盒装物品自动装箱工艺与自动装箱一体机的制作方法

本发明涉及包装机械领域，特别是涉及一种盒装物品自动装箱工艺与自动装箱一体机。

背景技术：

盒装物品在生活中很常见，工业中盒装物品下生产线出货前需要进行装箱包装，当前涉及该类装箱的生产线大部分为半自动化生产线，需要人工进行辅助，生产效率仍然较低。

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全自动开箱、装箱以及封箱的盒装物品自动装箱工艺与自动装箱一体机。

技术方案：为实现上述目的，本发明的盒装物品自动装箱工艺包括如下步骤：

步骤一：将纸箱从扁平状态展开成上下贯通的四方筒体状态，然后对四方筒体状态的纸箱进行封底操作；

步骤二：将纸箱运送至装箱工位，同时连续输送待装箱的盒装物品至固定抓取点；

步骤三：从固定抓取点抓取盒装物品装到纸箱中，直到纸箱装满；

步骤四：将装满盒装物品的纸箱运送至封箱工位进行封箱操作。

进一步地，对四方筒体状态的纸箱进行封底操作的步骤为：首先将纸箱下端两对相对的折页中的一对折页向内折90度，在其另一对相对的折页的内侧喷上热熔胶，其后将喷有热熔胶的一对折页向内折90度，最后采用胶带进行封口加固。

进一步地，对纸箱进行封箱操作的步骤为：首先将纸箱上端两对相对的折页中的其中一对折页向内翻折90度，然后在其另一对折页的内侧喷上热熔胶，其后将喷有热熔胶的一对折页向内折90度，最后采用胶带进行封口加固。

进一步地，连续输送待装箱的盒装物品至固定抓取点的方法为：首先将待装箱的盒装物品进行分组，再将盒装物品一组一组地输送至抓取点，每次抓取一组盒装物品进行装箱；

进一步地，每装一层盒装物品，铺上一层隔板再装下一层盒装物品，封箱之前还要加入顶隔板与合格证。

基于上述盒装物品自动装箱工艺的自动装箱一体机，包括开箱封底段、装箱段以及封箱段；

所述开箱封底段包括第一输送线，所述第一输送线的一端设有分箱开箱单元，所述开箱单元包括第一折页单元；沿第一输送线的传输方向依次设有用于对纸箱的折页进行喷胶的喷胶单元、第二折页单元以及封胶带单元；

所述装箱段包括与所述第一输送线的另一端对接的第二输送线；沿所述第二输送线的传输方向至少设置有一个装箱机器人，配合所述装箱机器人设置有用于将盒装物品输送至固定抓取点的辅助装箱装置；

所述封箱段包括与第二输送线对接的第三输送线；沿第三输送线依次设置有第三折页单元、第二喷胶单元、第四折页单元以及封胶带单元。

进一步地，所述第一输送线较第二输送线高，第一输送线与第二输送线之间设置有用于将纸箱从第一输送线搬运到第二输送线的升降单元。

进一步地，所述辅助装箱装置包括步进机，所述步进机包括循环传送装置以及等距阵列设置在所述循环传送装置上的料盘；配合所述步进机设置有用于将盒装物品进行分组并将盒装物品一组一组依次推送到步进机上的料盘内的分组装置。

进一步地，所述第二输送线的侧边还设置有可存储隔板以及可将隔板依次单个分离出来的隔板分离机构。

进一步地，所述第二输送线上设置有与所述装箱机器人等数目的撑箱装置。

有益效果：本发明的盒装物品自动装箱工艺与自动装箱一体机可自动实现纸箱的自动开箱封底、装入盒装物品、封箱等完整操作，且在纸箱的封底与封箱过程中加入了喷涂热熔胶的工艺，可保证纸箱结实稳固。

附图说明

附图1为盒装物品的自动装箱一体机的组成图；

附图2为开箱封底段的立体图；

附图3为开箱封底段的俯视图；

附图4为开箱封底段的正视图；

附图5为分箱开箱单元的结构图；

附图6为喷胶单元的结构图；

附图7为装箱段的总体布局图；

附图8为升降装置的结构图；

附图9为撑箱装置的结构图；

附图10为装箱机器人与分组装置的组合立体图；

附图11为装箱机器人与分组装置的组合正视图；

附图12为机器人爪手的结构图；

附图13为机器人爪手的正视图；

附图14为隔板分离机构的结构图；

附图15为顶隔板放置单元的结构图；

附图16为封箱段的第一视角结构图；

附图17为封箱段的第二视角结构图；

附图18为第二喷胶单元的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本发明的盒装物品自动装箱工艺包括如下步骤：

