一种自动取袋、装料、转送的包装的制造方法
【专利摘要】本发明涉及自动取袋、装料、转送的包装机，包括沿垂直方向设置的机架，设于机架上的料筒以及与料筒相连的出料喷嘴，其特征在于：还包括设于出料喷嘴上方的机械手装置，和设于出料喷嘴下方的承接装置；机械手装置包括设于机架上的机械臂，机械臂一端为连接端，另一端为自由端，机械臂可绕连接端转动的设于机架上，自由端设有吸盘，机械手装置还包括能够驱动机械臂绕连接端转动的第一驱动装置，和能够驱动吸盘沿机械臂延伸方向靠近和远离自由端的第二驱动装置；承接装置包括承接板和驱动气缸，承接板可转动的设于机架上，驱动气缸沿伸缩方向的一端固定于机架，另一端与承接板轴接。本发明的包装机，能够自动、顺畅、高效的完成取袋、装料和转送。
【专利说明】一种自动取袋、装料、转送的包装机
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种机械设备，尤其涉及一种包装机械。
【背景技术】
[0002]包装机广泛应用于食品，医药，日化五金等行业产品的灌装，灌装形式主要有袋装和瓶装。其中的一种袋式包装即是通过包装机将物料充填到包装袋中，然后进行封口、转运和储存的过程。传统的包装机需要人工抓取空包装袋，并将包装袋套在出料喷嘴出口，进行套袋操作，并且包装机与输送设备间也没有顺畅的转运装置，包装完成后需要人工搬运，不仅浪费人力，且效率较低。
【发明内容】
[0003]本发明克服了现有技术的不足，提供一种能够自动、顺畅、高效的完成取袋、装料和转送操作，节省人力资源，灵活而适应性好的包装机。
[0004]为达到上述目的，本发明采用的技术方案为:一种自动取袋、装料、转送的包装机，包括沿垂直方向设置的机架，设于所述机架上的料筒以及与所述料筒的出口相连的出料喷嘴，所述料筒的轴线沿垂直方向，出料喷嘴的轴线横向延伸，其特征在于:还包括设于所述出料喷嘴上方的机械手装置，和设于出料喷嘴下方的承接装置；所述机械手装置包括设于所述机架上的杆状机械臂，所述机械臂的一端为连接端，另一端为自由端，所述机械臂可绕连接端转动的设于所述机架上，自由端设有吸盘，所述机械手装置还包括能够驱动所述机械臂绕连接端转动的第一驱动装置，和能够驱动所述吸盘沿机械臂延伸方向靠近和远离所述自由端的第二驱动装置；所述承接装置包括设于所述机架上的承接板和驱动气缸，所述承接板可转动的设于机架上，所述驱动气缸沿伸缩方向的一端固定于所述机架，另一端与所述承接板轴接。
[0005]优选的，所述机架上设有第一转轴，所述连接端轴接于所述第一转轴，机械手装置还包括驱动所述第一转轴自转的第三驱动装置。
[0006]优选的，所述第一驱动装置为第一气缸，第一气缸沿伸缩方向的一端轴接于所述机械臂连接端，另一端固定。
[0007]优选的，所述第二驱动装置为第二气缸，第二气缸沿伸缩方向的一端固定于所述机械臂，另一端与所述吸盘连接；所述机械臂上还设有一平行所述第二气缸设置的导向气缸，所述导向气缸沿伸缩方向的一端固定于所述机械臂，另一端也与所述吸盘连接。
[0008]优选的，所述机械手装置还包括设于所述机械臂自由端的机械爪，所述机械爪包括各有一端轴接于所述机械臂的两个C形手指，和能够驱动两个手指张开和合拢的第三气缸。
[0009]优选的，所述承接板包括纵向设置的第二转轴，和设于所述第二转轴上方两端的两块分接板，所述分接板包括与第二转轴所在横向平面成钝角的倾斜部。
