专利名称：墙地砖自动装箱生产线的制作方法
技术领域：
本发明涉及墙地砖包装线，特别是将纸板折成箱体，并且将墙地砖装入箱体的墙
地砖自动装箱生产线。
背景技术：
依据生产线的动作流程，墙地砖自动装箱生产线包括有四个主要的机构，分别是上砖机构、纸板提取机构、纸箱成形机构以及码垛机构。四个机构分别用于将砖体放置到输送线上、将纸板提取放置到输送线上、将承载着砖体的纸板折成纸箱、将装着砖体的纸箱从输送线上搬下并码成垛。另有一些墙地砖自动装箱生产线还设置有砖体包角机构，用于将护角套在砖体顶角上。在现有技术中，墙地砖自动装箱生产线的上述机构都存在一定的缺陷。例如在上砖机构中，是利用机械手扳倒斜立在砖架上的砖体，任由砖体自由翻倒在输送线上，这样就会造成砖体的底部棱边在砖体翻倒的过程中与尚未翻倒的砖体发生刮碰，致使底部棱边崩边；又如在纸板提取机构中，采用吸盘式机械手将层叠的纸板逐一取出，由于层叠的纸板之间靠得很近，当上一层纸板与下一层纸板瞬间分离时，两层纸板之间就会产生真空，因而往往容易发生两张纸板被同时提取的误动作；又如在纸箱成形机构中，采用暂停输送线运行的方式使承载着砖体的纸板停止行进，以便让机械手将纸板的周边翻折形成纸箱，然而由于惯性力的作用，在输送线停止运行的瞬间，砖体与纸板之间，以及堆叠在纸板上的多块砖体之间会发生相对运动，造成错位，影响了纸箱的成形质量；再如，在码垛机构中，驱动机械手上下运动的升降机构和驱动平移机构上下运动的升降机构是两个不同的升降机构，此种结构方式导致机械结构复杂、维修不方便，而且两个升降机构需要精确配合，由此增加了控制电路的复杂性；再比如，在砖体包角机构中，在将护角套在砖体顶角上的过程中，整叠砖体始终压在纸板上，必须强制性地将护角插进砖体与纸板之间，这样很容易造成护角和砖体歪斜甚至造成护角和砖体损伤。总之，目前还没有一种墙地砖自动装箱生产线能够全部克服上述五种机构的缺陷，因此现有的墙地砖自动装箱生产线还不能满足实际生产要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够全部克服上砖机构、纸板提取机构、纸箱成形机构以及码垛机构所存在的上述缺陷的墙地砖自动装箱生产线。 为此，本发明所设计的墙地砖自动装箱生产线包括运送砖体和纸板的输送线，沿
着输送线设置有上砖机构、纸板提取机构、纸箱成形机构以及码垛机构，其中 a、上砖机构包括盛放砖体的砖架，以及将砖架上的砖体转移到输送线上的机械
手； b、纸板提取机构包括一个放置纸板的纸仓，用于折成纸箱的纸板层叠堆放在纸仓内，在纸仓的出口处设置有用于吸住纸板的板面并且拉扯纸板的吸盘式机械手；
c、纸箱成形机构包括翻折纸板的机械手；
d、码垛机构包括机架，夹持箱体的机械手，驱动机械手上下运动的升降机构，驱动机械手作平移运动的平移机构，以及驱动平移机构上下运动的升降机构；
本发明的特别之处在于 a、在所述的上砖机构中，机械手至少具有一段摆臂，摆臂连接有夹持砖体的手爪，摆臂带动砖体围绕摆臂的摆轴转动，摆臂的摆轴与放置在砖架上的砖体的位置关系为在摆臂带动砖体转动的起始时刻，砖体具有垂直于砖体平面的运动分量； b、在所述的纸板提取机构中，在纸仓的出口处设置有挡块，挡块顶触在纸仓出口处的第一层纸板的板面边缘附近，在纸仓的出口处的旁边设置有活动插件，插件的位置满足当纸仓出口处的第一层纸板被吸盘式机械手拉扯而发生板面弯曲拱起变形时，插件刚好对准第一层纸板与下一层纸板之间形成的空穴； c、在所述的纸箱成形机构中，在输送线的承载面下方设置有多个滚轮，多个滚轮与升降机构联接，升降机构带动滚轮升起的高度满足滚轮可将纸板托起悬离输送线的要求； d、在所述的码垛机构中，驱动平移机构上下运动的升降机构与驱动机械手上下运动的升降机构是同 一个升降机构。 本发明实现发明目的的动作原理是这样的 1、在上砖机构的动作过程中，先由机械手的手爪夹住斜立在砖架上的砖体，然后摆臂带动砖体围绕摆轴转动，以此将砖体翻转到输送线上。由于在摆臂带动砖体转动的起始时刻，砖体就已经具有垂直于砖体平面的运动分量，因此转动的砖体与停留在砖架上的砖体之间不会发生刮碰，由此避免了砖体崩边。 2、在纸板提取机构的动作过程中，吸盘式机械手吸取纸板的过程分为两个阶段，第一个阶段先用挡块顶触在纸板板面的边缘附近，再用吸盘式机械手吸住纸板的板面并且拉扯纸板，使纸板的板面在挡块的制约下发生弯曲拱起变形，致使该纸板与下一层纸板之间形成空穴，然后将活动插件插入到空穴中；第二个阶段继续用吸盘式机械手吸住纸板的板面并且拉扯纸板，使纸板产生更大的弯曲变形，直至纸板的边缘脱离挡块的制约，至此纸板被完全取出，至此可将活动插件撤回。