结构示意图；
[0052]
图15为本发明第一热封板热封状态示意图；
[0053]
图16为本发明第二热封板热封状态示意图；
[0054]
图17为本发明俯视图；
[0055]
图18为本发明第一输送机结构示意图；
[0056]
图19为本发明第二输送机结构示意图；
[0057]
图20为本发明第三输送机结构示意图。
具体实施方式
[0058]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0059]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0060]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0061]
实施例一
[0062]
如图1-9所示，本发明针对石墨加热器的特殊结构，为了实现其在自动化包装时提高其包装质量，避免因真空包装吸力控制不当导致其边缘处损伤，特设计与该石墨器内部和外部形状仿形设计的内衬200和外衬300，其中，
[0063]
内衬200为圆柱形结构，内衬200的一端开设与石墨加热器100的电极101宽度尺寸匹配的凹槽202，该凹槽202的两端设有贯穿内衬的通孔201，该通孔位置与电极孔102位置同心设置；
[0064]
外衬300为圆筒形结构，外衬300的一端内径设有台阶301，所述外衬300带台阶301的端面开设u型槽302。
[0065]
本发明提供了一种石墨加热器的自动包装系统，包括：
[0066]
机架1；
[0067]
第一输送机2，所述第一输送机2用于运输待包装的石墨加热器100；
[0068]
第二输送机3，所述第二输送机3用于输送内衬200和外衬300；
[0069]
第三输送机4，所述第三输送机4用于输送包装完成的石墨加热器100；所述第三输送机4的一端侧面设有包装工作台41，包装工作台41的两侧对称设有导向支架411，导向支架411上开设有导向槽4111，所述包装工作台41的底面开设定位槽412，在该定位槽412的上方设有槽型开口4121；
[0070]
机械手5，所述机械手5用于抓取和移动石墨加热器100、内衬200和外衬300至包装工作台41，其设置在所述第一输送机2、第二输送机3和第三输送机4的中心线交点处；
[0071]
包装袋输送单元6，所述包装袋输送单元6设于所述包装工作台41的下方；其包括袋箱61、摆动连接设置在所述袋箱61一侧的袋子输送辊62、驱动袋子输送辊62摆动的第一动力单元63以及驱动所述袋子输送辊62旋转的第二动力单元64；所述袋箱61的顶部开有出袋口611，所述出袋口611与所述槽型开口4121连通设置；所述袋箱61的内部设有滑动板612，该滑动板612通过一组弹簧613与袋箱61的尾部内壁连接，所述袋箱61靠近所述袋子输送辊62一侧开有窗口614，该窗口614的侧面与所述出袋口611的口部重合；
[0072]
两组对称设置的撑口单元7，所述撑口单元7包括设置在所述机架1底部的水平移动组件71、与所述水平移动组件71相连接的第一伸缩组件72、与所述第一伸缩组件72的输出端相连接的支架a73以及若干个均布设置在支架a73一侧的吸盘74；
[0073]
抽真空单元8，所述抽真空单元8包括设于所述机架1顶部的真空机81、设于所述机架1底面的第二伸缩组件82、与第二伸缩组件82连接设置的支架b83、对称设置在支架b83两侧的抽真空嘴84，所述抽真空嘴84通过管道与真空机81相连接；以及
[0074]
两组对称设置的热封单元9，所述热封单元9设于所述包装工作台41的上方，其一端与所述第二伸缩组件82的下端部固定连接，其另一端可沿导向槽4111水平滑动；
[0075]
其中，所述热封单元9包括：
[0076]
第一连杆组件91，所述第一连杆组件91的一端与所述第二伸缩组件82的下端部固定连接；
[0077]
热封板组件92，所述热封板组件92与所述第一连杆组件91相连接，所述第一连杆组件91用于驱动热封板组件92水平移动对包装袋进行热封。
[0078]
如图11-12所示，需要说明的是，所述支架a73为柔性材质，在其受力后，可弯曲为半圆形。
[0079]
需要说明的是，所述袋箱61的侧面设有门，用于添加包装袋；所述袋箱61顶部靠近所述袋子输送辊62一端设有定位台阶，该定位台阶与所述定位槽412匹配设置。
[0080]
如图13-16所示，其中，所述热封板组件92包括：
[0081]
第一热封板921，所述第一热封板921与所述第一连杆组件91相连接，其顶部对称设有两个旋转轴a9211，其侧面靠近底部对称设有两个通槽9212；
[0082]
两块对称设置的第二热封板922，所述第二热封板922的上端设有旋转轴b9221，两块所述第二热封板922对称铰接设于所述第一热封板921的两端；
[0083]
底座923，所述底座923滑动设于所述第一热封板921于第二热封板922的底部，其通过导向杆924穿过所述通槽9212滑动连接。
[0084]
需要说明的是，所述第二热封板922通过连接片925与第一热封板921铰接设置，封
口操作时，撑口单元7相对向内同时运动，使袋口缩小同时第二伸缩组件82向下伸出，带动第一连杆组件91运动，驱动第一热封板921靠近石墨加热器100的中心运动，此时由于铰接设置的第二热封板922向反向运动并最终卡在底座923的内壁上共同向前运动，实现第一热封板921前端先进行热封，此时抽真空嘴84深入到通孔201内部，进行抽真空，抽真空完成后，真空嘴退出，同时带动第一热封板921远离石墨加热器100的中心运动，此时由于铰接设置的第二热封板922与第三热封板向反向运动并实现边缘部分的袋口热封工作，真空嘴继续退出，撑口单元7相对向外同时运动，完成热封包装过程。
