一种订书针自动包装流水线的制作方法

本发明属于包装自动化技术领域，具体涉及一种订书针自动包装流水线。

背景技术：

现有的订书针包装方式，通常采用人工分拣、人工装配码钉、人工外包装盒制作和人工码盒的方式进行包装，其各项工序需要大量的人力物力，采用人工方式，劳动强度大、工作效率较低，包装成本巨大。

技术实现要素：

为了克服已有订书针的包装方式的人工操作、劳动强度大、工作效率低、生产成本高的不足，本发明提供了适宜机械化操作、降低劳动强度、提高工作效率，降低生产成本的包钉流水线。

为了达到上述目的，本发明提供了一种订书针自动包装流水线，包括码盒装置，该码盒装置包括：接纳包装完毕的订书针进入的码盒装置的连接槽、由气缸驱动的拨杆、第一码盒推臂、第二码盒推臂及第一码盒推臂所在的输送通道和第二码盒推臂所在的码盒盘；其中输送通道一端与连接槽连接，另一端与码盒盘连接相通；其连接槽的出盒端与输送通道的进盒处成九十度拐角连接相通；拨杆用于将连接槽内的订书针盒拨入输送通道，同时第一码盒推臂设置于输送通道与连接槽相连的拐角处，用于推动从连接槽进入输送通道的订书针盒；从输送通道进入矩形码盒盘的订书针盒均排列于矩形码盒盘的一个侧边上；且码盒盘的侧边与输送通道的一个侧壁位于同一直线上，同时侧壁位于输送通道上连接槽的所在侧；在侧边上设有第二码盒推臂，在侧边上离输送通道的最远顶点处设有感应订书针盒的传感器，当订书钉盒排列到达顶点时，即订书钉盒排满侧边所在边时，第二码盒推臂会收到传感器的信号，将码盒盘内排列于侧边的成排订书钉盒向对边方向推出一个设定的距离，使订书钉盒能够在码盒盘的侧边上继续码下一排订书钉盒；如此往复，自动码盒装箱。

进一步地，为适应码盒的自动化，包钉也自动化设置，故该流水线还包括包钉装置；该包钉装置包括内盒成型装置，内盒成型装置又包括送钉装置、送纸装置和拉伸成模装置；送钉装置包括：码钉台和第二推钉臂，其中码钉台上装载着堆码完毕的订书钉；第二推钉臂用于推动码钉台上堆码完毕的订书钉。送纸装置包括完成竖直取纸动作的构件，其包括：竖直设置的用于储存内盒纸模的储纸塔，储纸塔的正下方设置有取纸装置。取纸装置包括若干带吸气功能的第一吸盘，该第一吸盘由气缸驱动，能够竖直升起接触或靠近储纸塔中底部的内盒纸模，通过第一吸盘的吸气功能，产生的负压使第一吸盘吸住内盒纸模返回原位。另外送纸装置还包括能够完成水平送纸功能的构件，其包括水平纸夹，水平纸夹同样也由气缸推动，将第一吸盘吸住且返回原位后的内盒纸模水平推送至拉伸成模装置。拉伸成模装置包括承载内盒纸模和堆码完毕的订书钉的承托台，及承托台正上方的下压台和用于使内盒纸模成型的内盒拉伸模腔。水平纸夹将内盒纸模水平推至承托台上；与承托台相邻设置的码钉台在第二推钉臂的作用下将堆码完毕的订书钉推入载有内盒纸模的承托台上，其中订书钉位于内盒纸模上方。内盒拉伸模腔设置于承托台的正下方，由气缸驱动能够在竖直方向上升降；内盒拉伸模腔腔体的横截面呈矩形，拉伸模腔的腔体包括两个相对设置的腔壁及两根相对设置的柱形棒体合围而成；当拉伸模腔升起时，承托台和下压到位的的下压台正好容纳于拉伸模腔的腔体中，且拉伸模腔腔体的尺寸与承托台和下压台的尺寸相适应；拉伸模腔顶部的四个顶角均设有带倒角的矩形凸起，凸起均设置于腔壁的顶部，且在同一腔壁上的两个凸起的倒角方向为相对设置；柱形棒体和除去凸起高度的腔壁的水平高度一致。