[0010]优选的，所述钝角的角度为170° -175°。[0011]优选的，所述承接板包括一与所述机架相连的连接件，所述连接件的一端轴接于机架，另一端固定于承接板，所述承接板上沿横向设有多个第一固定孔，所述连接件通过第一固定孔固定于承接板。
[0012]优选的，所述机架包括垂直的立柱和横向的支撑件，所述承接板设于所述支撑件上，所述立柱上设有沿垂直方向排列的多个安装孔，所述支撑件通过所述安装孔螺纹连接于所述立柱。
[0013]优选的，所述包装机还包括设于所述出料喷嘴外围的置袋结构，所述置袋结构包括设于所述机架上的置袋板，还包括固定于所述机架上、与所述置袋板相对设置的夹板，以及驱动所述置袋板靠近和远离所述夹板的第四驱动装置。
[0014]优选的，所述手指的自由端设有橡胶垫。
[0015]优选的，所述倾斜部的顶部设有挡边。
[0016]优选的，所述挡边与第二转轴所在横向平面的夹角为95° -100°。
[0017]优选的，所述分接板包括两层弹性板体，两层弹性板体间形成中空的缓冲腔。
[0018]优选的，所述承接板包括一与所述机架相连的连接件，所述连接件包括长条形旋转片，所述旋转片的一端轴接于机架，另一端垂直设有一长条形连接片，并通过所述连接片与承接板固定，所述连接片上设有直线排列的多个第二固定孔。
[0019]优选的，所述包装机包括与所述承接装置相连的称重传感器。
[0020]优选的，所述机架上设有一倾斜设置的板状安装架，所述置袋板平行设置于所述安装架上。
[0021]优选的，所述置袋板平面与水平面的夹角为30° -45°。
[0022]优选的，所述第四驱动装置包括设置在安装架上、垂直于安装架板平面的螺孔，和旋接于所述螺孔中且一端与所述置袋板相连的螺杆。
[0023]优选的，所述螺杆背离所述置袋板伸出安装架的一端设有手轮。
[0024]优选的，所述螺杆包括设于安装架中部的一个第一螺杆和设于第一螺杆周向的若
干第二螺杆。
[0025]优选的，所述夹板面向置袋板的一侧设有一层软垫。
[0026]本发明解决了【背景技术】中存在的缺陷，具有如下有益效果:
1.本发明的包装机，具有自动、灵活的机械手装置用于抓取和套设包装袋，并且机械手能够多角度作业，便于更快捷、准确的接近和捕获目标，对不同运送和包装环境的适应性好。承接装置不仅配合灌装，灌装完毕后还能通过翻转倾斜将包装好的物料转送到近旁输送设备上，与机械手装置配合加快整个包装流程，节省人力资源，大大提高包装效率。
[0027]2.设置置袋结构，可以进一步控制包装袋稳定的处于便于抓取的位置，并且置袋结构中容置的包装袋量处于合适的水平，便于提高效率，避免需要不断添加空包装袋到置袋结构中。尤其置袋板倾斜设置时能够很好的配合抓取包装袋的机械手，提高准确性和速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0029]图1是本发明的优选实施例的结构示意图； 图2是本发明的优选实施例中机械爪的侧视图；
图3是本发明的优选实施例中承接装置本体与连接件的连接侧视图；
图4是本发明的优选实施例中承接板本体两层结构的放大示意图；
图5是图1中设置在机架主体上的置袋结构的放大示意图；
图中:1、料筒，2、支撑架，3、驱动气缸，4、固定板，5、立柱，6、第一转轴，7、支撑件，8、电机，9、本体,11、第二转轴，12、第一气缸,13、倾斜部，14、第二气缸,15、垂直部，16、气缸上固定座，17、挡边，18、导向气缸，19、弹性板体，21、缓冲腔，22、连接端，23、第一固定孔，24、本体，25、旋转片，26、真空吸盘，27、连接片，28、气缸下固定座，29、第二固定孔，31、安装孔，32、机械爪，33、主体，34、手指，35、安装架，36、橡胶垫，37、置袋板，38、夹条，39、夹板，41、连接件，42、出料喷嘴，43、第一螺杆，44、第二螺杆，45、手轮，46、手轮，47、第四气缸。
