软袋立式装箱机的制作方法

本发明设置自动包装机械领域，特别是一种软袋立式装箱机。

背景技术：

输液产品的包装技术近年发展很快，从传统玻璃瓶、塑料瓶到塑料软袋包装材料，输液软袋包括pvc(polyvinylchloridepolymer，聚氯乙烯)软袋和非pvc软袋，非pvc软袋具有很低的透水性、透气性及迁移性，适用于绝大多数药物的包装。

软袋具有质地软、不易定向的特点，因此其生产包装实现自动化的难度较大，当前软袋的包装大多采用半自动或纯人工装箱的方式，生产效率低，劳动强度大。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可实现软袋自动装箱的软袋立式装箱机。

技术方案：为实现上述目的，本发明的软袋立式装箱机包括软袋传输线与装箱机械手；被运输的软袋在所述软袋传输线上直线阵列排列，且所有软袋处于竖立状态；所述装箱机械手包括装箱爪手、以及用于驱动所述装箱爪手在软袋传输线与定点设置的纸箱之间运动的多轴机器人；所述装箱爪手包括多个矩形阵列排布的软袋爪手，所有的所述软袋爪手的横向疏密程度与纵向疏密程度可变，使得所有的软袋爪手可在聚拢状态与分散状态间切换。

进一步地，所述软袋爪手分组包含在多个软袋抓取组件中，每个软袋抓取组件中均包含一排直线等距阵列排列且疏密可变的软袋爪手，所有的软袋抓取组件均安装在爪手基座上且疏密可变。

进一步地，处于两侧的两组软袋抓取组件的抓取组件基座上分别安装有一个半框组件，所述半框组件包括框侧板以及铰接在框侧板两端的框端板，半框组件可在展开状态以及翻折成u形的翻折状态间切换，两个半框组件均处于翻折状态时，两者合围成一个方形的整框。

进一步地，所述软袋传输线包括一组或多组循环传动装置，在每组循环传动装置的循环传动方向上等距设置有多个分隔单元，相邻的分隔单元之间围成可暂存软袋并使软袋保持竖立状态的存储空间。

进一步地，还包括纸箱传输线，所述纸箱传输线包括滚筒线，所述滚筒线上设有至少一个用于定点设置纸箱的装箱工位，所述装箱工位处设有用于阻挡纸箱的阻挡机构以及用于让纸箱定位的撑箱机构。

进一步地，所述撑箱机构包括方形框架，所述方形框架顶部四角位置各安装有一个撑箱元件，所述撑箱元件可相对于方形框架转动以及在其转动轴的轴向平移，撑箱元件在第一位置状态与第二位置状态间来回切换，第一位置状态下，撑箱元件处于高于纸箱上端的位置状态；第二位置状态下，撑箱元件伸入纸箱内，并抵住纸箱的一个角。

进一步地，还包括隔板供应装置，所述装箱爪手上相邻两组软袋抓取组件之间设置有隔板爪手。

进一步地，所述隔板供应装置包括隔板存储单元、推板单元以及隔板分离单元；所述推板单元包括可相对于所述隔板存储单元平移、且可对存储在所述隔板存储单元内的隔板进行定向推送的推板，其平移由驱动装置驱动；所述隔板分离单元设置在所述推板推送方向的前方、隔板存储单元之外，其分离隔板的方向与所述推板单元的平移方向平行。

进一步地，所述存储单元包括存储单元底座以及设置在存储单元底座上方两侧的侧向限制单元，所述推板在两侧的侧向限制单元之间平移；两个所述侧向限制单元上的靠近隔板分离单元的一侧均安装有用于挡住隔板边缘的挡片；所述隔板分离单元包括吸盘组件。

进一步地，所述软袋爪手包括爪手座体以及转动安装在所述爪手座体上的第一夹爪手指与第二夹爪手指，爪手座体上还设有伸缩执行元件，所述第一夹爪手指与第二夹爪手指分别通过第一连杆与第二连杆连接所述伸缩执行元件的伸缩杆。

进一步地，所述多轴机器人包括主横梁，所述主横梁的两端分别通过固连元件相对于地面固定；主横梁上至少安装有一组垂直运动臂，所述垂直运动臂可相对于主横梁在x轴方向与z轴方向独立运动，所述装箱爪手安装在所述垂直运动臂的下端。