从上述动作过程可见，本发明利用挡块强迫纸板产生弯曲拱起变形，以此杜绝两层纸板之间产生真空，而且在将纸板完全吸取出来的过程中，用活动插件隔挡下一层纸板，从而有效避免了两层纸板被同时取出。 3、在纸箱成形机构的动作过程中，当输送线将已经承载着砖体的纸板运送到纸箱成形工位时，升降机构立即将多个滚轮同时升起，多个滚轮一起将纸板连同纸板上的砖体托起，使纸板悬离输送线，被托起的纸板和砖体在滚轮上滑行直至停止，接着由机械手将纸板的周边翻折，使纸板折成纸箱，承载在纸板上的砖体随之包裹在纸箱内，接着升降机构带动多个滚轮回落到输送线下方，使成形的纸箱坐落到输送线上，于是纸箱连同包在纸箱内的砖体被输送线送往下一工位。从上述动作过程可见，本发明让承载着砖体的纸板停止行进的方式，是让纸板在滚轮上自然滑行而停止，由此避免了因纸板瞬间停止而造成砖体与纸板之间、砖体与砖体之间发生错位，提高了纸箱成形质量。 4、在码垛机构的动作过程中，仅用一个升降机构来带动机械手的升降和平移机构的升降，由此使得机械结构得以简化，便于维修，而且不存在控制两个升降机构精确配合的问题，由此可令控制电路也得以简化。
从上述对上砖机构、纸板提取机构、纸箱成形机构以及码垛机构的动作原理分析可见，本发明所述的墙地砖自动装箱生产线能够全部克服所述四个机构在"背景技术"一节中指出的缺陷。 本发明的优点体现在对墙地砖自动装箱生产线中的多个机构做了改进，从多方面提高了墙地砖自动装箱生产线的装箱质量，其中对纸箱成形机构的改进不但避免了因纸板瞬间停止而造成的错位，而且具有让纸板自动前后对中定位的优点，因为纸板在滚轮上可自由前后滑移，因此当前、后方位的机械手翻折纸板的时候，纸板就会自然停留在前后受力平衡的位置，由此也就更有利于提高纸箱成形质量。
图1是墙地砖自动装箱生产线中的上砖机构实施例1的机构简图； 图2是图1的另一状态视图； 图3是上砖机构实施例2的机构简图； 图4至图7是图3所示上砖机构的动作分解图； 图8是图3所示上砖机构的一种具体结构立体图； 图9是墙地砖自动装箱生产线中的纸板提取机构实施例1的立体结构图； 图10至图12是图9所示机构的动作过程分解图； 图13是图9所示机构将纸板放在运送砖体的输送线上的立体结构图； 图14是纸板提取机构实施例2的立体结构图； 图15和图16是图14所示机构的动作过程分解图； 图17是墙地砖自动装箱生产线中的纸箱成形机构的立体结构图； 图18是图17中的升降机构放大图； 图19是图17中的用于翻折纸板的左右两侧机械手的结构放大图； 图20至图21是图19所示机械手的动作过程分解图； 图22是图17中的用于翻折纸板的前后两侧的机械手结构放大图； 图23表示图22所示机械手在翻折纸板时的状态； 图24是图17中的与成形后的纸箱的四个顶角相对应的四个机械手结构放大图； 图25表示图24所示机械手在翻折纸板时的状态； 图26是墙地砖自动装箱生产线中的码垛机构的立体结构图； 图27是图26中的用于驱动机械手作平移运动的平移机构放大图； 图28是将图8所示的上砖机构与图14所示的纸板提取机构对接在一起的立体
图； 图29是将图14所示的纸板提取机构与图17所示的纸箱成形机构对接在一起的立体图； 图30是将图17的纸箱成形机构与一条具有扎带功能的输送线对接在一起的立体图； 图31是将图30中的具有扎带功能的输送线与图26所示的码垛机构对接在一起的立体图； 图32是在图17所示的纸箱成形机构中增设砖体包角机构后的立体结构6
图33至图36是图32中的砖体包角机构的动作过程分解图。
具体实施例方式
下面分别就墙地砖自动装箱生产线中的上砖机构、纸板提取机构、纸箱成形机构 以及码垛机构作详细说明。 上砖机构之实施例1如图1所示。上砖机构包括盛放砖体的砖架1 ，运送砖体的输 送线2，以及将砖架1上的砖体转移到输送线2上的机械手。本实施例的机械手只有一段 "L"形摆臂3，摆臂靠近摆轴4的部位分为可伸縮的两节3a、3b。摆臂3连接有夹持砖体的 手爪5、6。手爪5、6从砖体的上下两边夹持砖体，并可一次夹住四块砖体。手爪夹住砖体 后，摆臂3带动砖体围绕摆轴4转动，直至图2所示将四块砖体翻转到输送线2上。图1中 的圆弧形虚线表示其中一块砖体7的底部棱边围绕摆轴4转动的运动轨迹，箭头0A代表所 示运动轨迹在起始时刻的运动矢量，其方向就是运动轨迹在0点的切线方向。