进一步地，为了解决包钉时内盒折舌和内外盒套装的问题，在包钉装置中还包括外盒套设装置；外盒套设装置包括内盒冲块、外盒冲块、外盒展开装置、内盒折舌腔、套盒腔及外盒吸取装置；其中内盒冲块紧邻拉伸模腔设置，启动伸出的内盒冲块穿过拉伸模腔进入内盒折舌腔，经过内盒折舌腔后的内盒继续在内盒冲块的推动下进入套盒腔，而此时的外盒冲块已经将横截面为矩形的外盒推入套盒腔，等待折叠好的内盒进入套盒腔，待内盒冲块推动拉伸折叠完毕的内盒进入套盒腔后完成内外盒套装；其中外盒吸取装置包括外盒塔及外盒塔正下方的若干带吸气功能的第二吸盘，第二吸盘由气缸驱动，能够竖直升起接触或靠近外盒塔内底部的外盒，通过第二吸盘的吸气功能，负压使第二吸盘吸住外盒并返回原位；外盒展开装置包括固定的槽壁和挤压外盒的挤压臂，外盒被第二吸盘吸住后返回原位，此时外盒位于槽壁和挤压臂之间且盒体成压扁状，气缸推动挤压臂，使压扁的外盒恢复成截面为矩形的盒体；恢复成矩形后的外盒由以气缸带动的外盒冲块推入与外盒展开装置连接的套盒腔中；内盒冲块包括盒体冲块和内盒盒舌冲块，盒舌冲块设置于盒体冲块的顶部并部分凸出于盒体冲块，盒舌冲块的凸出方向为内盒冲块的运动方向，且盒舌冲块凸出部分设置有倒角，倒角方向朝向盒体冲块方向；拉伸模腔上棒体的高度高于内盒冲块的高度；另外承托台固定设置于工作台面；承托台和下压台的形状均与码完钉后的订书钉的上下底面一致。

进一步地，为了使水平纸夹能更好的适应夹纸和定位订书钉，水平纸夹包括水平设置的上夹纸臂和下夹纸臂,其中上夹纸臂和下层夹纸臂均呈“凵”字形；上夹纸臂和下夹纸臂之间形成一可容纳内盒纸模插入的插缝，且上夹纸臂和下夹纸臂迎向内盒纸模插入端的端面均设有使内盒纸模易于插入的倒角或弧度，该倒角和弧度的设置方向为上夹纸臂和下夹纸臂的上下相对侧；同时水平设置的“凵”字形开口的上夹纸臂正好能容纳码堆完成的订书钉的推入，同样在“凵”字形的开口相对侧同样设有易于使订书钉推入的倒角或弧度。

进一步地，为了使包钉装置与码盒装置顺畅连接，将套盒腔设置为两端敞口的中空腔体，且套盒腔顶部腔壁不闭合，该不闭合的腔壁形成一贯穿套盒腔的滑槽，该滑槽为腔壁槽，该腔壁槽的方向为内盒冲块的运动方向，且腔壁槽的宽度能够容纳盒舌冲块的进入；套盒腔下设有水平运动轨道，其运动方向与内盒冲块的运动方向垂直，由气缸驱动；当套盒腔中内、外盒套装完毕后，由气缸带动套盒腔在轨道上作横向移动，移动至设定位置与连接槽对接；通过由气缸驱动的拨杆将套装好的订书针盒拨出至输送通道上，使包装完成的订书钉顺利进入码盒工序。

进一步地，用机器替代人工码钉是自动包装流水线不可缺少的环节，所以流水线还包括包码钉装置；码钉装置包括输送装置和翻钉装置；其中输送装置包括：两条同向且平行设置的输送槽；输送槽内分别设有输送带，输送带为订书钉在输送槽内定向输送提供动力；输送带至少由一个电机驱动；翻钉装置与输送槽的出钉端连接，翻钉装置包括：固定板、翻转板及驱动齿轮，其中驱动齿轮用于驱动翻转板的转动；固定板与翻转板分别与一个输送槽的出钉端连接；翻转板通过外力驱动能够旋转180度后扣合于固定板上；驱动齿轮与一齿条配合传动，该齿条通过与气缸连接，由气缸为齿条往复的动力；翻转板的下表面设置有电磁装置。

