一种产品装箱包装机及其使用方法与流程

本发明涉及一种产品装箱设备，尤其是涉及一种产品装箱包装机及其使用方法。

背景技术：

在纸箱中交叉放入多层纸隔板和产品，目前主要的技术为多工位串联放置，即单个工位放置单层纸隔板或产品。就单个纸隔板放置工位而言，传统的在纸箱内放置纸隔板的技术为采用人工手动放置或斜坡下滑式，人工将纸隔板手动放置纸箱内，费时费力，效率低下，成本高；斜坡下滑式放纸隔板，则在生产现场占地面积较大，且容易产生放不到位的情况。

技术实现要素：

本发明主要是针对现上述问题，提供一种能够实现自动化装箱、提高纸隔板装夹效率、提升整个包装工序的效率、缩短生产周期的产品装箱包装机及其使用方法。

本发明的目的主要是通过下述方案得以实现的：一种产品装箱包装机，包括机架，还包括：用于传送包装箱的传送装置，传送装置位于机架上；用于对包装箱内部夹装纸隔板的底层纸隔板夹装装置，底层纸隔板夹装装置位于机架中部，底层纸隔板夹装装置包括纸隔板框架和用于抓取纸隔板的抓取装置；用于对包装箱内抓取产品的产品夹装装置，产品夹装装置包括产品叠放机构、机械臂和围绕在机械臂旁边的纸隔板框架，机械臂的抓取端设置有用于吸附产品和纸隔板的真空吸附架，产品叠放机构包括产品传送带、与产品传送带交错设置的叠放传送带和用于将叠放的产品推送至抓取工位的平推装置，叠放传送带上间隔设置有挡板，挡板垂直于叠放传送带，平推装置包括位于叠放传送带末端的平推缸和设置在平推缸上的推动架。包装箱由传送装置的输入端输入，沿着传送装置进给，当包装箱到达底层纸隔板夹装装置处时，传送装置停止，包装箱位于底层纸隔板夹装装置处，抓取装置从纸隔板框架内抓取纸隔板装入包装箱内。包装箱继续沿着传送装置进给，当包装箱到达产品夹装装置处时，叠放机构将产品有序叠放，机械臂利用抓取端的吸附作用将产品从叠放机构处抓取至包装箱内，机械臂再从纸隔板框架内抓取新的纸隔板装入包装箱的产品上方。如果需要装入多层产品，可以再利用机械臂抓取一层产品装入包装箱内。包装箱继续沿着传送装置进给输出。在底层纸隔板夹装装置运作过程中，产品由产品传送带输入至叠放传送带处，利用间隔设置的挡板将产品有序叠放，当挡板跟随叠放传送带移动时，能够对产品进行翻转和运送，当叠放的产品运送到平推装置处时，平推缸带动推动架将挡板之间的产品推送至产品抓取工位处，便于机械臂抓取。整个设备可以利用现有的plc控制实现传送装置传送，无需人工放置纸隔板，提高纸隔板的夹装精度，提高包装效率，缩短包装周期，增大产能。

作为优选，所述的抓取装置包括立架、横梁、用于夹装纸隔板的机械手、用于带动机械手升降的升降机构和用于带动升降机构在横梁上水平移动的平移机构，升降机构和平移机构均位于横梁上。横梁上的平移机构带动升降机构和机械手到达纸隔板框架上方，升降机构带动机械手深入到纸隔板框架内，利用机械手抓取纸隔板，升降机构带动机械手和纸隔板上移至纸隔板框架上方，平移机构带动机械手和纸隔板平移至包装箱上方，升降机构带动机械手和纸隔板下移至包装箱内，完成纸隔板的夹装。升降机构带动机械手上移至包装箱上方，传送装置再次启动，带动带有纸隔板的包装箱进给。