步骤一：将纸箱从扁平状态展开成上下贯通的四方筒体状态，然后对四方筒体状态的纸箱进行封底操作；

步骤二：将纸箱运送至装箱工位，同时连续输送待装箱的盒装物品至固定抓取点；

步骤三：从固定抓取点抓取盒装物品装到纸箱中，直到纸箱装满；

步骤四：将装满盒装物品的纸箱运送至封箱工位进行封箱操作。

对四方筒体状态的纸箱进行封底操作的步骤为：首先将纸箱下端两对相对的折页中的一对折页向内折90度，在其另一对相对的折页的内侧喷上热熔胶，其后将喷有热熔胶的一对折页向内折90度，最后采用胶带进行封口加固。

对纸箱进行封箱操作的步骤为：首先将纸箱上端两对相对的折页中的其中一对折页向内翻折90度，然后在其另一对折页的内侧喷上热熔胶，其后将喷有热熔胶的一对折页向内折90度，最后采用胶带进行封口加固。

连续输送待装箱的盒装物品至固定抓取点的方法为：首先将待装箱的盒装物品进行分组，再将盒装物品一组一组地输送至抓取点，每次抓取一组盒装物品进行装箱；

每装一层盒装物品，铺上一层隔板再装下一层盒装物品，封箱之前还要加入硬度较高的顶隔板以及合格证。

如附图1所示的盒装物品的自动装箱一体机包括开箱封底段a、装箱段b以及封箱段c。

如附图2-附图4所示，开箱段a包括用于存储平板形态的纸箱的纸箱存储单元a1、用于将纸箱从纸箱存储单元a1中分离出来并辅助开箱操作的分箱开箱单元a2、用于输送纸箱的第一输送线a3、用于对纸箱折页的内侧进行喷胶的喷胶单元a4、用于翻折折页的第二折页单元a5以及封胶带单元a6。

纸箱存储单元a1包括纸箱存储平台a11，纸箱竖立着横向叠放在纸箱存储平台a11，纸箱存储平台a11的一侧设置有挡边板a12，挡边板a12挡住纸箱的边缘处，当需要分离纸箱时，靠近挡边板a12的纸箱凭借自身的变形脱出挡边板a12的限制；纸箱存储平台a11上设置有可相对于纸箱存储平台a11平移的推送板a13，推送板a13由链条a14推送相对于纸箱存储平台a11平移，推送板a13的作用是将叠放的纸箱压住防止散乱。

如附图5所示，分箱开箱单元a2包括基座a24，基座a24上安装有水平设置的直角坐标机器人a21；纸箱存储单元a1与第一输送线a3设置在基座a24的两个相对垂直的侧边，分箱开箱单元a2中推送板a13的推送方向以及第一输送线a3的输送方向分别与直角坐标机器人a21的两个运动轴的方向平行。

直角坐标机器人a21上设有随其两个运动轴运动的吸盘手爪a22以及随其一个运动轴运动的开箱推手a23，开箱推手a23可被直角坐标机器人a21驱动在平行与所述第一输送线a3的输送方向的方向上平移；开箱推手a23包括推板a231以及驱动推板a231直线运动的a232，推板a231与纸箱存储单元a1中推送板a13的平移方向垂直，且推板a231靠近所述纸箱存储单元a1的一侧设置有向远离所述第一输送线a3的方向翘起的导引边。

分箱开箱单元a2还包括第一折页单元a25，第一折页单元a25包括两组相同结构的折页组件，其中一组折页组件相对于基座a24固定，另一组折页组件相对于所述开箱推手a23固定，折页组件包括支座a251、可相对于支座a251转动的折页板a252以及推动所述折页板a252运动的折页气缸a253。

第一输送线a3包括两组平行设置的传送带组件a31，两组传送带组件a31，驱动传送带组件a31的电机的转动轴竖直，即传送带组件a31的传送带竖立设置，且两组传送带组件a31同步运转，运送纸箱时，纸箱在两组传送带组件a31之间被传送带的摩擦力牵引向前。

如附图6所示，喷胶单元a4包括热熔胶箱(图中未示出)以及与热熔胶箱连接的气动热熔胶枪a42，所述气动热熔胶枪a42上安装有热熔胶喷嘴a43，且气动热熔胶枪a42连接电磁阀a44由电磁阀a44控制其执行喷胶以及停止喷胶，气动热熔胶枪a42通过安装支架a41安装在第一输送线a3的机架上。