【具体实施方式】
[0030]现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0031]如图1-5所示，一种自动取袋、装料、转送的包装机，包括沿垂直方向设置的机架，设于机架上的料筒I以及与料筒I的出口相连的出料喷嘴42，料筒I的轴线沿垂直方向，出料喷嘴42的轴线横向延伸。包装机还包括设于出料喷嘴42上方的机械手装置，和设于出料喷嘴42下方的承接装置。
[0032]具体的，机架包括一支撑架2。出料喷嘴42可以包括口径较大的主喷嘴和平行于主喷嘴设置、口径较小的副喷嘴，便于控制出料精度。机械手装置包括驱动装置，还包括设于支撑架2上与驱动装置相连的杆状机械臂。机械臂的一端为连接端22，另一端为自由端，机械臂可绕连接端22转动的设于支撑架2上，自由端设有吸盘。驱动装置包括能够驱动机械臂绕连接端22转动的第一驱动装置，还包括能够驱动吸盘沿机械臂延伸方向靠近和远离自由端的第二驱动装置。可绕一端转动的机械臂，便于在垂直平面内调整到包装袋所处的角度位置，配合能靠近和远离机械臂的吸盘，实现多角度调节。
[0033]支撑架2竖直安装于出料喷嘴42上方，顶端设有横向延伸的固定板4，固定板4上设置一垂直向下延伸的第一转轴6，第一转轴6能够绕自身中心轴转动，驱动装置还包括驱动第一转轴6自转的第三驱动装置，第三驱动装置可以是电机8。机械臂的连接端22轴接于第一转轴6，第一驱动装置为第一气缸12，第一气缸12包括筒体和能够相对于筒体伸缩的活塞。第一气缸12沿伸缩方向的一端轴接于机械臂连接端22,另一端固定。例如第一气缸12的活塞外端与连接端22轴接，筒体外端固定在第一转轴6侧壁。当电机8驱动第一转轴6转动时，设置在第一转轴6上的机械臂同步在横向平面内转动。第一气缸12运动带动机械臂绕其连接端22在垂直平面内转动。由于整个机械臂设置在第一转轴6上可跟随第一转轴6旋转，从而便于进一步调整机械臂上吸盘在横向平面内的角度位置，进一步增加机械手调节角度，和可以触及的范围，便于更准确的捕获处于不同位置的包装袋。尤其适合用于向出料喷嘴42处运送包装袋。
[0034]第二驱动装置为第二气缸14，第二气缸14也包括筒体和能够相对于筒体伸缩的活塞。第二气缸14沿伸缩方向的一端固定于机械臂，另一端与吸盘连接。即第二气缸14连接机械臂的连接端22与自由端。例如第二气缸14的活塞外端与吸盘连接，筒体外端则通过气缸上固定座16固定于机械臂的连接端22 ;机械臂上还设有一平行第二气缸14设置的导向气缸18,导向气缸18也包括筒体和能够相对于筒体伸缩的活塞。导向气缸18沿伸缩方向的一端固定于机械臂，另一端也与吸盘连接。例如导向气缸18的活塞外端与吸盘连接，筒体外端也通过气缸上固定座16固定于机械臂的连接端22。机械臂的连接端22成长条状，其延伸方向与第二气缸14轴线方向成夹角Y，90°〈Y〈180°。第一驱动装置和第二驱动装置均使用气缸，能稳定控制机械臂运动。尤其第二气缸14的一侧设置导向气缸18可配合更好的限定吸盘相对于机械臂的运动方向，增加吸盘运动的平稳度。
[0035]吸盘包括圆盘状本体24和设于本体24下端的若干真空吸盘26。第二气缸14的活塞外端和导向气缸18的的活塞外端均通过气缸下固定座28固定于吸盘的本体24。真空吸盘26分布在本体24背向第二气缸14的一侧，且真空吸盘26在本体24上可以周向分布，便于增加吸附面积，更稳定的吸附包装袋。