作为优选，还包括导向机构包括位于传送装置两侧的限位导轨，限位导轨远离纸箱的一侧横向间隔设置有若干个连接杆，机架上固定设置有若干个与连接杆对应的定位柱，定位柱上径向贯穿设置有若干个定位孔，连接杆贯穿与定位孔内，定位柱的轴线处设置有用于压紧连接杆的压紧螺栓。限位导轨通过连接杆连接在定位柱上，连接杆贯穿定位柱上的定位孔内，利用定位柱轴线方向的压紧螺栓压紧连接杆，实现限位导轨的固定。旋松压紧螺栓便可以调节连接杆位置，进而调整限位导轨的位置，以适应不同宽度的包装箱，增大整个设备的适用范围。

作为优选，所述的机械手包括定位盘和若干个设置在定位盘上的负压吸附盘，定位盘上设置有检测机构，检测机构包括竖直设置的滑动检测杆，供滑动检测杆上下滑动的滑动架，滑动架上设置有接触开关。机械手包括定位盘和负压吸附盘，负压吸附盘固定在定位盘上，利用真空泵对负压吸附盘抽真空，使负压吸附盘表面形成负压，利用负压吸附盘表面的负压对纸隔板进行吸附，实现纸隔板的抓取。在升降机构带动定位盘下移时，滑动检测杆优先与纸隔板接触，随着定位盘继续下移，负压吸附盘与纸隔板接触并吸附，此时，滑动检测杆受压后沿着滑动架上移并触发接触开关，触发接触开关后能够控制升降机构停止下移，避免机械手对纸隔板过度挤压。

作为优选，所述的升降机构包括升降架、与升降架滑动连接的连接架和升降链条，连接架与平移机构相连。升降架用于连接机械手，升降架能够沿着连接架上下移动，通过升降链条实现升降架的提升和下移，连接架用于连接平移机构，使得平移机构能够带动整个升降机构平移。

作为优选，所述的平移机构包括平移轨道、与平移轨道滑动连接的平移架和平移链条，平移架与升降机构相连。平移轨道位于横梁上，在平移轨道上滑动连接有平移架，平移链条的往复运动能够带动平移架的往复运动，利用平移架的往复运动带动升降机构在包装箱与纸隔板框架之间平移。

作为优选，所述的机架上设置有用于对包装箱顶层夹装纸隔板的顶层纸隔板夹装装置，顶层纸隔板夹装装置的结构与底层纸隔板夹装装置相同。包装箱装入一层或者多层产品后到达顶层纸隔板夹装装置处，利用与底层纸隔板夹装装置结构相同的顶层纸隔板夹装装置对产品放上装入顶层的纸隔板，完成装箱。

作为优选，所述的传送装置的输入端处设置有用于展开包装箱的开箱机，所述的传送装置的输出端处设置有用于对包装箱封箱的封箱机。包装箱由开箱机展开成顶端开口的包装箱，当包装箱完成装箱后到达封箱机处，利用封箱机实现包装箱的打包封箱。开箱机和封箱机可以采用现有的设备。