第二折页单元a5包含两组第二折页组件，两组第二折页组件设置在第一输送线a3输送方向的两侧，第二折页组件与第一折页单元a25的折页组件的结构完全相同，此处不复赘述。

封胶带单元a6包括压边板a61与封胶带机a62，第二折页单元a5将纸箱的另一组折页折上后，在第一输送线a3的驱动下继续前进，为了防止被折上的折页打开，纸箱逐渐脱离第二折页单元a5的同时进入压边板a61的上方使得其折页与压边板a61接触，纸箱继续在第一输送线a3的驱动下继续前进，压边板a61的中部设置有封胶带机a62，封胶带机a62对箱底进行封胶带加固。封胶带机a62为市面常见商品，其具体结构本发明不再详述。

封底后的纸箱从开箱封底段a出来后随即进入装箱段b，如附图7所示，装箱段b包括用于将纸箱从高位搬运到低位的升降装置b1、第二输送线b2、架设在第二输送线b2上的撑箱装置b3、设置在第二输送线b2一侧的装箱机器人b4与辅助装箱装置b5、以及设置在第二输送线b2另一侧的隔板分离机构b6。

如附图8所示，升降装置b1包括升降机器人b11以及过渡托台b12；升降机器人b11包括单轴直线模组b111以及由单轴直线模组b111驱动升降的第二吸盘手爪b112；过渡托台b12设置在第一输送线a3输送方向的末端，过渡托台b12包括可相对于第一输送线a3旋转的托台b121以及驱动所述托台b121旋转的托台气缸b122驱动转动，过渡托台b12在水平状态与竖直状态之间切换，当有纸箱到达b121上时，首先第二吸盘手爪b112吸住纸箱，然后托台b121切换到竖直状态为纸箱的下降让路，最后单轴直线模组b111运送纸箱下降到第二输送线b2上。

第二输送线b2包括两组平行设置且同步转动的第二传送带组件b21，驱动第二传送带组件b21的电机的转动轴竖直，即第二传送带组件b21的传送带竖立设置，且两组第二传送带组件b21同步运转，运送纸箱时，纸箱在两组第二传送带组件b21之间，第二传送带组件b21的第二传送带b211上安装有多个用于推动纸箱运动的推箱板b212。

如附图9所示，撑箱装置b3包括撑箱架体b31，所述撑箱架体b31上对称设置有四个撑箱元件b32，每个撑箱元件b32可相对于所述撑箱架体b31旋转以及平移，通过所述撑箱元件b32的平移运动，所有的撑箱元件b32可在聚拢状态与分散状态之间切换；通过所述撑箱元件b32的旋转运动，所述撑箱元件b32可在高位与低位之间来回切换，且聚拢状态下，所述撑箱元件b32处于高位，其整体高于纸箱；分散状态下，撑箱元件b32处于低位，每个撑箱元件b32抵住纸箱的一个角。

撑箱过程为，初始状态下，四个撑箱元件b32处于聚拢状态，且每个撑箱元件b32均处于高位，撑箱元件b32运动至撑箱机构的作业区域，然后，撑箱元件b32先旋转至低位，再相对于撑箱架体b31平移抵住纸箱的角完成撑箱操作，完成平移动作后四个撑箱元件b32处于分散状态。

撑箱元件b32相对于撑箱架体b31的动作实现结构为：所述撑箱元件b32安装在可相对于所述撑箱架体b31转动的转轴b33上，且撑箱元件b32可相对于所述转轴b33平移，平移方向为转轴b33的轴向。所述撑箱元件b32上安装有滑块b34，所述转轴b33上安装有与所述滑块b34配合使用的滑轨b35，且转轴b33与撑箱元件b32之间设置有第一气缸6。

作为优选，四个所述撑箱元件b32分两组安装在两根转轴b33上。转轴b33相对于撑箱架体b31旋转的实现方式为：所述转轴b33上固定有驱动连杆b37，所述撑箱架体b31上设置有转轴驱动气缸b38，所述转轴驱动气缸b38的缸座与所述撑箱架体b31之间为转动连接关系，所述转轴驱动气缸b38的伸缩杆与所述驱动连杆b37铰接。

