一种开箱装置的制作方法

本发明涉及一种开箱装置。

背景技术：

瓦楞纸箱通过预制成形方式可以在拉伸操作后从扁平状态直接展开为可以容纳物品的半封闭的箱体结构。在装箱工艺中为了能够打开此类纸箱而设计出了开箱装置，开箱装置通过拉扯扁平的纸箱以使其展开，最后向外输出展开的纸箱。现有的开箱装置中拉动纸箱的部件会在同一方向上持续作用，促使纸箱经过能够使纸箱展开的操作区域和经过输送纸箱到输出位置，也就是开箱装置作用在纸箱上而使纸箱前行的动力都作用在纸箱的一侧。纸箱展开的操作区域和输送纸箱的区域共同组成了开箱装置内部的开箱通道，纸箱在开箱通道内展开形成可用于置物的结构并向外输出。因此，开箱装置中拉动纸箱的部件的运动行程至少是开箱通道的长度，开箱装置中拉动纸箱的部件完成单次开箱操作需要运动的平移量至少是开箱通道的长度，由此导致开箱装置中负责起到平移运动的部件的整体尺寸较大，否则其运动行程满足不了大于等于开箱通道的长度的结构要求；同时，开箱装置的开箱操作效率受制于箱装置中拉动纸箱的部件的运动周期长的影响而较低，开箱装置中拉动纸箱的部件单次长距离长时间运动只得一个纸箱，即开箱操作周期长、效率低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是如何提高开箱装置的开箱效率，由此得到一种开箱操作周期短、开箱效率高的开箱装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该开箱装置包括平移组件、摆动组件、吸包推包组件、支撑组件，所述摆动组件安装在平移组件上，所述平移组件带动摆动组件做直线往复运动，所述吸包推包组件安装在摆动组件上，所述摆动组件带动吸包推包组件做摆动运动，所述平移组件带动吸包推包组件做直线往复运动，所述支撑组件上设有开箱通道、开箱整形板、动力单元，所述开箱整形板与动力单元连接，所述开箱通道用于输送纸箱且开箱通道的一端的宽度在从外往里的方向上逐渐缩小，所述开箱整形板位于开箱通道的宽度在从外往里的方向上逐渐缩小的该端的一侧，所述开箱整形板通过动力单元在开箱通道一侧做伸入开箱通道和脱离开箱通道的运动以挤压纸箱，所述吸包推包组件的摆动运动的范围与开箱通道相交并且吸包推包组件的直线运动范围与开箱通道相交，所述吸包推包组件包括吸盘和推板，所述吸盘和推板都固定在摆动组件上，所述吸盘的朝向与推板的朝向相反，所述吸盘与推板分开且吸盘的作业面到推板的作业面的距离与纸箱的厚度之和小于吸包推包组件的直线运动的位移量。

正如前所述，开箱装置中用于拉伸展开纸箱，使纸箱从扁平状态转化为半封闭结构的可置物的立体状态。纸板的形态变化主要依靠开箱整形板的挤压作用，在该技术方案中开箱整形板会伸入到开箱通道内、由此挤压处于开箱通道内的纸箱；而在挤压纸箱前会先受到开箱通道的引导作用而有微量的展开，这与开箱通道上的一端的宽度在从外往里的方向上逐渐缩小的结构有关，纸箱在开箱通道内运动的开箱通道渐进缩小结构引导纸箱缓慢变形，慢慢展开，但通过开箱通道呈渐进缩小的该端获得展开量很小，而这样的适度展开则非常有利于开箱整形板挤压纸箱的过程顺利进行，因而适度展开确保了挤压纸箱时纸箱的整体变形的趋势，开箱整形板的挤压动作力度大、动作快，大幅度的挤压动作作用在已经具备固定变形趋势的纸箱上必然会得到理想的纸箱变形效果。

吸包推包组件作为开箱装置中负责起到纸箱做平移运动的部件，其对纸箱的作用分为两个阶段，即通过吸盘拉纸箱的阶段和通过推板推动纸箱的阶段。吸盘拉纸箱的阶段发生在纸箱进入开箱通道上宽度在从外往里的方向上逐渐缩小的该端时，推板推动纸箱的阶段发生在纸箱挤压成形后通过开箱通道输送至外部的过程。也就是说，开箱装置打开纸箱的操作分为两个步骤，即挤压步骤和输出步骤。挤压步骤是指将扁平的直线展开为可以容纳物品的半封闭结构；输出步骤是指向开箱装置外部输出由挤压步骤获得的纸箱。在现有技术中挤压步骤和输出步骤是连续进，没有明显的分开分步执行。在本技术方案中，得益于吸包推包组件上吸盘分离与推板并且两者之间的保持一个特定的距离，该距离即为吸盘与推板分开且吸盘的作业面到推板的作业面的距离与纸箱的厚度之和小于吸包推包组件的直线运动的位移量。待展开的纸箱一旦被拉入开箱通道，纸箱首先被展开，纸箱展开后吸包推包组件在摆动组件带动下脱离开箱通道，然后在初始位置吸包推包组件再吸取一个纸箱拉入开箱通道内，与此同时，推板推动此前展开成形的纸箱，已成形的纸箱通过开箱通道向外输出，期间吸包推包组件的平移运动的动力完全来自于平移组件。