作为优选，传动装置包括同轴设置在导辊上的传动链轮、与传动链轮啮合的传动链、用于带动传动链运动的驱动链轮和用于带动驱动链轮旋转的驱动电机，传送装置靠近底层纸隔板框架的位置处设置有行程开关，传送装置上设置有用于整理纸隔板位置的整理机构，整理机构位于传送装置的传送方向的末端，整理机构包括与传动链啮合的转动链轮、与转动链轮同轴设置的驱动轴和偏心设置在驱动轴中部的整理辊，驱动轴上固定套设有第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮位于整理辊的一侧，第二凸轮位于整理辊的另一侧，第一凸轮、第二凸轮和整理辊的凸出位置均呈空间交错设置。传动装置采用驱动电机带动驱动链轮旋转，进而带动传动链运动，传动链的运动能够带动传动链轮转动，实现导辊的旋转，利用导辊的旋转带动包装箱移动，实现包装箱传送。传送机构靠近纸隔板框架的位置处设置有行程开关，即当包装箱通过传送机构传送至行程开关处时，行程开关触发后使传送装置停止，包装箱的位置能够刚好位于机械手的正下方。当机械手下降并将纸隔板深入到包装箱内后，机械手上移至包装箱上方，包装箱继续传送至整理机构，传动链带动导辊旋转的同时能够带动转动链轮旋转，转动链轮的旋转能够带动驱动轴旋转，驱动轴的旋转能够带动整理辊和位于整理辊两侧的第一凸轮和第二凸轮旋转。由于整理辊与驱动轴偏心设置，即整理辊具有凸出的位置，当包装箱接触到整理辊时，整理辊的旋转能够使包装箱出现脉冲的上下波动。当包装箱向上波动时，包装箱出现小幅度的前后倾斜，此时，包装箱内的纸隔板会因为包装箱底面的倾斜而形成滑动，调整纸隔板的位置。避免纸隔板在包装箱内发生倾斜。随着驱动轴的转动，第一凸轮和第二凸轮转动，第一凸轮和第二凸轮分别位于包装箱的两侧，由于第一凸轮、第二凸轮和整理辊的凸出位置均呈空间交错设置，能够使包装箱的两侧形成脉冲的上下波动，当包装箱的一侧向上波动时，包装箱的左右方向形成倾斜，纸隔板能够在包装箱内调整位置，避免纸隔板在包装箱内倾斜。当包装箱经过整理机构时，随着包装箱的进给，随着第一凸轮、整理辊和第二凸轮的旋转，使包装箱的前后两侧和左右两侧间歇的出现上下波动，包装箱在传送机构上出现左右两侧和前后两侧的小幅度摆动，即使纸隔板在包装箱内发生倾斜，依然能够通过整理机构进行调整，使纸隔板与包装箱底面贴合。通过整理机构的设置，可以在纸隔板装入时调整升降机构的深入的程度。即升降机构只需要带动机械手和机械手上的纸隔板下移至包装箱内的上端，无需深入到包装箱底部，便可以将纸隔板下放，让纸隔板在包装箱内自由落体，升降机构下移的深度缩短了，上移复位的行程缩短了，极大的减小了纸隔板的装入时间。即使纸隔板在包装箱内自由落体发生倾斜，依然能够通过整理机构使得包装箱前后左右波动，保证纸隔板能够与包装箱底面贴合。

上述的产品装箱包装机的使用方法，步骤如下：步骤1）：包装箱经过开箱机展开形成顶端开口结构，顶端开口的包装箱进入传送装置；步骤2）：包装箱到达底层纸隔板夹装装置处，平移机构带动升降机构平移至纸隔板框架上方，升降机构带动机械手下移至纸隔板框架内，滑动检测杆接触纸隔板后上移触发接触开关，负压吸附盘处产生负压吸附纸隔板，升降机构带动纸隔板上移至纸隔板框架上方，平移机构带动升降机构平移至纸箱上方，升降机构带动纸隔板下移至纸箱内部，负压吸附盘停止，纸隔板放置在纸箱内，升降机构带动定位盘上移至纸箱上方，完成底层的纸隔板夹装；步骤3）：在步骤2）运行过程中，产品经过产品叠放机构有序叠放，机械臂抓取叠放的产品装入包装箱；机械臂在周围的纸隔板框架内抓取纸隔板放入包装箱的产品上；再利用机械臂抓取叠放的产品装入包装箱；骤4）：包装箱到达顶层纸隔板夹装装置，将顶层纸隔板放入包装箱；步骤5）：包装箱到达封箱机进行打包，完成整个封箱。

作为优选，步骤2）中，升降机构带动纸隔板下移至包装箱内部的上方位置时，负压吸附盘停止，纸隔板在包装箱内自由落体；步骤3）中，驱动电机启动后，传送链带动转动链轮旋转，转动链轮带动驱动轴旋转，驱动轴带动第一凸轮、第二凸轮和整理辊旋转，第一凸轮的凸出位置与包装箱底面接触并转动时，带动包装箱靠近第一凸轮的一侧翘起；第二凸轮的凸出位置与包装箱底面接触并转动时，带动包装箱靠近第二凸轮的一侧翘起；偏心设置的整理辊的凸出位置与包装箱底面接触并转动时，带动包装箱靠近整理辊的一端翘起，随着包装箱的进给，完成包装箱左右两侧和前后两侧的脉冲晃动，对包装箱内部的纸隔板位置实现调整，使纸隔板与包装箱底面贴合。