[0036]机械手装置还包括设于机械臂自由端的机械爪32。机械爪32包括各有一端同轴轴接于机械臂的两个C形手指34，和能够驱动两个手指34张开和合拢的第三气缸。手指34轴接于机械臂一端的轴线平行于机械臂连接端22轴接于第一转轴6的轴线设置，另一端设有平行于其轴线方向延伸的夹条38，便于增大与夹持包装袋的接触面积。两个手指34的自由端分别设有橡胶垫36。夹持包装袋时可增大摩擦力，并减小对包装袋的损伤。机械爪32的两个手指34在灌装时分别位于出料喷嘴42的轴向两侧，从两侧夹持从而稳定灌装中的包装袋。
[0037]机架包括一垂直延伸的支架，承接装置包括设于支架上的承接板和驱动气缸3，承接板可转动的设于支架上，驱动气缸3沿伸缩方向的一端固定于支架，另一端与承接板轴接。
[0038]支架包括垂直的立柱5和横向的板状支撑件7。立柱5上端固定横向延伸的出料喷嘴42。承接板设于支撑件7上。承接板包括横向延伸的板状本体9以及连接本体9和支撑件7的连接件，连接件的一端固定于本体9，另一端通过第二转轴11轴接于支撑件7，第二转轴11纵向设置，驱动气缸3轴向与第二转轴11垂直。本体9包括分别设于第二转轴11上方两端的两块分接板，分接板包括与第二转轴11所在横向平面成钝角的倾斜部13，还包括设于倾斜部13下端与第二转轴11所在横向平面成直角的垂直部15。分接板的倾斜部13，一方面对承接的物料具有向中部集中和收拢的作用，另一方面对承接方向增加的物料重量有一定的缓冲作用。钝角α的角度优选为170° -175°，既能实现对物料较为平稳的承接，又能实现较好的缓冲。本体9通过两个平行设置的连接件与支撑件7相连，两块分接板分别通过垂直部15固定于对应的连接件。进一步的，倾斜部13的顶部设有挡边17，保护包装好的物料不会向侧面倾覆。挡边17与第二转轴11所在横向平面的夹角β优选为95° -100°。分接板9包括两层弹性板体19，两层弹性板体19间形成中空的缓冲腔21，能加强缓冲效果，延长使用寿命。
[0039]本体9的垂直部15上沿横向设有多个第一固定孔23，连接件通过第一固定孔23固定于本体9。连接件可以选择不同位置的第一固定孔23与本体9相连，从而根据物料落下的位置调整本体9的安装位置和受力位置。连接件包括长条形旋转片25，旋转片25的一端轴接于支撑件7，另一端垂直设有一长条形连接片27，并通过连接片27与本体9固定。具体的，连接片27上设有直线排列的多个第二固定孔29，第二固定孔29的间距与本体9上第一固定孔23的间距相适应，第一固定孔23的数目多于第二固定孔29，便于调节本体9的位置。连接片27通过全部的第二固定孔29与本体9上对应的第一固定孔23螺纹连接。连接片27与本体9个位置固定，连接更加稳定。
[0040]立柱5上设有沿垂直方向排列的多个安装孔31，支撑件7通过安装孔31螺纹连接于立柱5。安装孔31的数量在两个以上，选择不同高度的安装孔31，即可改变承接板的安装高度。这种可调形式，便于根据具体落料高度和承接板与输送设备的高度差调节承接板高度，达到最稳定、安全的承接和转送效果。
[0041]本发明的包装机还包括设于出料喷嘴42外围的置袋结构。机架还包括垂直延伸的一主体33，支撑架2固定于主体33上，支架设有主体33侧部。置袋结构包括设于主体33上的置袋板37，还包括固定于主体33上、与置袋板37相对设置的夹板39，以及驱动置袋板37靠近和远离夹板39的第四驱动装置。