如附图10与附图11所示，装箱机器人b4包括工业机器人b45以及机器人爪手。如附图12与附图13所示，所述机器人爪手包括基板b41，所述基板b41上设置有多个真空基板b42，还包括相对于所述基板b41固定设置的防晃板b43，所述防晃板b43与所述基板b41平行设置，且防晃板b43上对应于每个真空基板b42的位置均设置有通孔b431；真空基板b42由固定端b422与橡胶吸盘端b421两部分组成，其中橡胶吸盘端b421由软质橡胶组成，在吸取物体的过程中，橡胶吸盘端b421会收缩，正常状态下，所述真空基板b42的橡胶吸盘端b421穿过通孔b431，且橡胶吸盘端b421的一部分露出于防晃板b43的远离所述基板b41的一侧之外，另一部分在基板b41与防晃板b43之间的空间内，采用这种结构，真空基板b42吸住物品时，由于橡胶吸盘端b421会向回收缩，被吸物品可紧紧抵靠在防晃板b43上，可有效防止搬运过程中物品的晃动，使得各真空基板b42承力均匀，进而有效防止物品掉落。

为了保证真空基板b42的吸附效果，防晃机器人爪手还包括与所述真空基板b42等数量的真空发生器b44，对应于每一个所述真空基板b42均有一个所述真空发生器b44与之连接。所述真空发生器b44相对于所述基板b41固定。

所述防晃板b43通过多个支撑柱b46固连在所述基板b41上，支撑柱b46的两端分别与防晃板b43以及基板b41接触。

所述基板b41上还安装有固定连接件b45，所述固定连接件b45的一端连接所述基板b41，另一端用于连接工业机器人。固定连接件b45与基板b41以及工业机器人之间均通过法兰连接。

如附图10与附图11所示，辅助装箱装置b5包括步进机b51、将盒装物品成批装到步进机b51上的分组装置b52；所述步进机b51包括循环传送装置b511以及等距阵列设置在所述循环传送装置b511上的料盘b512；所述料盘b512包括底板与设置在底板三个侧边的侧挡板组成，其未设挡板的一侧为盒装物品的进入侧，盒装物品进入所述料盘b512的方向垂直于所述循环传送装置b511的传送方向。为了方便料盘b512在循环传送装置b511上过弯，所述料盘b512由多段组成，具体地，包括设置在两边的侧边组件b5121以及设置在两边的侧边组件b5121之间的中间组件b5122，每个侧边组件b5121包含两个挡边，每个中间组件b5122包含一个挡边，侧边组件b5121与中间组件b5122拼接成具有三侧侧挡板的料盘b512，这种设计可以顾及料盘b512的容量以及料盘b512相对于循环传送装置b511的安装稳固程度。

所述分组装置b52包括过渡平台b521以及用于将盒装物品从所述过渡平台b521推送至所述料盘b512的推送装置b522，所述推送装置b522的推送方向垂直于所述循环传送装置b511的传送方向。具体地，所述推送装置b522包括第二循环传送装置b5221以及安装在所述第二循环传送装置b5221上的至少一个推送板b5222，所述第二循环传送装置b5221的传送方向与所述循环传送装置b511的传送方向垂直，此处的第二循环传送装置b5221可以是平皮带、同步带或者传送链，本实施例中采用了传送链，两组传送链架设在过渡平台b521的两侧，两组传送链之间架设有两个推送板b5222，当其中一个推送板b5222刚完成一次推送任务时，另一个推送板b5222已作好下一次推送的准备，可有效提高效率。

所述过渡平台b521的一侧设有盒装物品入口，且盒装物品进入所述过渡平台b521的方向与所述第二循环传送装置b5221的传送方向垂直。所述盒装物品入口处设置有阻挡盒装物品进入所述过渡平台b521的阻挡装置b524。阻挡装置b524包括阻挡气缸b5241以及安装在阻挡气缸b5241的伸缩单元上的挡板b5242，伸缩单元的伸缩方向为垂直方向。

所述过渡平台b521的远离所述步进机b51的一侧设置有用于容置废料的废料容置装置b523，本实施例中，废料容置装置b523为一个倾斜设置的斜台，斜台的三个侧边设置有挡边。

为了使盒装物品可以顺畅地进入所述过渡平台b521，所述过渡平台b521由导辊b5211铺成，导辊b5211的传送方向垂直于所述推送装置b522的推送方向。

为了使盒装物品能够较为精确地定位供机器人爪手抓取，使得机器人爪手抓取的物品可顺利进入纸箱不发生磕碰，所述步进机b51与分组装置b52均倾斜设置，使得盒装物品可以依靠重力靠在料盘b512的一边，盒装物品可以定位，且步进机b51的靠近分组装置b52的一端较远离分组装置b52的一端高，分组装置b52与步进机b51的倾斜方向以及倾斜角度相同。