摆臂的摆轴4 与放置在砖架1上的砖体的位置关系，使得运动矢量OA可分解出垂直于砖体平面的运动分 量0A'，不仅如此，砖体7上的任何一点在砖体围绕摆轴4转动的起始时刻，其运动矢量都 可分解成垂直于砖体平面的运动分量。如此，充分保证了砖体不会与停留在砖架上的砖体8 发生刮碰，避免了砖体7崩边。图1和图2省略了驱动手爪5、6开合的具体结构，以及驱动 摆臂3转动的具体结构，这些结构可从常规的机械手结构中选用，例如可用气缸驱动摆臂3 转动，用气缸驱动手爪5 、 6开合。 上砖机构之实施例2如图3所示。本实施例的机械手具有铰接的两段摆臂9、 10， 前端摆臂9绕铰接轴13转动，后端摆臂IO绕摆轴14转动。夹持砖体的手爪连接在前端摆 臂9上。作为手爪的最佳结构，本实施例的手爪分为活动的钩爪11和固定的平底爪12，钩 爪ll由动力机构驱动来回摆动，使得钩爪ll既可勾住砖体的顶边又可放开砖体，平底爪12 承托砖体的底边。该手爪的动作原理是，首先如图4所示，依靠摆臂9和/或摆臂10的摆 动，由平底爪12将特定数量的砖体(图中为四块砖体)抬起，然后如图5所示，钩爪11向 下摆动勾住砖体的顶边，至此便将抬起的四块砖体夹住。这种结构的手爪的优点是便于准 确抓取特定数量的砖体，而且手爪无需大力夹紧砖体，大大降低了驱动钩爪11动作所需的 动力，也有利于保护砖体免受手爪夹伤。驱动两段摆臂9、10摆动的动力机构，以及驱动钩 爪11摆动的动力机构可采用气缸、电机等常规动力机构。从图5开始，两段摆臂9、10 —起 围绕摆轴14转动，被夹住的砖体随之也围绕摆轴14转动。图5中的箭头0B表示砖体7在 开始转动的起始时刻，其底部棱边的运动矢量，该运动矢量包含有垂直于砖体平面的运动 分量0B'，从而确保了砖体7不会与停留在砖架上的砖体8发生刮碰。当两段摆臂9、10转 动到图6所示状态时，承托在平底爪12上的四块砖体自然倒向前端摆臂9，前端摆臂9开始 承托砖体的部分重量。当两段摆臂9、10继续转动到图7所示状态时，四块砖体被放在输送 线2上，至此可令钩爪11回摆，放开砖体，待输送线2将砖体送走后，两段摆臂9、 10即可复 位。 作为对上砖机构的进一步该进，可将砖架连接在一个平移机构上，平移机构的移 动方向为驱使机械手与砖架相互靠近和远离的方向。利用平移机构来调整机械手与砖架的 距离，可以方便地调整机械手的平底爪12所能抬起的砖体数量，从而便于根据实际装箱要 求来调整每次上砖的砖体数量。作为等同的变化方式，也可将砖架固定，将机械手连接在平移机构上，或者还可以将砖架和机械手分别连接在不同的平移机构上。具体而言，图3中的 平移机构包括一辆带有行走动力的导轨车15，导轨车15可沿着导轨16来回移动，砖架1连 接在导轨车15上。砖架1与导轨车15的最简单连接方式，就是将砖架1摆放在导轨车15 上而不作任何固定连接。图8示出了图3的一种具体结构。为使视图清晰，图8仅示意性 地画出上砖机构中的部分机架。图8中的与图3相同的编号表示相同的构件，而且这些构 件的主要动作原理也与图3至图7相同，不再赘述。图8中的前端摆臂9由气缸17驱动， 后端摆臂10由气缸18驱动，钩爪11由气缸19驱动。图8与图3相比有一点改进图8中 的平移机构包括两辆并排排列的、带有行走动力的导轨车15a、15b，每辆导轨车各装载一个 砖架la、 lb，两辆导轨车的导轨16a、 16b —起滑动连接在另一导轨20上，该另一导轨20与 导轨车的导轨16a、16b垂直，使得两辆导轨车15a、15b可以横向移动。如此改进后，可以轮 流为两辆导轨车15a、 15b上的砖架la、 lb补充砖体，从而无需浪费补充砖体的时间，大大提 高了生产效率。 更细致的改进，最好在机械手与砖体接触的部位铺设胶垫。例如就图3所示实施 例而言，应在前端摆臂9、钩爪11、平底爪12上的与砖体接触的部位铺设胶垫，以此最大程 度地保护砖体。 纸板提取机构之实施例1如图9所示。纸板提取机构包括运送纸板的输送线31， 运送砖体的砖体输送线97，一个放置纸板的纸仓28，用于折成纸箱的纸板层叠堆放在纸仓 28内，在纸仓28的出口处设置有用于吸住纸板的板面并且拉扯纸板的吸盘式机械手22。本 实施例的吸盘式机械手22包括两个摆臂22a，摆臂上设置有多个吸盘22b，摆臂22a可绕着 摆轴22c摆动，摆轴22c安装在一块滑板96上，滑板96可由输送线31带动沿着导杆98滑 动。当两个摆臂22a绕着摆轴22c向上摆动贴近纸板时，可通过多个吸盘22b将纸板吸住； 当摆臂22a向下回摆复位时，可将纸板从纸仓28取出。在纸仓28的出口处设置有多个挡 块21，挡块21顶触在纸仓出口处的第一层纸板23的边缘附近。