很显然，该开箱装置明显的分步开箱操作能够让吸包推包组件的运动行程即开箱行程大幅缩减，吸包推包组件不需要以平移距离大于等于开箱通道的长度来完成开箱操作、而是只需要平移小于开箱通道的长度的距离即可完成开箱操作。吸包推包组件平移距离短，则开箱周期变短、开箱效率提高。

为了适应大负载、高频率的作业要求，摆动组件必须具备一定扭矩和抗疲劳特性，为此，摆动组件包括伺服电机、减速器、安装支架、摆臂、同步带、同步带轮、转轴，所述安装支架安装在平移组件上，所述伺服电机通过减速器安装在安装支架上，所述转轴活动安装在安装支架上，所述减速器上安装有同步带轮、所述转轴的一端安装有同步带轮，所述摆臂固定在转轴的另一端，所述同步带安装在两个同步带轮上，所述伺服电机驱动摆臂做摆动运动，所述吸盘和推板固定安装在摆臂上。该结构的摆动组件机械强度高、摆动敏捷、控制精准，能够适应吸包推包组件长时间、高频率的作业需求。

摆动组件带动吸包推包组件摆动运动，吸包推包组件为脱离开箱通道而做的摆动运动也是朝向摆动组件的摆动运动。为了能让吸包推包组件摆动后更为彻底的脱离开箱通道，使吸包推包组件远离开箱通道，吸包推包组件和摆动组件设计为能够合拢在一起的结构。为此，推板呈l形，所述推板的一端固定在摆臂上，所述推板的另一端与摆臂呈平行的状态，所述摆臂位于安装支架的一侧、所述推板上平行于摆臂的该端位于安装支架的另一侧。吸包推包组件向摆动组件运动后紧挨着摆臂的吸盘可以被置于安装支架的一侧、推板则被置于安装支架的另一侧，摆动组件和吸包推包组件合拢形成一个紧凑的结构，一方面起到可以使吸包推包组件以足够远的距离脱离开箱通道，另一方面得到安装支架的限制作用而抑制吸包推包组件在摆臂上晃动。

开箱整形板伸入开箱通道的动力来自动力单元，动力单元可以采用直线气缸或者摆动气缸。当动力单元为直线气缸时，所述开箱整形板通过动力单元在开箱通道一侧做伸入开箱通道和脱离开箱通道的直线平移运动；当动力单元为摆动气缸时，所述开箱整形板通过动力单元在开箱通道一侧做伸入开箱通道和脱离开箱通道的摆动运动。无论哪种动力形式，其目的都是为了让开箱整形板置于开箱通道内，改变开箱通道的宽度来实现挤压位于开箱通道内的纸箱。

开箱整形板施加在纸箱上的作用力的方向与纸箱的展开趋势一致性越高的，则挤压步骤进行得越顺利，然而，随着纸箱逐渐展开，其展开趋势同步变化即展开趋势动态变化且展开趋势变化量较大，因此，开箱整形板施加在纸箱上的作用力的方向固定的则与纸箱的展开趋势的一致性会呈现出逐渐降低情况。在本技术方案中动力单元为摆动气缸的方案为最佳，开箱整形板摆动的，其施加给纸箱的作用力随着摆动角度变化而变化，而且该变化带来正面积极的影响，有助于获得较高的与动态变化的纸箱的展开趋势一致性。在本技术方案的实施过程中针对的作业对象而言，微量展开的纸箱其所具有的展开趋势始终与其在开箱通道内的运动方向之间的夹角始终呈现为锐角，而摆动的开箱整形板始终能够保持与纸箱在开箱通道内的运动方向的夹角为锐角，所以开箱整形板摆动方案是挤压步骤最佳的技术方案。但不可完全否定采用直线气缸的动力单元的技术方案在挤压步骤中的技术效果，尤其是展开扁平的纸箱，此类纸箱展开趋势变化范围较小，则采用直线气缸来驱动开箱整形板运动的技术方案为最佳。