[0042]具体的，主体33上设有一倾斜设置的板状安装架35，置袋板37平行设置于安装架35上。安装架35与夹板39通过连接件41固定。优选置袋板37平面与水平面的夹角为30° -45°。第四驱动装置包括设置在安装架35上、垂直于安装架35板平面的螺孔，和旋接于螺孔中且一端与置袋板37相连的螺杆。从而能通过旋动螺杆来驱动置袋板37远离和靠近夹板39，结构简单，容易加工，操作方便而高效。螺杆具体包括设于安装架35中部的一个第一螺杆43和设于第一螺杆43周向的若干个第二螺杆44，有利于控制整个置袋板37各部位与夹板39的距离，平衡整个夹紧状态。另外当容置的包装袋其袋平面各部位的厚度不同时，也能起到相适应的夹紧调整。第二螺杆44的数量优选为六个，均匀分布于第一螺杆43周向，此时对置袋板37和夹板39各处力的平衡最佳。螺杆背离置袋板37伸出安装架35的一端垂直设有手轮，使转动螺杆时更加省力、方便。第一螺杆43上设置的手轮45直径大于第二螺杆44上设置的手轮46直径，是因此中部的螺杆控制置袋板37整体与夹板39的距离，需要较大的驱动力，周边的螺杆作为细调的工具需要的手轮直径可以较小。
[0043]夹板39面向置袋板37的一侧设有一层软垫(未图示)，能够对夹在置袋板37和夹板39之间的包装袋加以保护。夹板39本身优选为气垫夹芯板，软垫优选为泡沫垫。
[0044]置袋结构还包括连接置袋板37与主体33的第四气缸47，第四气缸47沿伸缩方向的一端固定于主体33，另一端固定于置袋板37。置袋板37通过气缸与主体33相连，能够改变与夹板39在板平面方向的重合面积，调整对包装袋的夹持部位。具体的，第四气缸47与主体33连接的一端通过螺纹连接方式固定，且螺纹连接的轴向垂直于第四气缸47伸缩方向。螺纹连接方式，便于调整安装角度，调整置袋板37的倾斜角度，以适应不同情况。
[0045]置袋结构可以用来置放叠好呈片状的空包装袋，例如阀口袋。使用时，通过手轮45,46转动螺杆拉开置袋板37和夹板39间的距离，在置袋板37和夹板39之间放入若干叠放在一起的包装袋。置袋板37的板平面大小优选小于包装袋的侧平面大小，从而在置放包装袋时令包装袋部分露出夹板39和置袋板37，以便于抓取，例如置袋板37的板平面面积为包装袋侧平面面积的2/3，利于保持置放的稳定性和增大抓取时的接触面积，从而增加抓取的稳定性。接着反向转动手轮45、46将包装袋夹紧，夹紧的力度控制在合适的范围，便于抓取包装袋时能顺利的抽取同时不影响其余包装袋的稳定。
[0046]工作时，空包装袋稳定可以放置在置袋结构上。电机8驱动第一转轴6在水平面方向转动，带动机械手整体转动，至其在水平面内的周向角度与目标包装袋相对应。随后第一气缸12驱动机械臂绕连接端22转动，至其自由端吸盘在竖直平面内的周向角度与目标包装袋相对应。最后，第二气缸14驱动吸盘靠近、接触目标包装袋并将其吸附横向抽出置袋结构。吸盘吸附时，机械爪32可以张开避免阻碍吸盘工作。之后机械手吸盘带着包装袋重新回到出料喷嘴42处，通过机械手调整包装袋位置使其由开口处套入出料喷嘴42头部，进行灌装，同时机械爪32夹持包装袋两侧，增强稳定性。承接板的本体9初始水平承接上方包装袋和填充到包装袋中的物料，待称重感应器感应到物料填充完毕，包装好之后，驱动气缸3工作推动旋转片25转动，带动承接板的本体9翻转，将包装好的物料向输送设备上转送。承接装置通常设于输送设备上方，本体9翻转时，下端与输送设备的输送端面衔接，既提供了包装袋滑落到输送设备上的动力，又避免高度差造成包装袋倾倒。