在纸仓出口处的旁边设置 有活动插件26，插件26的位置满足当纸仓出口处的第一层纸板23被吸盘式机械手22拉扯 而发生板面弯曲拱起变形时，插件26刚好对准第一层纸板23与下一层纸板之间形成的空 穴。本实施例中的挡块21顶触在纸板23的板面的上下两边边缘附近。挡块21带有滑轮 21a，这样可避免纸板脱离挡块21的时候被挡块21刮伤。本实施例中的活动插件26是气 缸29的活塞杆。气缸29固定在机架上。在纸仓出口处的左右两旁都设置有活动插件26。 下面结合图10至图12所示的动作原理图说明本实施例的动作原理。吸盘式机械手吸取纸 板的过程分为两个阶段，在第一个阶段中，如图10所示，挡块21顶触在纸板板面的边缘附 近，吸盘式机械手22吸住纸板23的板面然后开始拉扯纸板，机械手22在图10中的动作相 当于图9中的摆臂22a绕着摆轴22c向上转动，吸盘22b吸住纸板23的板面，然后摆臂22a 绕着摆轴22c向下回转；当图10中的吸盘式机械手22拉扯纸板23至图11所示状态时，纸 板23的板面在挡块21的制约和吸盘式机械手22的拉扯下发生弯曲拱起变形，纸板23与 下一层纸板24之间形成空穴25，然后将插件26插入到空穴25中，插件26在图11中的动 作相当于图9中的气缸29将插件26推出；在第二个阶段中，从图11开始，继续用吸盘式 机械手22吸住纸板23的板面并且拉扯纸板，使纸板23产生更大的弯曲变形，直至图12所 示状态，纸板23的边缘脱离挡块21的制约，纸板23被完全取出，机械手22在此过程中的 动作相当于图9中的吸盘22b吸住纸板23的板面，并且摆臂22a继续绕着摆轴22c向下回
8转，直至纸板23的边缘脱离挡块21的制约，纸板23被完全从纸仓28中取出，至此，可将图 11中的插件26撤回，也就是由图9中的气缸29将插件26拉回。取出纸板后，由输送线31 带动机械手的摆轴22c朝着运送砖体的输送线97靠近，接着摆臂22a绕着摆轴22c向下旋 转直至将纸板23放到运送砖体的输送线97上，如图13所示。当吸盘22b放开纸板后，即 可由输送线31带动滑板96连同摆轴22c、摆臂22a —起沿着导杆98滑动复位至图9所示 状态。 作为纸板提取机构的进一步改进，图14所示的另一实施例在图9的基础上增加了 两个吸盘式机械手27a、27b，两个吸盘式机械手27a、27b的结构相同，都是由气缸带动吸盘 动作。两个吸盘式机械手27a、27b的动作幅度既能满足将纸板23吸住并拉扯至板面发生 弯曲拱起变形的要求，又能保持纸板23被挡块21制约的状态。图14中的吸盘式机械手22 的动作幅度满足可将纸板23拉扯至完全脱离挡块21的要求。下面结合图15和图16的动 作过程分解图来说明图14所示实施例的动作原理和优点。由于图14中的两个吸盘式机械 手27a、27b的结构和功能完全相同，因此在图15和图16中只用一个吸盘式机械手27来代 表图14中的两个吸盘式机械手27a、27b。在用吸盘式机械手吸取纸板的两个阶段中，分别 由吸盘式机械手27和吸盘式机械手22独立完成吸住纸板的板面并且拉扯纸板的动作，亦 即在第一个阶段中，如图15所示，先由吸盘式机械手27吸住纸板23的板面并且拉扯纸板， 使纸板23的板面发生弯曲拱起变形；在第二个阶段中，当插入插件26后，再由吸盘式机械 手22吸住纸板23的板面并且拉扯纸板，同时吸盘式机械手27停止抽吸，由吸盘式机械手 22将纸板完全取出。取出纸板后，如图16所示，吸盘式机械手27可以立即吸住下一层纸 板24，为提取下一层纸板作好准备，这样可以显著提高工作效率。由于图14中的两个吸盘 式机械手27a、27b靠近纸板的边缘，加之纸板23可以弯曲，因此在吸盘式机械手22将纸板 23完全取出的过程中，两个吸盘式机械手27a、27b不会阻碍纸板的顺利取出。作为本实施 例的一种简化结构，可以将两个吸盘式机械手27a、27b中的一个取消，相应地，可将同侧的 一个活动插件26取消。 作为纸板提取机构的最佳实施方式，应如图9和图14那样，将纸仓28的出口开设 在纸仓的侧立面，纸仓28的底部由上往下朝着纸仓出口倾斜。如此，可使得上一层纸板23 被取出后，后续的纸板在重力作用下自动移向纸仓出口，有助于吸盘式机械手可靠地吸取 纸板。另一方面，还可如图9和图14那样，在纸仓28内设置有将纸板推向纸仓出口的推板 30。这样更有助于将纸板移向纸仓出口。驱动推板30前后运动的机构可采用丝杆-螺母 传动机构，或者齿轮-齿条传动机构，将电机的转动转化为螺母或者齿条的直线运动，进而 带动推板30前后运动。 