本发明采用上述技术方案：开箱装置分离挤压和输出动作，实现了缩短开箱行程的技术效果，从而缩短开箱周期、提高开箱效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

图1为本发明一种开箱装置的第一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明第一种实施例，如图1所示，开箱装置包括机架，以及设置在机架上的平移组件、摆动组件、吸包推包组件、支撑组件。

支撑组件包括支撑板1、限位板ⅰ2、限位板ⅱ3、开箱整形板4、动力单元。支撑板1表面设有平面结构的支撑面，所有支撑板1的支撑面都位于同一平面内。限位板ⅰ2、限位板ⅱ3都为长条的片材结构，它们的主体部位都为笔直状结构、它们都仅在一端设有相对于主体弯折的端部。限位板ⅰ2、限位板ⅱ3为一个单元组合而设置在支撑板1上，它们的主体部位呈相互平行的位置关系、而各个支撑板1的弯折的端部朝向相反的两侧，限位板ⅰ2的弯折的端部长度小于限位板ⅱ3弯折的端部长度。限位板ⅰ2、限位板ⅱ3的弯折的端部在限位板的主体的延伸方向上错开分布。动力单元为摆动气缸，摆动气缸的缸体固定安装支撑板1上、摆动气缸的转轴穿过支撑板1凸出在支撑面上，开箱整形板4固定在摆动气缸的转轴上、与限位板ⅰ2、限位板ⅱ3一起位于支撑板1的支撑面所在一侧。开箱整形板4位于限位板ⅰ2的弯折的端部的延伸方向上，初始状态下，开箱整形板4摆动至与限位板ⅰ2的弯折的端部对其排列的状态，即开箱整形板4的延伸方向与限位板ⅰ2的弯折的端部的延伸方向重合；摆动气缸工作后可以带动开箱整形板4做摆动运动，从而从初始状态开始向限位板ⅱ3的弯折的端部运动、亦可在此状态之后复位至初始状态；此时，在开箱整形板4、支撑板1、限位板ⅰ2、限位板ⅱ3之间构建了用于开箱操作的区域即开箱通道，开箱通道虽然受到开箱整形板4、支撑板1、限位板ⅰ2、限位板ⅱ3限制，但仍然有三个方向上不受限制而显现为敞开的结构；受到限位板ⅰ2、限位板ⅱ3的布置及其结构影响、以及开箱整形板4的布置及其运动范围影响，开箱通道位于限位板ⅰ2的弯折的端部、限位板ⅱ3的弯折的端部、开箱整形板4之间的该端的宽度在从外往里的方向上逐渐缩小。

平移组件包括导轨、载物台5、伺服电机、同步带、同步带轮。两个导轨以相互平行的姿态安装在机架，载物台5以滑动方式活动安装在两个导轨上，这样载物台5可以在机架上做直线往复平移运动，该直线往复平移运动的运动方向平行于开箱通道。伺服电机通过减速器安装在机架上，伺服电机与减速器连接，减速器上安装有一个同步带轮、在机架上还安装有另一个同步带轮，同步带安装在两个同步带轮上并由此展开形成两端为弧形、中间为笔直状态的环形结构。同步带的笔直部位平行于导轨，且其同步带中一处笔直部位与载物台5固定连接。当伺服电机工作后带动同步带运动，同步带会驱动载物台5沿着导轨运动，进而可以通过伺服电机来位于载物台5的直线往复平移运动提供动力。

摆动组件包括伺服电机、减速器、安装支架6、摆臂7、同步带、同步带轮、转轴。安装支架6以竖直的空间姿态固定安装在平移组件的载物台5上，伺服电机通过减速器安装在安装支架6上，转轴活动安装在安装支架6上，减速器上安装有同步带轮、转轴的一端安装有同步带轮，摆臂7固定在转轴的另一端，同步带安装在两个同步带轮上。伺服电机转动可以通过同步带将动力传递至摆臂7上，进而在摆臂7上形成转动的运动，由于在本技术方案中摆动组件的伺服电机驱动摆臂7的转动角度较小，伺服电机通过正反转就可以驱使摆臂7做摆动运动。摆动组件与平移组件连接，因此，平移组件可以带动摆动组件以整体方式做直线往复平移运动。