进一步地，为了优化码钉装置的结构，将翻转板铰接于固定板上，其转轴为中心轴，该轴同样为驱动齿轮的转轴，且驱动齿轮与轴固定连接，翻转板与轴固定连接；固定板上还设有由气缸推动的第一推钉臂，第一推钉臂设置于固定板的上方，第一推钉臂的推钉方向与固定板的进钉方向垂直，且第一推钉臂的推钉方向处于水平方向；第一推钉臂推钉的起始位置为固定板上进钉的末端；在固定板的端部还设有用于感知订书钉位置的第二传感器，用于侦测订书针是否到达固定板的末端，从而控制第一推钉臂推动固定板上进钉方向末端的订书针。

进一步地，为了优化码钉工序和包钉工序的衔接结构，将第一推钉臂设置于第二推钉臂的上方，第二推钉臂设置于固定板的下方；码钉台由液压缸或步进电机驱动，使其可在竖直方向的多个高度驻停；当码钉台的台面与固定板的上表面持平时，第一推钉臂将固定板上扣合的订书针推入码钉台，当码钉台上放置有一层订书针时，码钉台将下降一个设定的高度驻停；其下降的高度为扣合的订书钉的高度，此时第一推钉臂再次将固定板上的订书钉推送至码钉台上，随后码钉台又下降一个设定高度后驻停，如是往复，使码钉台上码有多层设定数量的订书钉；第二推钉臂用于推动码完后的订书钉进入下一装置。

进一步地，为侦测包装订书钉的数量，在输送槽内还设有用于读取的订书针数量第一传感器。

本发明的有益效果是：采用机械化流水自动码堆、包装订书钉，降低了劳动强度，提高了劳动效率，节省了生产成本。

图1为本发明流水线码盒装置的结构示意图；

图2为本发明流水线的俯视图；

图3为本发明包钉装置的结构示意图；

图4为本发明中包钉装置的取纸、送纸和内盒成型装置的局部结构示意图；

图5为本发明中包钉装置的外壳套设装置及内盒成型装置的局部结构示意图；

图6为本发明中包钉装置的拉伸模腔和内盒纸模拉伸状态下的结构示意图；

图7为本发明中流水线整体结构示意图；

图8为本码钉装置的整体结构示意图；

图9为本翻定装置扣合状态时的结构示意图；

图中：码钉装置(M)、包钉装置(B)、码盒装置(8)、输送装置(1)、翻钉装置(2)、输送槽(10)、输送带(11)、第一传感器(12)固定板(21)、翻转板(22)、驱动齿轮(23)、轴(24)、电磁装置(25)、齿条(26)、第二传感器(27)、第一推钉臂(28)、内盒成型装置(3)、括送钉装置(5A)、送纸装置(3A)、拉伸成模装置(3B)、码钉台(5)、第二推钉臂(29)、内盒纸模(6)、储纸塔(3A1)、取纸装置(3A2)、第一吸盘(3A3)、水平纸夹(3A4)、承托台(31)、下压台(32)、拉伸模腔(33)、腔壁(331)、柱形棒体(332)、凸起(333)、外壳套设装置(4)、内盒冲块(41)、外盒冲块(42)、外盒展开装置(43)、内盒折舌腔(44)、套盒腔(45)、外盒吸取装置(46)、外盒(7)、外盒塔(47)、第二吸盘(461)、槽壁(431)、挤压臂(432)、盒体冲块(411)、盒舌冲块(412)、水平纸夹(3A4)、上夹纸臂(3A41)、下夹纸臂(3A42)、插缝(3A40)、腔壁槽(47)、运动轨道(451)、盒底(61)、折角(63)、盒舌(62)、连接槽(81)、拨杆(82)、第一码盒推臂(83A)、第二码盒推臂(83B)、输送通道(86)、码盒盘(84)、侧边(87)、侧壁(861)、传感器(85)、顶点(88)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1至图9所示，一种订书针自动包装流水线，包括码钉装置M、包钉装置B、码盒装置8，订书钉进入码钉装置M堆码成型后进入包钉装置B包钉，包钉完毕后进入码盒装置8码盒装箱。其中：