纸箱成形机构的实施例如图17所示，包括输送线32，用于运送承载着砖体的纸 板。在输送线32的承载面下方设置有多个滚轮33，多个滚轮33与升降机构联接。同时参 见图17、图18，本实施例的升降机构由两块平台34、驱动平台上下运动的气缸35构成。多 个滚轮33均布安装在两块平台34上。当气缸35推动两块平台34向上升起时，可将承载 在滚轮33上的纸板托起悬离输送线32。当气缸35拉动两块平台34下降时，滚轮33下降 至输送线32的承载面以下，使成形的纸箱坐落到输送线32上。除采用气缸驱动的升降机 构外，还可采用由电机驱动的齿轮齿条升降机构来实现滚轮33的升降动作。
同时参见图17、图19，在输送线的左右两侧设置有由气缸91和翻转板92构成的
9机械手，以及由气缸42、曲臂41、连接在曲臂之间的压杆43构成的机械手。当输送线将砖 体连同纸板一起送到图20所示位置时，由图19中的气缸91带动翻转板92翻转，将纸板的 左右两侧向上翻折，形成图20所示的纸箱左右两个侧立面89。当输送线将砖体连同纸板一 起送到图21所示位置时，由图19中的气缸42带动曲臂41向上翻转，由压杆43将纸板的 已经竖起来的左右两个侧立面的上半部翻折，形成图21所示的纸箱顶部的左右两个顶部 折页44。在输送线将砖体连同纸板从图20送到图21的过程中，输送线左右两侧的护栏51 维持纸箱的左右两个侧立面竖立。 同时参见图17、图22，在对应于成形后的纸箱的前后两个方位设置有由气缸37、 曲臂36、连接在曲臂36之间的压板95构成的机械手。曲臂36端部设置有压轮38。当气 缸37带动曲臂36向上翻转时，如图23所示，砖体前后两边的纸板被压板95翻折形成纸箱 的前后两个侧立面39，再被压轮38翻折形成纸箱顶部的前后两个折页40。
同时参见图17、图24，在对应于成形后的纸箱的四个顶角位置处设置有四个机械 手，四个机械手都是由气缸47、气缸48、摆臂46构成。气缸47驱动摆臂46摆动。气缸47 坐落在气缸48上，由气缸48带动气缸47朝着接近或远离纸板的方向滑动，使摆臂46接近 或远离纸板。气缸48是缸动式气缸，其活塞杆49固定，缸体活动。当摆臂46靠近纸板时， 如图25所示，由气缸47带动摆臂46摆动九十度，摆臂46将纸板的四个凸耳50翻折形成 纸箱的四个折角。 以上关于机械手的布局位置和结构构成仅是列举性说明。在实际应用中，机械手 的布局位置和具体结构应根据纸箱的折叠结构而定，不限于上述实施例。例如假设纸箱的 四个顶角位置处没有凸耳50，则在图17中可省去图24所示的四个机械手。
下面结合图17至图25详细说明本实施例的动作过程。当图17中的输送线32将 已经承载着砖体的纸板运送到纸箱成形工位时，如图20所示状态，此时由图19中的气缸91 带动翻转板92翻转，将图20中的纸板88的左右两侧89向上翻折，形成纸箱的左右两个侧 立面；接着由输送线将砖体连同纸板一起送到图21所示位置，并且由护栏51保持纸箱的左 右两个侧立面维持在竖立的状态；当输送线将砖体连同纸板一起送到图21所示位置时，图 18中的气缸35推动两块平台34向上升起，滚轮33将纸板连同纸板上的砖体一起托起，使 纸板悬离输送线32，之后，纸板和砖体如同一个整体，在滚轮33上自然滑行直至停止，由此 避免了砖体与纸板之间、砖体与砖体之间因纸板的瞬间停止而发生错位，提高了纸箱成形 质量；接着如图24、图25所示，气缸48带动气缸47沿着活塞杆49滑动，使摆臂46接近纸 板，然后气缸47带动摆臂46摆动九十度，摆臂46将纸板的四个凸耳50翻折形成纸箱的四 个折角，形成折角后，摆臂46仍保持在图25所示位置；接着，前、后方位的机械手如图23所 示，由压板95和压轮38将砖体前后两边的纸板翻折形成纸箱的前后两个侧立面39，以及纸 箱顶部的前后两个折页40，至此，可由图25中的气缸48带动气缸47复位，并由气缸47带 动摆臂46复位至图24所示状态；接着，左、右方位的机械手如图21所示，由压杆43将纸箱 的左右两个侧立面的上半部翻折形成纸箱顶部的左右两个顶部折页44，至此，纸箱已成形， 承载在纸板上的砖体包裹在纸箱内；最后，图18中的气缸35拉动两块平台34下降复位，滚 轮33下降到输送线的承载面下方，使成形的纸箱坐落到输送线上。至此可由图17中的输 送线32将纸箱连同包在纸箱内的砖体一起送往下一工位。 作为进一步改进，图17所示的实施例在输送线32的上方设置有压条52，压条52悬离在输送线上方的位置，满足成形后的纸箱在被输送线32送往下一工位的过程中，纸箱 顶部的折页始终被压条52触压的要求。