因此，本发明的一种产品装箱包装机及其使用方法具备下述优点：整个设备可以利用现有的plc控制实现传送装置传送，无需人工放置纸隔板，提高纸隔板的夹装精度，提高包装效率，缩短包装周期，增大产能。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是本发明中底层纸隔板夹装装置的结构示意图；

附图3是附图2的侧视图；

附图4是附图2的立体图；

附图5是附图2中a处局部放大图；

附图6是实施例2中整理机构的结构示意图。

图示说明：1-机架，2-立架，3-横梁，4-纸隔板框架，5-传动链，6-导辊，7-包装箱，8-升降链条，9-平移链条，10-纸隔板，11-限位导轨，12-连接杆，13-压紧螺栓，14-定位柱，15-开箱机，16-封箱机，17-底层纸隔板夹装装置，18-叠放机构，19-机械臂，20-定位盘，21-负压吸附盘，22-滑动检测杆，23-滑动架，24-接触开关，25-转动链轮，26-驱动轴，27-整理辊，28-第一凸轮，29-第二凸轮，30-真空吸附架，31-顶层纸隔板夹装装置，32-产品传送带，33-挡板。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1、2、3、4、5所示，一种产品装箱包装机，包括机架1，还包括：用于传送包装箱的传送装置，传送装置位于机架上；用于对包装箱内部夹装纸隔板10的底层纸隔板夹装装置17，底层纸隔板夹装装置位于机架中部，底层纸隔板夹装装置包括纸隔板框架4和用于抓取纸隔板的抓取装置；用于对包装箱内抓取产品的产品夹装装置，产品夹装装置包括产品叠放机构18、机械臂19和围绕在机械臂旁边的纸隔板框架，机械臂的抓取端设置有用于吸附产品和纸隔板的真空吸附架30，产品叠放机构包括产品传送带32、与产品传送带交错设置的叠放传送带和用于将叠放的产品推送至抓取工位的平推装置，叠放传送带上间隔设置有挡板33，挡板垂直于叠放传送带，平推装置包括位于叠放传送带末端的平推缸和设置在平推缸上的推动架。抓取装置包括立架2、横梁3、用于夹装纸隔板的机械手、用于带动机械手升降的升降机构和用于带动升降机构在横梁上水平移动的平移机构，升降机构和平移机构均位于横梁上。还包括导向机构包括位于传送装置两侧的限位导轨11，限位导轨远离纸箱的一侧横向间隔设置有若干个连接杆12，机架上固定设置有若干个与连接杆对应的定位柱14，定位柱上径向贯穿设置有若干个定位孔，连接杆贯穿与定位孔内，定位柱的轴线处设置有用于压紧连接杆的压紧螺栓13。机械手包括定位盘20和若干个设置在定位盘上的负压吸附盘21，定位盘上设置有检测机构，检测机构包括竖直设置的滑动检测杆22，供滑动检测杆上下滑动的滑动架23，滑动架上设置有接触开关24。升降机构包括升降架、与升降架滑动连接的连接架和升降链条8，连接架与平移机构相连。平移机构包括平移轨道、与平移轨道滑动连接的平移架和平移链条9，平移架与升降机构相连。机架上设置有用于对包装箱顶层夹装纸隔板的顶层纸隔板夹装装置31，顶层纸隔板夹装装置的结构与底层纸隔板夹装装置相同。传送装置的输入端处设置有用于展开包装箱的开箱机15，传送装置的输出端处设置有用于对包装箱封箱的封箱机16。