如附图14所示，隔板分离机构b6包括隔板分离基座b69、隔板存储平台b61以及隔板分离单元，隔板竖立着横向叠放在隔板存储平台b61，隔板存储平台b61的一侧设置有压边板b62，压边板b62挡住隔板的边缘处，当需要分离隔板时，靠近压边板b62的隔板凭借自身的变形脱出压边板b62的限制；隔板存储平台b61上设置有可相对于隔板存储平台b61平移的隔板推送板b63，隔板推送板b63由弹性绳b64拉动相对于隔板存储平台b61平移，隔板推送板b63的作用是将叠放的隔板压住防止散乱。隔板分离单元包括隔板吸盘b65、吸盘导向座b66、吸盘驱动杆b67以及吸盘驱动气缸b68；隔板吸盘b65可相对于吸盘导向座b66在靠近远离所述隔板存储平台b61的方向上平移，吸盘导向座b66可相对于隔板分离基座b69旋转，吸盘驱动杆b67的一端铰接在隔板分离基座b69上，另一端铰接在隔板吸盘b65上，吸盘驱动杆b67的中部与隔板分离基座b69之间设置吸盘驱动气缸b68，吸盘驱动气缸b68通过推动吸盘驱动杆b67的摆动实现驱动隔板吸盘b65相对于吸盘导向座b66的平移运动。

在本实施例中，撑箱装置b3、隔板分离机构b6以及装箱机器人b4均有两组，两组上述装置同时作业，可大大提高装箱效率。

作为优选，装箱段b还包括顶隔板放置单元b7与合格证分离单元b8，如附图15所示，顶隔板放置单元b7拥有与隔板分离机构b6类似的隔板存储单元，但其内存储的顶隔板由第二工业机器人b71与安装在第二工业机器人b71执行末端的吸取手爪取出。合格证分离单元b8的具体结构已在公开号为cn205953103u的专利中进行保护，此处不复赘述。

装箱完成后，纸箱直接从装箱段b进入封箱段c，如附图16与附图17所示，封箱段c包括封箱段架体c6、第三输送线c1以及沿着第三输送线c1的传输方向依次设置的第三折页单元c2、第二喷胶单元c3、第四折页单元c4以及第二封胶带单元c5。

第三输送线c1与第一输送线a3的结构以及输送原理完全相同。

第三折页单元c2包括设置在第三输送线c1传输方向正中间且沿着第三输送线c1传输方向延伸的折页保持隔板c21以及折页翻折机构c22，折页保持隔板c21的靠近第二输送线b2的一端设置有斜口，使得纸箱上端的在第三输送线c1传输方向上靠前的折页可以被折页保持隔板c21上的斜口翻折过来，纸箱上端的在第三输送线c1传输方向上靠后的折页由折页翻折机构c22进行翻折，折页翻折机构c22安装在封箱段架体c6上且悬置固定在第三输送线c1的上方，折页翻折机构c22包括可相对于翻折臂封箱段架体c6转动的折页臂c221以及设置在折页臂c221与封箱段架体c6之间、用于驱动折页臂c221转动的折页驱动气缸c222。

纸箱上端的在第三输送线c1传输方向上靠前以及靠后的两个折页翻折后由折页保持隔板c21压住保持，纸箱上端的在第三输送线c1传输方向上两侧的两个折页由第四折页单元c4翻折，第四折页单元c4由两个第二折页翻折机构c41组成，两个第二折页翻折机构c41分别设置在折页保持隔板c21的两侧，每个第二折页翻折机构c41均包括包括翻折支座c411、可相对于翻折支座c411转动的翻折板c412以及推动所述翻折板c412运动的翻折气缸c413。

在第四折页单元c4对纸箱进行操作之前，第二喷胶单元c3先对纸箱上端的在第三输送线c1传输方向上两侧的两个折页进行喷热熔胶，如附图18所示，第二喷胶单元c3包括第二热熔胶箱(图中未示出)以及与第二热熔胶箱连接的第二气动热熔胶枪c32，所述第二气动热熔胶枪c32上安装有第二热熔胶喷嘴c33，且第二气动热熔胶枪c32连接第二电磁阀c34由第二电磁阀c34控制其执行喷胶以及停止喷胶。第二气动热熔胶枪c32通过枪座c31安装在所述封箱段架体c6上。

纸箱从折页保持隔板c21出来后由第二封胶带单元c5对其进行封胶带，第二封胶带单元c5主要由封胶带机组成，封胶带机为市面常见，其结构此处不详述。

本发明的盒装物品自动装箱工艺与自动装箱一体机可自动实现纸箱的自动开箱封底、装入盒装物品、封箱等完整操作，且在纸箱的封底与封箱过程中加入了喷涂热熔胶的工艺，可保证纸箱结实稳固。

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。