如此，可防止纸箱在输送线上行进的过程中发生松 散，更好地保证了纸箱成形质量。 码垛机构的实施例如图26所示，包括一个固定的机架53，输送线77，以及夹持箱 体的机械手。机械手由两块对置的夹板54、55以及驱动夹板的气缸56构成。在气缸56的 驱动下，两块对置的夹板54、55相向或相背运动，从而夹住或者放开箱体。驱动机械手作平 移运动的平移机构如图27所示，包括与升降机构连接的升降架75，升降架75由升降机构驱 动上下运动，升降架75上固定有导杆57，导杆57上滑动连接有滑动架58，夹持箱体的机械 手安装在滑动架58上，本实施例在滑动架58上设置有两副机械手，可同时夹住两个箱体。 滑动架58与同步带59连接，由同步带59拉动滑动架58沿着导杆57滑动，以此实现机械 手的平移运动，同步带59的驱动轮60由电机61通过蜗杆涡轮传动机构62驱动旋转(图 26和图27中仅画出蜗杆涡轮传动机构的外壳)。本实施例采用同步带和蜗杆涡轮传动的 方式来实现机械手的平移运动，具有定位准确的优点，而且利用了蜗杆涡轮传动机构具有 自锁功能的特点，使机械手能够稳定地停留在目标位置。电机61最好采用自带刹车装置的 刹车电机。作为平移机构的进一步改进，本实施例在滑动架58沿着导杆57滑动至行程终 点的位置，于滑动架58与升降架75之间设置有缓冲弹簧64。缓冲弹簧64套在导杆57的 两端。增设缓冲弹簧后，可使得滑动架58从运动到停止的过程更加柔和。该码垛机构的 主要特点在于，整个平移机构的上下运动以及机械手的上下运动都是由同一个升降机构完 成。在本实施例中，所述的升降机构是一个链条传动机构，该链条传动机构包括四条用于牵 拉平移机构上下运动的主链条65 68，四条主链条分别通过四条传动链69 72共同与一 根转轴73联接，转轴由带制动器的刹车电机74驱动旋转，以此带动四条主链条65 68 — 起同步转动。平移机构中的升降架75固定在四条主链条65 68上，当四条主链条65 68 —起同步转动时，带动整个平移机构上下运动，安装在滑动架58上的机械手也随着滑动 架58 —起上下运动。为使升降架运动平稳，在升降架75上安装有导轮63，在机架53上固 定有导轨76，导轮63沿着导轨76滚动。 下面结合图26、图27说明码垛机构实施例的动作原理。当墙地砖自动装箱生产 线的输送线77将装有砖体的箱体运送至终点后，图26中的电机61通过蜗杆涡轮传动机构 62以及同步带59驱动滑动架58沿着导杆57滑动，使机械手正对箱体的上方，然后由升降 机构中的电机74带动四条主链条65 68转动，使滑动架58下降至机械手可夹住箱体的 高度，然后机械手的气缸56带动两块对置的夹板54、55夹住箱体，接着升降机构中的四条 主链条65 68带动滑动架58升高，使箱体悬离输送线77，再接着，平移机构中的电机61 驱使滑动架58沿着导杆57滑动，使箱体横向偏离输送线77，然后升降机构中的四条主链条 65 68带动滑动架58下降，将箱体放在托盘(图26中未示出托盘)上，接着机械手放开 箱体，最后，升降机构中的四条主链条65 68带动滑动架58升高回位，为下一次搬运箱体 作准备。循环上述过程便可将箱体一层层地堆叠在托盘上，完成码垛。
以上分别介绍了墙地砖自动装箱生产线中的上砖机构、纸板提取机构、纸箱成形 机构以及码垛机构。由于受图纸尺寸大小的限制，无法将这四种机构对接在一起集中在一 幅图中。但是只要按照上砖机构、纸板提取机构、纸箱成形机构最后是码垛机构的顺序用输 送线将这些机构对接起来，就可以组成一条完整的墙地砖自动装箱生产线。用输送线将这
11些机构对接起来的方式，既可以是利用这些机构本身的输送线直接对接，也可以在两个机 构之间再增设一些具有一定功能的输送线。 例如图28所示的实施例就是采用在两个机构之间增设输送线的方式，将图8所示 的上砖机构与图14所示的纸板提取机构对接在一起。图28在上砖机构与纸板提取机构之 间增设了输送线99和输送线100，其中输送线99是具有对中功能的输送线，输送线100是 运送砖体的输送线。在输送线99的左右两侧设置有导轮101，当砖体经过左右两侧导轮时， 左右两侧导轮迫使砖体位于输送线的正中。在输送线100的正上方设置有抓持砖体的机械 手102，机械手102可上下升降并能沿着导轨103滑动到达纸板提取机构的砖体输送线97 的正上方。