上述的产品装箱包装机的使用方法，步骤如下：步骤1）：包装箱经过开箱机展开形成顶端开口结构，顶端开口的包装箱进入传送装置；步骤2）：包装箱到达底层纸隔板夹装装置处，平移机构带动升降机构平移至纸隔板框架上方，升降机构带动机械手下移至纸隔板框架内，滑动检测杆接触纸隔板后上移触发接触开关，负压吸附盘处产生负压吸附纸隔板，升降机构带动纸隔板上移至纸隔板框架上方，平移机构带动升降机构平移至纸箱上方，升降机构带动纸隔板下移至纸箱内部，负压吸附盘停止，纸隔板放置在纸箱内，升降机构带动定位盘上移至纸箱上方，完成底层的纸隔板夹装；步骤3）：在步骤2）运行过程中，产品经过产品叠放机构有序叠放，机械臂抓取叠放的产品装入包装箱；机械臂在周围的纸隔板框架内抓取纸隔板放入包装箱的产品上；再利用机械臂抓取叠放的产品装入包装箱；骤4）：包装箱到达顶层纸隔板夹装装置，将顶层纸隔板放入包装箱；步骤5）：包装箱到达封箱机进行打包，完成整个封箱。

包装箱由传送装置的输入端输入，沿着传送装置进给，当包装箱到达底层纸隔板夹装装置处时，传送装置停止，包装箱位于底层纸隔板夹装装置处，抓取装置从纸隔板框架内抓取纸隔板装入包装箱内。包装箱继续沿着传送装置进给，当包装箱到达产品夹装装置处时，叠放机构将产品有序叠放，机械臂利用抓取端的吸附作用将产品从叠放机构处抓取至包装箱内，机械臂再从纸隔板框架内抓取新的纸隔板装入包装箱的产品上方。如果需要装入多层产品，可以再利用机械臂抓取一层产品装入包装箱内。包装箱继续沿着传送装置进给输出。在底层纸隔板夹装装置运作过程中，产品由产品传送带输入至叠放传送带处，利用间隔设置的挡板将产品有序叠放，当挡板跟随叠放传送带移动时，能够对产品进行翻转和运送，当叠放的产品运送到平推装置处时，平推缸带动推动架将挡板之间的产品推送至产品抓取工位处，便于机械臂抓取。整个设备可以利用现有的plc控制实现传送装置传送，无需人工放置纸隔板，提高纸隔板的夹装精度，提高包装效率，缩短包装周期，增大产能。横梁上的平移机构带动升降机构和机械手到达纸隔板框架上方，升降机构带动机械手深入到纸隔板框架内，利用机械手抓取纸隔板，升降机构带动机械手和纸隔板上移至纸隔板框架上方，平移机构带动机械手和纸隔板平移至包装箱上方，升降机构带动机械手和纸隔板下移至包装箱内，完成纸隔板的夹装。升降机构带动机械手上移至包装箱上方，传送装置再次启动，带动带有纸隔板的包装箱进给。限位导轨通过连接杆连接在定位柱上，连接杆贯穿定位柱上的定位孔内，利用定位柱轴线方向的压紧螺栓压紧连接杆，实现限位导轨的固定。旋松压紧螺栓便可以调节连接杆位置，进而调整限位导轨的位置，以适应不同宽度的包装箱，增大整个设备的适用范围。机械手包括定位盘和负压吸附盘，负压吸附盘固定在定位盘上，利用真空泵对负压吸附盘抽真空，使负压吸附盘表面形成负压，利用负压吸附盘表面的负压对纸隔板进行吸附，实现纸隔板的抓取。在升降机构带动定位盘下移时，滑动检测杆优先与纸隔板接触，随着定位盘继续下移，负压吸附盘与纸隔板接触并吸附，此时，滑动检测杆受压后沿着滑动架上移并触发接触开关，触发接触开关后能够控制升降机构停止下移，避免机械手对纸隔板过度挤压。升降架用于连接机械手，升降架能够沿着连接架上下移动，通过升降链条实现升降架的提升和下移，连接架用于连接平移机构，使得平移机构能够带动整个升降机构平移。平移轨道位于横梁上，在平移轨道上滑动连接有平移架，平移链条的往复运动能够带动平移架的往复运动，利用平移架的往复运动带动升降机构在包装箱与纸隔板框架之间平移。包装箱装入一层或者多层产品后到达顶层纸隔板夹装装置处，利用与底层纸隔板夹装装置结构相同的顶层纸隔板夹装装置对产品放上装入顶层的纸隔板，完成装箱。包装箱由开箱机展开成顶端开口的包装箱，当包装箱完成装箱后到达封箱机处，利用封箱机实现包装箱的打包封箱。开箱机和封箱机可以采用现有的设备。