有益效果：本发明的软袋立式装箱机可以实现软袋输送、软袋抓取、纸箱定位、将抓取的软袋从分散状态变为可装箱的聚拢状态进行装箱，且可以同时在两排软袋之间放入隔板，实现全程无人干涉的自动装箱过程，稳定性好，生产效率高。

附图说明

附图1为软袋立式装箱机的总体结构俯视图；

附图2为软袋立式装箱机的总体结构正视图；

附图3为软袋传输线的立体图；

附图4为软袋传输线的俯视图；

附图5为分隔单元的结构图；

附图6为纸箱传输线的立体图；

附图7为纸箱传输线的正视图；

附图8为隔板供应装置的正视图；

附图9为隔板供应装置的立体图；

附图10为隔板供应装置的俯视图；

附图11为装箱爪手的正视图；

附图12为装箱爪手的立体图；

附图13为软袋爪手的结构图；

附图14为多轴机器人的结构图；

附图15为xz过渡组件的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1与附图2所示的软袋立式装箱机，包括机架1、软袋传输线2、纸箱传输线3、隔板供应装置4以及装箱机械手5。软袋传输线2用于传输软袋，软袋在软袋传输线2上直线阵列排布，且软袋处于竖立状态，软袋传输线2可同时传输多排软袋；纸箱传输线3包括滚筒线31，滚筒线31上设有至少一个装箱工位，装箱工位处设置有用于让纸箱保持撑开状态的撑箱机构32；所述软袋传输线2的传输方向与所述滚筒线31的传输方向平行。装箱机械手5安装在机架1上用于将软袋传输线2上的软袋成批抓取并送入位于滚筒线31的装箱工位上的纸箱中进行装箱操作，装箱机械手5包含有多组夹爪组件51，夹爪组件51的组数与软袋传输线2可同时传输的软袋的排数对应，相邻两组夹爪组件51之间设有用于抓取隔板的隔板爪手52，隔板供应装置4用于存储隔板并将隔板单个分离供隔板爪手52抓取。

各组件的详细构成如下：

如附图3-4所示，软袋传输线2包括机架24以及安装在机架24上的一组或多组循环传动装置21，具体地，可以是同步带，平皮带或传送链，本实施例中，采用同步性较好、噪声较低、平稳性好的同步带；在循环传动装置21的循环传动方向上等距设置有多个分隔单元22，相邻的分隔单元22之间围成可暂存软袋并使软袋保持竖立状态的存储空间，上述存储空间呈中间宽两端收窄的形状，且分隔单元22较软袋的高度低，使得软袋上端露出于存储空间以外以便装箱机械手5抓取。每组循环传动装置21的传送方向的两侧均设置有保持侧板23，分隔单元22在循环传动装置21两侧的保持侧板23之间运动，保持侧板23可有效防止软袋歪斜过大甚至脱出存储空间。

如附图5所示，分隔单元22包括固定在循环传动装置21(即同步带)上的底板221以及竖立固连在底板221上的分隔件222，所述底板221的两侧均设置有滚轮223，分隔单元22随循环传动装置21运动过程中，其两侧的滚轮223可沿着设置在机架24上的承压轨道滚动，这样可以使循环传动装置21不承受分隔单元22的自重，减小循环传动装置21的负载；分隔件222为中间收窄两端较宽的马鞍形状，当然该形状只是分隔件222的优选形状，分隔件222的形状不限于该形状，也可以是普通的平板配合两侧的保持侧板23形成方形存储空间，或者也可以是其他形状。

如附图6与附图7所示，纸箱传输线3包括滚筒线31，滚筒线31上方两侧设有至少两根相互平行的导引杆34，纸箱在两侧的导引杆34之间运动，导引杆34不仅可以防止纸箱走偏，还起到筛选作用，防止纸箱的长宽放错，影响自动装箱，若放错，纸箱会被导引杆34挡住，为方便纸箱进入两侧的导引杆34之间，两侧的导引杆34的同一侧的端部设置有斜角坡口，使得在纸箱进入导引杆34之间的方向上，导引杆34之间的距离由宽逐渐变窄。滚筒线31上设有至少一个装箱工位，每个装箱工位处设置有用于让纸箱定位的撑箱机构32以及用于阻挡纸箱的阻挡机构33。