码钉装置M：码钉装置M包括输送装置1和翻钉装置2。

其中输送装置1包括：两条同向且平行设置的输送槽10；输送槽10内分别设有输送带11，输送带11为订书钉在输送槽10内定向输送提供动力；输送带11至少由一个电机驱动。

翻钉装置2与输送槽10的出钉端连接，翻钉装置2包括：固定板21、翻转板22及驱动齿轮23，其中驱动齿轮23用于驱动翻转板22的转动；固定板21与翻转板22分别与一个输送槽10的出钉端连接；翻转板22通过外力驱动能够旋转180度后扣合于固定板21上；驱动齿轮23与一齿条26配合传动，该齿条26通过与气缸连接，由气缸为齿条26往复的动力；翻转板22的下表面设置有电磁装置25用于翻转板翻转时将订书针吸附于翻转板上，保持其排列秩序。其中翻转板22铰接于固定板21上，其转轴为轴24，所述的轴24同样为驱动齿轮23的转轴，且驱动齿轮23与轴24固定连接，翻转板22与轴24固定连接；固定板21上还设有由气缸推动的第一推钉臂28，第一推钉臂28设置于固定板21的上方，第一推钉臂28的推钉方向与固定板21的进钉方向垂直，且第一推钉臂28的推钉方向处于水平方向；第一推钉臂28推钉的起始位置为固定板21上进钉的末端；所述的固定板21的端部还设有用于感知订书钉位置的第二传感器27，用于侦测订书针是否到达固定板21的末端，从而控制第一推钉臂28推动固定板21上进钉方向末端的订书针。第一推钉臂28的下方设有第二推钉臂29，第二推钉臂29设置于固定板21的下方。输送槽10内还设有用于读取的订书针数量第一传感器12。

该自动包装流水线还包括码钉台5，码钉台5由液压缸(或步进电机)驱动，使其可在竖直方向的多个高度驻停；当码钉台5的台面与固定板21的上表面持平时，第一推钉臂29将固定板21上扣合的订书针推入码钉台5，当码钉台5上放置有一层订书针时，码钉台5将下降一个设定的高度驻停，该下降的高度为扣合的订书钉的高度，此时第一推钉臂28再次将固定板21上的新移动到顶端的订书钉推送至码钉台5上的第一层订书钉上面，随后码钉台5又下降与前次相同的高度后驻停，至此，完成自动码钉两层，如没有特殊要求，一般皆为两层码钉装盒，由于本实施例中设定为两层订书针堆码包装，所以当使码钉台5承载两层订书钉下降两个高度驻停以后，设置于固定板21下方的第二推钉臂29正好高于码钉台5的台面，使其可以顺利将两层订书针推出码钉台进入包钉装置B。

包钉装置B:包钉装置B包括内盒成型装置3，内盒成型装置3包括送钉装置5A、送纸装置3A和拉伸成模装置3B；送钉装置5A包括：码钉台5和第二推钉臂29，码钉台5上装载着堆码完毕的订书钉；第二推钉臂29用于推动码钉台5上堆码完毕的订书钉；送纸装置3A将要制作内盒的内盒纸模6单片取出，送纸至拉伸成模装置3B上用于拉模成型；该送纸装置3A包括竖直取纸和水平送纸两个动作；其中竖直取纸动作中，涉及的主要部件包括竖直设置的用于储存内盒纸模6的储纸塔3A1，储纸塔3A1的正下方设置有取纸装置3A2；取纸装置3A2包括若干带吸气功能的第一吸盘3A3，第一吸盘3A3由气缸驱动，能够竖直升起接触或靠近储纸塔3A1中底部的内盒纸模6，通过第一吸盘3A3的吸气功能，负压使第一吸盘3A3吸住内盒纸模6返回原位。