当砖体到达输送线100时，输送线100停止运行，机械手102下降并且从砖体的 四边将砖体夹住，然后机械手102升起并且沿着导轨103滑动至砖体输送线97的正上方， 此时纸板提取机构已经将一块纸板放在砖体输送线97上，接着机械手102下降，将砖体放 到纸板的正中位置。 在图29所示的实施例中，采用了将纸板提取机构与纸箱成形机构的输送线直接 对接的方式，将图14的纸板提取机构中的砖体输送线97与图17的纸箱成形机构中的输送 线32对接在一起。 在图30和图31共同表示的实施例中，采用在两个机构之间增设输送线的方式，将 图17的纸箱成形机构与图26的码垛机构对接在一起。在图30中，在纸箱成形机构的末 端对接有一条具有扎带功能的输送线104a 104c，具有扎带功能的输送线104a 104c 的末端再如图31所示通过输送线108与码垛机构对接。输送线104a 104c中的输送线 104b是皮带式输送线，输送线104a和104c都是辊筒式输送线。当已成形的纸箱经过输送 线104a时，输送线104a的扎带装置105往纸箱上捆绑扎带；接着纸箱经过输送线104b，输 送线104b中的可水平旋转的升降台106将纸箱举起并旋转九十度后再将纸箱放回到输送 线104b上；接着纸箱经过输送线104c，由输送线104c的扎带装置107再次往纸箱上捆绑 扎带，如此就实现了从两个垂直的方向上捆扎纸箱的功能。输送线108的作用是将纸箱从 位置较高的输送线104c输送到位置较低的码垛机构的输送线77。 作为对本发明的进一步改进，还可如图32所示在纸箱成形机构中增设砖体包角 机构。参见图32，砖体包角机构包括堆放护角的四个护角盒80，四个护角盒80所在的位置 分别对应砖体的四个顶角，四个护角盒80的下方分别设置有一套机械手总成，四套机械手 总成的结构相同，每套机械手总成主要由吸盘83、带动吸盘83作直线运动的气缸81、以及 带动吸盘83旋转的气缸82组成，在纸箱成形机构的输送线32的上方设置有两块夹持砖体 的夹板84，夹板84由气缸85驱动从砖体的前后两边夹持砖体，夹板84和驱动夹板动作的 气缸一起安装在升降台86上，升降台86由气缸87带动升降。 下面结合图33至图36具体说明图32所示砖体包角机构的动作原理。先如图33 所示，由纸箱成形机构的输送线32将上游工位运送过来的纸板88和堆叠在纸板88上的多 块砖体90 —起输送至包角工位，然后输送线32停止动作，连接在机架94上的气缸87带动 升降台86下降，气缸85推动夹板84从砖体的前后两侧边将整叠砖体90 —起夹住，接着由 气缸87将升降台86提起，夹板84夹着整叠砖体90随升降台86 —起升高，至图34所示状 态，整叠砖体90悬空在纸板88上方，接着由吸盘83吸取护角盒最底下的一个护角79，紧接 着气缸82驱使气缸81和吸盘83 —起旋转，然后由气缸81推送吸盘83，至图35所示状态，
12使护角79套在整叠砖体的顶角处，接着吸盘83停止吸气，气缸81带动吸盘83回退，气缸 82带动气缸81和吸盘83 —起回转至图32所示状态，同时，气缸87带动升降台86下降，已 经套好护角的整叠砖体90回落到纸板88上，至图36所示状态，在图36中，气缸85已经拉 回夹板84，将整叠砖体90放开，而且升降台86已经由气缸87提起复位，至此完成包角的全 部动作。接下来可由图32所示的纸箱成形机构中的气缸91带动翻转板92翻转，开始将纸 板折成纸箱的动作。 从上述包角动作过程可见，本发明所采用的砖体包角机构利用夹板84将整叠砖 体夹住，起到了对砖体进行对中定位的作用，提高了护角的准确定位性，而且先将整叠砖体 悬离纸板后再将护角套在砖体上，这就避免了强行将护角插进砖体与纸板之间而造成的护 角和砖体歪斜甚至损伤，大大提高了包角质量。
权利要求
一种墙地砖自动装箱生产线，包括运送砖体和纸板的输送线，沿着输送线设置有上砖机构、纸板提取机构、纸箱成形机构以及码垛机构，其中a、上砖机构包括盛放砖体的砖架，以及将砖架上的砖体转移到输送线上的机械手；b、纸板提取机构包括一个放置纸板的纸仓，用于折成纸箱的纸板层叠堆放在纸仓内，在纸仓的出口处设置有用于吸住纸板的板面并且拉扯纸板的吸盘式机械手；c、纸箱成形机构包括翻折纸板的机械手；d、码垛机构包括机架，夹持箱体的机械手，驱动机械手上下运动的升降机构，驱动机械手作平移运动的平移机构，以及驱动平移机构上下运动的升降机构；其特征在于a、在所述的上砖机构中，机械手至少具有一段摆臂，摆臂连接有夹持砖体的手爪，摆臂带动砖体围绕摆臂的摆轴转动，摆臂的摆轴与放置在砖架上的砖体的位置关系为在摆臂带动砖体转动的起始时刻，砖体具有垂直于砖体平面的运动分量；b、在所述的纸板提取机构中，在纸仓的出口处设置有挡块，挡块顶触在纸仓出口处的第一层纸板的板面边缘附近，在纸仓的出口处的旁边设置有活动插件，插件的位置满足当纸仓出口处的第一层纸板被吸盘式机械手拉扯而发生板面弯曲拱起变形时，插件刚好对准第一层纸板与下一层纸板之间形成的空穴；c、在所述的纸箱成形机构中，在输送线的承载面下方设置有多个滚轮，多个滚轮与升降机构联接，升降机构带动滚轮升起的高度满足滚轮可将纸板托起悬离输送线的要求；d、在所述的码垛机构中，驱动平移机构上下运动的升降机构与驱动机械手上下运动的升降机构是同一个升降机构。