[0047]以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
【权利要求】
1.一种自动取袋、装料、转送的包装机，包括沿垂直方向设置的机架，设于所述机架上的料筒以及与所述料筒的出口相连的出料喷嘴，所述料筒的轴线沿垂直方向，出料喷嘴的轴线横向延伸，其特征在于:还包括设于所述出料喷嘴上方的机械手装置，和设于出料喷嘴下方的承接装置；所述机械手装置包括设于所述机架上的杆状机械臂，所述机械臂的一端为连接端，另一端为自由端，所述机械臂可绕连接端转动的设于所述机架上，自由端设有吸盘，所述机械手装置还包括能够驱动所述机械臂绕连接端转动的第一驱动装置，和能够驱动所述吸盘沿机械臂延伸方向靠近和远离所述自由端的第二驱动装置；所述承接装置包括设于所述机架上的承接板和驱动气缸，所述承接板可转动的设于机架上，所述驱动气缸沿伸缩方向的一端固定于所述机架，另一端与所述承接板轴接。
2.根据权利要求1所述的一种自动取袋、装料、转送的包装机，其特征在于:所述机架上设有第一转轴，所述连接端轴接于所述第一转轴，机械手装置还包括驱动所述第一转轴自转的第三驱动装置。
3.根据权利要求1所述的一种自动取袋、装料、转送的包装机，其特征在于:所述第一驱动装置为第一气缸，第一气缸沿伸缩方向的一端轴接于所述机械臂连接端，另一端固定。
4.根据权利要求1所述的一种自动取袋、装料、转送的包装机，其特征在于:所述第二驱动装置为第二气缸，第二气缸沿伸缩方向的一端固定于所述机械臂，另一端与所述吸盘连接；所述机械臂上还设有一平行所述第二气缸设置的导向气缸，所述导向气缸沿伸缩方向的一端固定于所述机械臂，另一端也与所述吸盘连接。
5.根据权利要求1所述的一种自动取袋、装料、转送的包装机，其特征在于:所述机械手装置还包括设于所述机械臂自由端的机械爪，所述机械爪包括各有一端轴接于所述机械臂的两个C形手指，和能够驱动两个手指张开和合拢的第三气缸。
6.根据权利要求1所述的一种自动取袋、装料、转送的包装机，其特征在于:所述承接板包括纵向设置的第二转轴，和设于所述第二转轴上方两端的两块分接板，所述分接板包括与第二转轴所在横向平面成钝角的倾斜部。
7.根据权利要求6所述的一种自动取袋、装料、转送的包装机，其特征在于:所述钝角的角度为170° -175°。
8.根据权利要求1所述的一种自动取袋、装料、转送的包装机，其特征在于:所述承接板包括一与所述机架相连的连接件，所述连接件的一端轴接于机架，另一端固定于承接板，所述承接板上沿横向设有多个第一固定孔，所述连接件通过第一固定孔固定于承接板。
9.根据权利要求1所述的一种自动取袋、装料、转送的包装机，其特征在于:所述机架包括垂直的立柱和横向的支撑件，所述承接板设于所述支撑件上，所述立柱上设有沿垂直方向排列的多个安装孔，所述支撑件通过所述安装孔螺纹连接于所述立柱。
10.根据权利要求1所述的一种自动取袋、装料、转送的包装机，其特征在于:还包括设于所述出料喷嘴外围的置袋结构，所述置袋结构包括设于所述机架上的置袋板，还包括固定于所述机架上、与所述置袋板相对设置的夹板，以及驱动所述置袋板靠近和远离所述夹板的第四驱动装置。
【文档编号】B65B1/04GK103496466SQ201310380176
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】特雷弗·贝利 申请人:苏州国衡机电有限公司