送纸装置3A的第二步动作为水平送纸，涉及部件包括水平纸夹3A4，水平纸夹3A4同样也由气缸推动，将内盒纸模6水平推送至拉伸成模装置3B。其中的水平纸夹3A4包括水平设置的上夹纸臂3A41和下夹纸臂3A42,其中上夹纸臂3A41和下夹纸臂3A42均呈“凵”字形；上夹纸臂3A41和下夹纸臂3A42之间形成一可容纳内盒纸模6插入的插缝3A40，且所述的上夹纸臂3A41和下夹纸臂3A42迎向内盒纸模6插入端的端部均设有使内盒纸模6易于插入的倒角或弧度，该倒角和弧度的设置方向为上夹纸臂3A41和下夹纸臂3A42的上下相对侧；同时水平设置的“凵”字形开口的上夹纸臂3A41正好能容纳码堆完成的订书钉的推入，同样在“凵”字形的开口相对侧同样设有易于使订书钉推入的倒角或弧度。

内盒纸模6的中心为矩形盒底61，其四个盒壁中有一对盒壁上设有盒舌62，另一对盒壁上设有折角63。

拉伸成模装置3B包括承载堆码完毕的订书钉的承托台31、压住完成堆码的订书钉的下压台32及用于使内盒纸模6成型的内盒拉伸模腔33；水平纸夹3A4将内盒纸模6水平推至承托台31的上方，其中承托台31与码钉台5相邻设置，第二推钉臂29将码钉台5上堆码完毕的订书钉推至内盒纸模6上的盒底61的位置，该定位放置的动作由“凵”字形的上夹纸臂3A41协作完成，该“凵”字形开口的上夹纸臂3A41开口方向朝向码钉台5，且由于其“凵”字形端部设有易于订书钉推入的倒角，所以协同第二推钉臂29等部件完成在内盒纸模6上精确的放钉动作。承托台31是固定设置于工作台面上的；同时承托台31和下压台32的形状均与盒底61及码完钉后的订书钉的上下底面均一致。内盒拉伸模腔33设置于承托台31的正下方，由气缸驱动能够在竖直方向上升降；该内盒拉伸模腔33腔体的横截面呈矩形，拉伸模腔33的腔体包括两个相对设置的腔壁331及两根相对设置的柱形棒体332合围而成；当拉伸模腔33升起时，承托台31和下压到位的的下压台32正好容纳于拉伸模腔33腔体中，且拉伸模腔33腔体的尺寸与承托台31和下压台32及盒底61的尺寸相适应。另外为了适应内盒折角的需要，拉伸模腔33顶部的四个顶角均设有带倒角的矩形凸起333，这些凸起333仅设置于腔壁331的顶部，且在同一腔壁331上的两个凸起333的倒角方向为相对设置；当拉伸模腔33升起时，四个凸起333首先接触到各自对应的内盒纸模6上的折角63，使折角63顺着凸起333的倒角顺势折起，且四个折角63折起后该盒壁的长度正好与腔壁331上两凸起333之间的距离相适应。接着由于拉伸模腔33继续上升，且柱形棒体332和除去凸起333高度的腔壁331的水平高度一致，但是柱形棒体332为圆柱形而腔壁331为立方体，所以其折弯内盒纸模6上的盒壁的速度就有存在缓急，其中圆柱形所在的一组对边折弯需要接触的是一段四分之一圆的圆弧，所以折弯的时间较长，而立方体所对应的一组盒壁由一直角棱直接折弯，其折弯时间较圆弧折弯要短，由于柱形棒体332和除去凸起333高度的腔壁331的水平高度一致，也就是说他们的折弯起始时间一致，所以腔壁331所对应的盒壁折弯完成要早于柱形棒体332所对应的盒壁，这样四个折角63均完美落入柱形棒体332所对应的盒壁内，同时盒舌62设置于柱形棒体332的盒壁上。

外盒套设装置4包括内盒冲块41、外盒冲块42、外盒展开装置43、内盒折舌腔44、套盒腔45及外盒吸取装置46和存放被压扁外盒7的外盒塔47；其中内盒冲块41紧邻拉伸模腔33设置，其动作流程为：启动伸出的内盒冲块41穿过拉伸模腔33进入内盒折舌腔44，经过内盒折舌腔44后的内盒继续在内盒冲块41的推动下进入套盒腔45，而此时的外盒冲块42已经将矩形外盒7推入套盒腔45等待折叠好的内盒进入套盒腔45，待内盒冲块41推动拉伸折叠完毕的内盒进入套盒腔45后完成内外盒套装。