实施例2：本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处在于，如图6所示，传送机构靠近纸隔板框架的位置处设置有行程开关，传送机构上设置有用于整理纸隔板位置的整理机构，整理机构位于传送机构的传送方向的末端，整理机构包括与传动链啮合的转动链轮25、与转动链轮同轴设置的驱动轴26和偏心设置在驱动轴中部的整理辊27，驱动轴上固定套设有第一凸轮28和第二凸轮29，第一凸轮位于整理辊的一侧，第二凸轮位于整理辊的另一侧，第一凸轮、第二凸轮和整理辊的凸出位置均呈空间交错设置。传送机构靠近纸隔板框架的位置处设置有行程开关，即当包装箱通过传送机构传送至行程开关处时，行程开关触发后使传送装置停止，包装箱的位置能够刚好位于机械手的正下方。当机械手下降并将纸隔板深入到包装箱内后，机械手上移至包装箱上方，包装箱继续传送至整理机构，传动链带动导辊旋转的同时能够带动转动链轮旋转，转动链轮的旋转能够带动驱动轴旋转，驱动轴的旋转能够带动整理辊和位于整理辊两侧的第一凸轮和第二凸轮旋转。由于整理辊与驱动轴偏心设置，即整理辊具有凸出的位置，当包装箱接触到整理辊时，整理辊的旋转能够使包装箱出现脉冲的上下波动。当包装箱向上波动时，包装箱出现小幅度的前后倾斜，此时，包装箱内的纸隔板会因为包装箱底面的倾斜而形成滑动，调整纸隔板的位置。避免纸隔板在包装箱内发生倾斜。随着驱动轴的转动，第一凸轮和第二凸轮转动，第一凸轮和第二凸轮分别位于包装箱的两侧，由于第一凸轮、第二凸轮和整理辊的凸出位置均呈空间交错设置，能够使包装箱的两侧形成脉冲的上下波动，当包装箱的一侧向上波动时，包装箱的左右方向形成倾斜，纸隔板能够在包装箱内调整位置，避免纸隔板在包装箱内倾斜。当包装箱经过整理机构时，随着包装箱的进给，随着第一凸轮、整理辊和第二凸轮的旋转，使包装箱的前后两侧和左右两侧间歇的出现上下波动，包装箱在传送机构上出现左右两侧和前后两侧的小幅度摆动，即使纸隔板在包装箱内发生倾斜，依然能够通过整理机构进行调整，使纸隔板与包装箱底面贴合。通过整理机构的设置，可以在纸隔板装入时调整升降机构的深入的程度。即升降机构只需要带动机械手和机械手上的纸隔板下移至包装箱内的上端，无需深入到包装箱底部，便可以将纸隔板下放，让纸隔板在包装箱内自由落体，升降机构下移的深度缩短了，上移复位的行程缩短了，极大的减小了纸隔板的装入时间。即使纸隔板在包装箱内自由落体发生倾斜，依然能够通过整理机构使得包装箱前后左右波动，保证纸隔板能够与包装箱底面贴合。缩短了升降机构深入纸箱内的深入以及升降机构复位的行程，能够极大的缩短纸隔板装入时间，每个纸隔板装入的时间能够缩短15-30秒，平均每个设备每天能够增加40-50个包装箱的纸隔板装配，产能得到极大的提升。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。