撑箱机构32包括方形框架321，所述方形框架321顶部四角位置各安装有一个撑箱元件322，所述撑箱元件322可相对于方形框架321转动以及在其转动轴的轴向平移，撑箱元件322在第一位置状态与第二位置状态间来回切换，第一位置状态下，撑箱元件322处于高于纸箱上端的位置状态，且撑箱元件322靠近方形框架321的中部位置；第二位置状态下，撑箱元件322伸入纸箱内，抵住纸箱的一个角，其相对于方形框架321靠近方形框架321的边缘处。具体实现方式为：撑箱元件322分两组分别安装在两根转轴323上，撑箱元件322相对于转轴323周向固定且可相对于其轴向滑动，其滑动由第一气缸324驱动，具体地，第一气缸324的缸座固定在转轴323上，第一气缸324的伸缩杆撑箱元件322；转轴323可相对于方形框架321转动，其转动由第二气缸325驱动，具体地，转轴323上固定有第一连杆326，第二气缸325的缸座相对于方形框架321转动连接，第二气缸325的伸缩杆与第一连杆326的一端铰接。

阻挡机构33包括第三气缸331以及由第三气缸331驱动作平移运动的挡板332，第三气缸331的缸座固定在滚筒线31的支架上。

在本实施例中，滚筒线31上设有两个装箱工位，每个装箱工位处均装有一个阻挡机构33，除此之外，在滚筒线31传送方向上的第一个装箱工位之前还设有一个阻挡机构33用于暂停纸箱继续进入装箱工位以及对纸箱放行。

如附图8-10所示，隔板供应装置4包括隔板存储单元41、将隔板存储单元41内存放的隔板向固定方向推的推板单元42以及隔板分离单元43，所述推板单元42包括可相对于所述存储单元41平移的推板421，推板421的平移方向垂直于隔板平面，推板421的平移运动由驱动装置驱动，具体地，驱动装置包括弹性元件422，弹性元件422可以为弹簧，本实施例中弹性元件422为橡皮绳，橡皮绳的一端系在所述推板421上，橡皮绳中间绕过相对于隔板存储单元41转动连接的滑轮423后另一端相对于组件底座41固定。

上述隔板存储单元41包括存储单元底座411以及架设在底座411上方两侧的侧向限制单元412，侧向限制单元412位于推板421运动方向的两侧，侧向限制单元412以及底座411的靠近隔板分离单43元的一侧上均安装有用于挡住隔板边缘的挡片413，在推板421的运动方向上，挡片413在隔板存储单元41内存储的隔板上的投影面积远小于隔板的面积。挡片413的作用是限制隔板存储单元41内存放的隔板的运动，当隔板分离单元43要将与挡片413接触的隔板分离出隔板存储单元41时，隔板通过变形摆脱挡片413的限制。

隔板分离单元43包括可相对于隔板存储单元41平移的吸盘组件431，在本实施例中，吸盘组件431的平移方向与推板421的平移方向平行，其平移由安装在吸盘组件431上的滑块433以及相对于隔板存储单元41固定的滑轨434配合进行导向，并由分离气缸435驱动。在另一种实施例中，吸盘组件431的平移方向也可以是垂直方向，将隔板垂直分离到隔板存储单元41外。

推板421的平移实现方式为：推板单元42还包括至少两根相对于将隔板存储单元41固定的导杆427，所述推板421上固定有与所述导杆427数目对应的直线轴承424，直线轴承424与导杆427之间为滑动连接。

为了方便隔板存储单元41内的隔板供应完后将推板421拉回原位进行补料，所述推板421上设置有拉手425以及挂钩426，拉手425可方便使用者将推板421拉回起始位置，挂钩426可以使推板421临时勾住装置上某个部位使推板421相对于隔板存储单元41固定，这样补充隔板时不需要人工扶着推板421。本实施例中，挂钩426由弹片与挡块两部分组成，当需要释放推板421使其可以沿着导杆427平移时，人工手动抬起挡块使弹片变形，从而使挡块与装置上某个部位之间的挂接关系解除。