其中外盒塔47设置于外盒吸取装置46的正上方，外盒吸取装置46包括若干带吸气功能的第二吸盘461，第二吸盘461由气缸驱动，能够竖直升起接触或靠近外盒塔47内底部的外盒7，通过第二吸盘461的吸气功能，负压使第二吸盘461吸住外盒7并返回原位。

外盒展开装置43包括固定的槽壁431和挤压外盒的挤压臂432，外盒7被第二吸盘461吸住后返回原位，此时外盒7位于槽壁431和挤压臂432之间，气缸推动挤压臂432，使压扁的外盒7恢复成矩形；恢复成矩形后的外盒7由以气缸带动的外盒冲块42推入与外盒展开装置43连接的套盒腔45。

内盒冲块41包括盒体冲块411和内盒盒舌冲块412，盒舌冲块412设置于盒体冲块411的顶部并部分凸出于盒体冲块411，盒舌冲块412的凸出方向为内盒冲块41的运动方向，且盒舌冲块412凸出部分设置有倒角，倒角方向朝向盒体冲块411方向；且拉伸模腔33上柱形棒体332的高度高于内盒冲块411的高度。盒体冲块411冲向拉伸模腔33时，盒舌冲块412首先接触靠近其的盒舌62，通过盒舌冲块412的倒角使靠近盒体冲块411一侧的盒舌62在有坡面过渡下顺利折弯，且由于内盒冲块411的高度低于拉伸模腔33上柱形棒体332的高度，所以内盒冲块411顶着内盒穿越拉伸模腔33进入内盒折舌腔44。

内盒折舌腔44的形状与内盒冲块411的形状相适应，且能容纳内盒冲块411通过，所以内盒在内盒冲块411的作用下进入内盒折舌腔44时，内盒上离内盒冲块411较远一边的盒舌62被折起，至此，内盒被折叠完毕，可以进入外盒7。

套盒腔45为两端敞口的中空腔体，且套盒腔45顶部腔壁不闭合，该不闭合的腔壁形成一贯穿套盒腔45的滑槽，该滑槽为腔壁槽47，该腔壁槽47的方向为内盒冲块41的运动方向，且腔壁槽47的宽度能够容纳盒舌冲块412的进入。

同时套盒腔45下设有水平运动轨道451，其运动方向与内盒冲块41的运动方向垂直，由气缸驱动，该设置使套盒腔45易于将包装好的订书钉横向移出包钉流水线，进入下一码盒的装置8。

码盒装置8：其包括接纳包装完毕的订书针进入的码盒装置8的连接槽81、由气缸驱动的拨杆82、第一码盒推臂83A、第二码盒推臂83B及第一码盒推臂83A所在的输送通道86和第二码盒推臂83B所在的码盒盘84；输送通道86一端与连接槽81连接，另一端与码盒盘84连接相通；连接槽81的出盒端与输送通道86的进盒处成九十度拐角连接相通；拨杆82用于将连接槽81内的订书针盒拨入输送通道86；第一码盒推臂83A设置于输送通道86与连接槽81相连的拐角处，用于推动从连接槽81进入输送通道86的订书针盒；从输送通道86进入矩形码盒盘84的订书针盒均排列于矩形码盒盘84的一个侧边87上；且码盒盘84的侧边87与输送通道86的一个侧壁861位于同一直线上，同时侧壁861位于输送通道86上连接槽81的所在侧；在侧边87上设有第二码盒推臂84，在侧边87上离输送通道86的最远顶点88处设有感应订书针盒的传感器85，当订书钉盒排列到达顶点88时，即订书钉盒排满侧边87所在边时，第二码盒推臂84收到传感器85的信号，将码盒盘84内排列于侧边87的成排订书钉盒向对边方向推出一个设定的距离，使订书钉盒能够在码盒盘84的侧边87上继续码下一排订书钉盒；如此往复，自动码盒装箱。

本发明采用机械化流水自动码堆、包装订书钉，降低了劳动强度，提高了劳动效率，节省了生产成本。