吸包推包组件安装在摆动组件的摆臂7的末端，吸包推包组件包括吸盘8和推板9。吸盘8直接固定在摆臂7上，且摆臂7上设有四个吸盘8，吸盘8都位于摆臂7的一侧；推板9固定在摆臂7的另一侧，吸盘8的朝向与推板9的朝向相反。推板9呈l形，所述推板9的一端固定在摆臂7上，推板9的另一端与摆臂7呈平行的状态。推板9的弯折结构，使得推板9和摆臂7之间形成一个明显的凹口结构，摆臂7的工作方式是摆动运动，初始状态下摆臂7会摆动至与安装支架6平行的状态即摆臂7的空间姿态为竖直状态，借助推板9和摆臂7的凹口结构，安装支架6可以嵌入到该凹口中，使得摆臂7位于安装支架6的一侧、推板9上平行于摆臂7的该端位于安装支架6的另一侧，就可以很好地使吸包推包组件与摆动组件之间形成紧凑的结构，仅可以为其它部件腾出更多空间、又可以在直线往复平移运动时抑制摆臂7晃动。由于摆臂7的摆动运动的摆动方向位于同一平面内，所以在摆臂7在朝着远离安装支架6的方向上运动后，摆臂7依旧位于安装支架6的一侧、推板9上平行于摆臂7的该端依旧位于安装支架6的另一侧。

摆动组件位于开箱通道的上方的一侧，当摆臂7脱离安装支架6后，吸包推包组件会伸入到开箱通道内。初始状态在，摆动组件在平移组件带动下会被置于开箱通道的宽度在从外往里的方向上逐渐缩小的该端。

使用时，将已经折叠且处于扁平状态的只需拉伸展开即可使用的纸箱以竖直方式紧密排列在供应工位，该供应工位位于开箱通道的宽度在从外往里的方向上逐渐缩小的该端的前方。首先，摆动组件工作，将吸包推包组件向外推出并将吸包推包组件会伸入到开箱通道内，吸盘8对着纸箱，放置纸箱并向外提供纸箱的部件能够使纸箱朝着吸盘8所在位置运动，这样就方便吸盘8吸住纸箱。接着，平移组件带动吸包推包组件反向运动即朝着开箱通道运动。纸箱进入开箱通道的宽度在从外往里的方向上逐渐缩小的部位后暂停运动，此过程中受到来自开箱整形板4和限位板ⅱ3的弯折的端部限制作用，纸箱顺势产生缓慢的展开趋势，此后，摆动气缸带动开箱整形板4运动，使得开箱整形板4朝着开箱通道内部运动而伸入开箱通道内，开箱整形板4挤压纸箱、直至纸箱完全展开。待纸箱展开，吸盘8释放纸箱；摆动气缸反向运动而带动开箱整形板4脱离开箱通道、也脱离了纸箱；开箱整形板4恢复到初始状态。吸包推包组件经过摆动运动脱离开箱通道，吸包推包组件与安装支架6又结合为紧凑的一体，接着，平移组件带动摆动组件和吸包推包组件恢复到初始状态。待下个纸箱依照上述过程展开后，在前已经打开的纸箱会被推板9推动而从开箱通道内部向外输出。在该实施例，中开箱过程包括挤压步骤和输出步骤，而这样的操作方式主要得益于吸盘8与推板9之间存在各自的作业面相隔一定距离的特征。吸盘8的作业面是指吸盘8吸附纸箱时的部位的所在平面；推板9的作业面是指推板9推动纸箱的部位所在平面；两个作业面之间的距离是指在吸包推包组件跟随平移组件做直线往复平移运动的方向上两者之间的距离。吸盘8的作业面到推板9的作业面的距离与纸箱的厚度之和小于吸包推包组件的直线运动的位移量，该位移量是指纸箱被拉入开箱通道时吸包推包组件的直线运动的距离。

本发明第二种实施例，与第一种实施例不同之处在于通过替换动力单元的具体结构而使用直线气缸，该实施例中直线气缸设置在支撑板的支撑面所在一侧，直线气缸的活塞杆的伸缩方向与平移组件做直线往复平移运动的方向垂直，开箱整形板固定在直线气缸的活塞杆上，开箱整形板与直线气缸的活塞杆之间呈倾斜的位置关系。初始状态下，直线气缸收缩，开箱整形板位于限位板ⅰ的弯折的端部，开箱整形板摆动至与限位板ⅰ的弯折的端部对其排列的状态，即开箱整形板的延伸方向与限位板ⅰ的弯折的端部的延伸方向重合。开箱整形板通过动力单元在开箱通道一侧做伸入开箱通道和脱离开箱通道的直线平移运动，开箱整形板相对于开箱通道以倾斜的方式进入开箱通道内执行挤压步骤。