2. 如权利要求1所述的墙地砖自动装箱生产线，其特征是在所述的上砖机构中，所述手爪分为活动的钩爪和固定的平底爪，钩爪由动力机构驱动来回摆动，使得钩爪既可勾住砖体的顶边又可放开砖体，平底爪承托砖体的底边。
3. 如权利要求2所述的墙地砖自动装箱生产线，其特征是在所述的上砖机构中，所述机械手与砖架二者任择其一连接在平移机构上，平移机构的移动方向为驱使机械手与砖架相互靠近和远离的方向。
4. 如权利要求3所述的墙地砖自动装箱生产线，其特征是在所述的上砖机构中，所述平移机构包括两辆并排排列的、带有行走动力的导轨车，每辆导轨车各装载一个砖架，两辆导轨车的导轨一起滑动连接在另一导轨上，该另一导轨与导轨车的导轨垂直。
5. 如权利要求2所述的墙地砖自动装箱生产线，其特征是在所述的上砖机构中，在机械手与砖体接触的部位铺设有胶垫。
6. 如权利要求l所述的墙地砖自动装箱生产线，其特征是在所述的纸板提取机构中，所述的用于吸住纸板的板面并且拉扯纸板的吸盘式机械手至少具有两个，其中一个吸盘式机械手的动作幅度既能满足将纸板吸住并拉扯至板面发生弯曲拱起变形的要求，又能保持纸板被挡块制约的状态，另一个吸盘式机械手的动作幅度满足可将纸板拉扯至完全脱离挡块的要求。
7. 如权利要求6所述的墙地砖自动装箱生产线，其特征是在所述的纸板提取机构中，纸仓的出口开设在纸仓的侧立面，纸仓的底部由上往下朝着纸仓出口倾斜。
8. 如权利要求7所述的墙地砖自动装箱生产线，其特征是在所述的纸板提取机构中，在纸仓内设置有将纸板推向纸仓出口的推板。
9. 如权利要求1所述的墙地砖自动装箱生产线，其特征是在所述的纸箱成形机构中，在输送线的上方设置有压条，压条悬离在输送线上方的位置，满足成形后的纸箱在被输送线送往下一工位的过程中，纸箱顶部的折页始终被压条触压的要求。
10. 如权利要求1所述的墙地砖自动装箱生产线，其特征是在所述的码垛机构中，所述平移机构包括与升降机构连接的升降架，升降架上固定有导杆，导杆上滑动连接有滑动架，夹持箱体的机械手安装在滑动架上，滑动架与同步带连接，由同步带拉动滑动架沿着导杆滑动，同步带的驱动轮由电机通过蜗杆涡轮传动机构驱动旋转。
11. 如权利要求IO所述的墙地砖自动装箱生产线，其特征是在所述的码垛机构中，在滑动架沿着导杆滑动至行程终点的位置，于滑动架与升降架之间设置有缓冲弹簧。
12. 如权利要求l所述的墙地砖自动装箱生产线，其特征是在纸箱成形机构中还设置有砖体包角机构，砖体包角机构包括堆放护角的四个护角盒，四个护角盒所在的位置分别对应砖体的四个顶角，四个护角盒的下方分别设置有一套机械手总成，四套机械手总成的结构相同，每套机械手总成主要由吸盘、带动吸盘作直线运动的气缸、以及带动吸盘旋转的气缸组成，在纸箱成形机构的输送线的上方设置有两块夹持砖体的夹板，夹板由气缸驱动从砖体的前后两边夹持砖体，夹板和驱动夹板动作的气缸一起安装在升降台上，升降台由气缸带动升降。
全文摘要
本发明公开了一种墙地砖自动装箱生产线。该生产线包括运送砖体和纸板的输送线，沿着输送线设置有上砖机构、纸板提取机构、纸箱成形机构以及码垛机构。其中上砖机构在摆臂带动砖体转动的起始时刻，砖体具有垂直于砖体平面的运动分量，可避免砖体砖体崩边；纸板提取机构利用挡块强迫纸板产生弯曲拱起变形，可避免两层纸板被同时取出；纸箱成形机构让承载着砖体的纸板在滚轮上自然滑行而停止，避免了因纸板瞬间停止而造成砖体与纸板之间、砖体与砖体之间发生错位；码垛机构仅用一个升降机构来带动机械手的升降和平移机构的升降，由此使得机械结构得以简化，便于维修。本发明从多方面提高了墙地砖自动装箱生产线的装箱质量。
文档编号B65B35/30GK101700814SQ20091020742
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者付雷, 冯竞浩, 石邵勇, 黄斌, 黄秋林 申请人:广东一鼎科技有限公司