装箱机械手5包括多轴机器人51以及安装在多轴机器人51的执行末端的装箱爪手。本实施例中，多轴机器人51为双轴直角坐标机器人。如附图11与附图12所示，装箱爪手包括爪手基座52，爪手基座52上间接安装有多个软袋爪手532，软袋爪手532呈方形阵列均匀分布，相邻软袋爪手532之间的横向间距以及纵向间距均可变，所有的所述软袋爪手532可在聚拢状态与分散状态间切换；聚拢状态下，所述横向间距与纵向间距都较小，分散状态下，所述横向间距与纵向间距都较大。所述软袋爪手532分组包含在多个软袋抓取组件53中，每个软袋抓取组件53中均包含一排直线等距阵列排列且疏密可变的软袋爪手532，所有的软袋抓取组件53均安装在爪手基座52上且疏密可变。

具体地，两组软袋抓取组件53之间的变距方式可以是：(1)其中一个软袋抓取组件53不动，另一个在第一直线驱动元件57的驱动下相对于爪手基座52平移改变两个软袋抓取组件53之间的距离；(2)两个软袋抓取组件53均分别在一个第一直线驱动元件57的驱动下相对于爪手基座52平移，两者的平移方向相反。本实施例采用第(2)种方式，且本实施例中的第一直线驱动元件57为气缸。

软袋抓取组件53包括抓取组件基座531以及直线阵列安装在抓取组件基座531上的多个软袋爪手532，相邻软袋爪手532之间的间距可变且所有的软袋爪手532保持均匀排列状态。

如附图13所示，软袋爪手532包含爪手座体5323、第一夹爪手指5321以及第二夹爪手指5322，第一夹爪手指5321与第二夹爪手指5322均转动安装在爪手座体5323上且可相对作开合运动。爪手座体5323上还设有伸缩执行元件5324，所述第一夹爪手指5321与第二夹爪手指5322分别通过第一连杆5325与第二连杆5326连接所述伸缩执行元件5324的伸缩杆；第一连杆5325与第一夹爪手指5321以及伸缩执行元件5324的伸缩杆之间均为铰接关系；第二连杆5326与第二夹爪手指5322以及伸缩执行元件5324的伸缩杆之间均为铰接关系。为了实现可靠夹持，所述第一夹爪手指5321端部具有凸棱，所述第二夹爪手指5322端部具有凹槽，当所述软袋爪手532执行抓取任务时，第一夹爪手指5321的凸棱可嵌入第二爪手5322的凹槽。此处伸缩执行单元5324为气缸。

在第一种实施例中，所有的软袋爪手532可在聚合状态与舒展状态两种位置状态间切换，聚合状态下，所有的软袋爪手532相互抵靠在一起，舒展状态下，所有的软袋爪手532两两之间保持相等间距；具体的，所有的软袋爪手532可以最边上的软袋爪手532为参照单向作变距运动或以中间某软袋爪手532为参照双向作变距运动。本实施例采用了后者，即两端的两个软袋爪手532均由一个单独的直线驱动元件533驱动运动，此实施例中直线驱动元件533为气缸。当处于两端的两个软袋爪手532距离最近时，所有的软袋爪手532整体处于聚合状态，当处于两端的两个软袋爪手532距离最大时，所有的软袋爪手532整体处于舒展状态，舒展状态下，相邻两个软袋爪手532之间其中一个软袋爪手532的第一手指5321抵着另一个软袋爪手532的第二手指5322，这样可以实现任意相邻软袋爪手532之间的间距相等。

在第二种实施例中，所有的软袋爪手532可在聚合状态与舒展状态两种位置状态间切换，相邻软袋爪手532之间设置有弹簧，这样可保证无论如何变距，通过弹簧的调节作用，相邻软袋爪手532之间的间距相等。具体的，所有的软袋爪手532可以最边上的软袋爪手532为参照单向作变距运动或以中间某软袋爪手532为参照双向作变距运动。具体的实现方式与第一种实施例相同。

由于软袋的整体高度较高，软袋爪手532抓住其上端进行移动时，由于装箱爪手整体运动速度较快，软袋容易产生晃动，更有甚者，软袋会相对于软袋爪手532蠕动甚至掉落。为了防止装箱爪手运动过程中软袋晃动，装箱爪手还包括的两个半框组件54，本实施例中，两个半框组件54分别安装在两个抓取组件基座531上，每个半框组件54均包含框侧板541以及铰接在框侧板541两侧的两个框端板542，半框组件54可在展开状态与翻折状态之间切换，展开状态下，框端板542与框侧板541平行或相对于框侧板541外翻；翻折状态下，框端板542相对于框侧板541向内翻折形成u字形的半框，两个半框组件54可合围成一个方形整框。