[0085]
如图10所示，作为改进，所述水平移动组件71包括：
[0086]
固定板711，所述固定板711设于所述机架1的底部，其侧面开设有t型槽7111；
[0087]
动力部a712，所述动力部a712设于所述机架1的顶部，其输出端穿过所述机架1且连接一齿轮7121，所述齿轮7121设于所述t型槽7111内；以及
[0088]
滑动杆713，所述滑动杆713对称滑动设于所述t型槽7111的内部且分布于所述齿轮7121的两侧，其一侧面为齿形结构，所述齿轮7121与所述滑动杆713啮合传动。
[0089]
需要说明的是，动力部a712同时控制滑动杆713的移动，保证在撑口过程稳定进行，保证撑开后的袋口中心位置保持不变。
[0090]
如图9所示，作为改进，所述第一连杆组件91包括与所述第二伸缩组件82相连接的第一驱动杆911、与所述导向槽4111滑动配合的水平移动杆912以及连接第一驱动杆911与水平移动杆912的连接杆913。
[0091]
实施例二
[0092]
如图6所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点；该实施例二与实施例一的不同之处在于：
[0093]
如图6所示，其中，所述机械手5包括水平旋转组件51、与所述水平旋转组件51连接的竖直伸缩组件52、与所述竖直伸缩组件52相连接的水平伸缩组件53、设置于所述水平伸缩组件53一端的第二连杆组件54以及两个对称设置在所述第二连杆组件54一端的夹钳55；所述夹钳55的形状与石墨加热器100匹配设置。
[0094]
需要说明的是，所述水平旋转组件51的底端设有旋转电机，所述夹钳55的内部设有柔性凸起551，使夹钳夹持石墨加热器时保护石墨加热器的外表面。
[0095]
如图6所示，作为改进，所述第二连杆组件54包括动力部b541、与所述动力部b541连接的第二驱动杆542以及与所述第二驱动杆542连接的输出杆543，所述输出杆543的顶部设有定位叉544。
[0096]
需要说明的是，所述定位叉544的内部尺寸与所述石墨电极的宽度尺寸匹配，其外部尺寸与所述内衬的凹槽202的宽度尺寸匹配。
[0097]
实施例三
[0098]
如图18-20所示，其中与实施例二中相同或相应的部件采用与实施例二相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例二的区别点；该实施例三与实施例二的不同之处在于：
[0099]
如图18所示，作为改进，所述第一输送机2上设有顶部带槽的第一定位通道21，该第一定位通道21与石墨加热器100的形状相匹配；所述第二输送机3上设有顶部带凸台的第
二定位通道22，该第二定位通道22与内衬200和外衬300的形状相匹配。
[0100]
需要说明的是，输送时，石墨加热器的电极通过第一定位通道21的顶部开设的槽进行定位输送，保证输送至机械手位置处的石墨电极方向保持一致。
[0101]
如图19所示，其中，所述内衬200的一端开设与石墨加热器100的电极101宽度尺寸匹配的凹槽202，该凹槽202的两端设置与石墨加热器100的电极孔102位置匹配的通孔201；所述内衬200的外径尺寸小于所述石墨加热器100的内径尺寸，所述内衬200的高度与所述石墨加热器100的高度匹配设置。
[0102]
需要说明的是，凹槽202与凸台相配合进行定位，保证内衬的输送方向保持一致。
[0103]
如图20所示，其中，所述外衬300的一端内径设有台阶301，该台阶301的高度与所述石墨加热器100的电极101的高度相匹配，所述外衬300带台阶301的一端面开设u型槽302，所述u型槽302的宽度与所述电极101的宽度匹配，所述外衬300的内径尺寸大于所述石墨加热器100的外径尺寸，所述台阶301的内径尺寸与所述内衬200的外径尺寸匹配设置。
[0104]
需要说明的是，u型槽302与凸台相配合进行定位，保证外衬的输送方向保持一致。
[0105]
如图8所示，作为改进，所述抽真空嘴84与电极孔102的位置匹配设置，且抽真空嘴84可深入所述通孔201内。
[0106]
工作过程：
[0107]
第一输送机2输送石墨加热器、第二输送机3输送内衬200和外衬300至机械手5夹取位置；
[0108]
包装袋输送单元6将包装袋通过袋子输送辊62输送至槽型开口4121，第一伸缩组件72向下伸出，水平移动组件71控制支架a73靠近包装袋同时吸盘74吸气，吸盘74将包装袋吸附住，水平移动组件71控制支架a73相对向外运动，使包装袋袋口打开，第一伸缩组件72向上运动，使包装袋被拉出袋箱；
[0109]
机械手5依次夹取内衬200、石墨加热器100、外衬300至包装袋内；
[0110]
水平移动组件71控制支架a73相对向内运动，使袋口预留与抽真空嘴84直径大小相同的宽度；
[0111]
抽真空单元8向下运动，同时热封板组件92在第一连杆组件91的作用下，相对向内运动，抽真空嘴84伸入至电极孔102内同时第一热封板921首先进行热封；
[0112]
打开真空机81，进行抽真空，按工艺时间抽取真空；
[0113]
真空控制满足要求后，抽真空单元8向上运动同时热封板组件92在第一连杆组件91的作用下，相对向外运动，第二热封板922相对向内运动，对剩余部分未热封的口部封口，封口结束的同时，抽真空嘴84完全脱离包装袋，完成包装；
[0114]
机械手5将包装完成的石墨加热器转移至第三输送机4上输出。
[0115]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。