具体地，框端板542相对于框侧板541的转动实现方式为：相对于框侧板541转动连接(可直接连接或间接连接)有摇杆543，转动中心设置在摇杆543的中部。相对于框侧板541转动安装有第二直线驱动元件544，本实施例中，第二直线驱动元件544为气缸，第二直线驱动元件544的缸座相对于框侧板541转动连接，第二直线驱动元件544的伸缩杆与摇杆543的一端铰接；所述框端板542上转动安装有驱动杆545，摇杆543的另一端与驱动杆545铰接。

更进一步地，半框组件54整体可在靠近远离爪手基座52的中心的方向上平移，这样可以在装箱爪手整体抓取软袋时防止半框组件54与软袋传输线2发生干涉，可以减少设备设计时的空间限制，当装箱爪手抓取到软袋并提升一定高度后，首先软袋爪手532之间变为聚拢状态，同时两组软袋抓取组件53之间的距离靠近，这样可使抓取到的软袋在x/y轴方向上均向内靠拢，然后半框组件54向靠近软袋的方向靠拢，并且框端板542向内翻折，两组半框组件54围成一个软袋保持框保持软袋不会晃动。

半框组件54的具体平移方式为：抓取组件基座531上固定安装有平移气缸56，所述半框组件54安装在平移气缸56上。

实际装箱时，两排软袋之间设置有隔板，较好的装箱方式是，隔板与软袋同时进入纸箱，这样不易散乱，因此，爪手基座52上还安装有隔板爪手55，隔板爪手55包括垂直气缸551与包含两个夹爪手指的气动爪手552，气动爪手552的每个夹爪手指上均安装有一个夹块553。这样，在装箱爪手抓取到软袋装箱之前，其运动到隔板供应装置4处，垂直气缸551带动气动爪手552下降，气动爪手552夹取隔板后气动爪手552上升将隔板带至相邻两排软袋之间并一起装箱。

如附图14所示，多轴机器人51包括主横梁511，主横梁511的两端分别通过立柱512相对于地面固定；由于本实施例中滚筒线31上包含有两个装箱工位，因此主横梁511的两侧均安装有一组垂直运动臂513，垂直运动臂513可相对于主横梁511在x轴与z轴独立运动或双轴联动运动，垂直运动臂513的下端用于安装装箱爪手。

垂直运动臂513通过xz过渡组件514安装在主横梁511上；主横梁511上设有第一滑轨5111，垂直运动臂513上设有第二滑轨5131，如附图15所示，xz过渡组件514包含过渡架41以及按在在过渡架41上分别用于与第一滑轨5111以及第二滑轨5131配合使用的第一滑块5142以及第二滑块5143。为了保持结构的稳定性，主横梁511的两侧均安装有两根相互平行的第一滑轨5111。垂直运动臂513上安装有两根相互平行的第二滑轨5131。

主横梁511上安装有水平设置的第一齿条5112，xz过渡组件514包括配合第一齿条5112使用的第一减速电机5144以及安装在第一减速电机5144的输出单元上的第一齿轮5145；垂直运动臂513上安装有竖直设置的第二齿条5122，xz过渡组件514包括配合第二齿条5122使用的第二减速电机5146以及安装在第二减速电机5146的输出单元上的第二齿轮5147。

为了保证齿轮与齿条之间的紧密配合，尽量消除回程间隙，第一减速电机5144通过中间第一连接板5148安装在过渡架5141上，第一连接板5148可在垂直于第一齿条5112的方向上调节位置。第二减速电机5144通过中间第二连接板5149安装在过渡架5141上，第二连接板5149可在垂直于第二齿条5122的方向上调节位置。

为了防止滑轨上的润滑油等液体滴落到其他设备上，主横梁511的下端安装有油槽515用于收集滑轨上滴落的润滑油。

本发明的软袋立式装箱机可以实现软袋输送、软袋抓取、纸箱定位、将抓取的软袋从分散状态变为可装箱的聚拢状态进行装箱，且可以同时在两排软袋之间放入隔板，实现全程无人干涉的自动装箱过程，稳定性好，生产效率高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。