一种模块化柔性包装系统的制作方法

本发明涉及包装设备技术领域，尤其涉及一种模块化柔性包装系统。

背景技术：

很多产品生产之后都需要进行装箱作业，目前产品都是采用流水线作业的方式进行生产，生产之后通过后续自动包装流水线进行装箱，例如盒装牛奶、饮料等，通常是先将饮料排列好之后直接通过机械手或机械人抓取装箱。常见的包装系统直接对产品整理后进行装箱，这就导致整个包装系统是一条完整、不可分割的生产线，这对场地要求很高，必须要足够大的空间以容纳该完整的包装系统，受空间限制很大；而且包装系统中每个工位都是紧密配合，只要任意一个工位出现故障、等待，那么整个包装系统都需要停机等待。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的包装系统存在的上述问题，提供了一种可模块化安装、空间场地限制小、安装机动灵活、每个模块可独立工作的模块化柔性包装系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模块化柔性包装系统，包括输送平台模块、装箱平台模块，所述输送平台模块与装箱平台模块之间设有柔性对接输送平台，所述输送平台模块、装箱平台模块内均设有底托循环输送系统，底托循环输送系统上设有若干底托，底托输送系统通过柔性对接输送平台连接；所述输送平台模块包括物料输送带、进料分列机构、整理定位机构、物料抓取转移机构，所述装箱平台模块内设有箱体进料输送带、装箱机构。

将输送平台模块、装箱平台模块分成独立的两个模块，模块之间通过柔性对接输送平台对接，输送平台模块、装箱平台模块可以根据场地环境独立安装，然后通过柔性对接输送平台将两者对接，安装更加机动灵活，受场地空间限制小；待包装的产品经过物料输送带后进入进料分列机构，分成多列产品后通过整理定位机构将产品整体成规则的阵列并定位，然后通过物料抓取转移机构抓取产品阵列后转移至底托循环输送系统中的底托上，装入产品后的底托通过柔性对接输送平台输送至装箱平台模块内，箱体进料输送带上输送包装箱，装箱机构将底托内的产品阵列抓取后装入包装箱内；该种包装系统将整个包装产线分割成两部分，并通过底托增加了产品定位、存储环节，底托上的产品可以单独进行储存、流转，进而使得输送平台模块、装箱平台模块能够独立工作，即使装箱平台模块故障，输送平台模块也能将产品分列后存储在底托中，然后存储在柔性对接输送平台内，同时柔性对接输送平台还能起到缓冲调节输送平台模块、装箱平台模块的生产节拍，使得整个包装作业也更加机动灵活。

作为优选，所述的底托循环输送系统包括底托前输送带、底托后输送带、底托前循环带、底托后循环带，所述底托前输送带、底托前循环带的前端之间通过弧形前输送带连接，底托后输送带、底托后循环带的后端之间通过弧形后输送带连接，所述底托前输送带的后端、底托后输送带的前端均与柔性对接输送平台对接，底托前循环带的后端、底托后循环带的前端均与柔性对接输送平台对接。底托在底托循环输送系统中循环使用。

作为优选，所述的进料分列机构设置在物料输送带的前端，进料分列机构包括固定在物料输送带两侧的前连接支架、后连接支架，前连接支架之间设有前滑杆，前滑杆上设有两块平行的前滑板，每块前滑板的下端均固定有前连接座，所述后连接支架之间设有后滑杆，后滑杆上设有两块平行的后滑板，每块后滑板的下端均固定有后连接座，前连接座、后连接座之间通过两条柔性挡条一一对应连接，两条柔性挡条之间形成进料通道，所述后连接支架上设有用于驱动两块后滑板同步同向滑动的第一电机；所述物料输送带上位于进料通道的后端设有若干平行的隔板，相邻两块隔板之间形成分列通道。初始产品从进料通道中一排进入，第一驱动电机带动后滑板沿着后滑杆移动，从而使得进料通道的后端分别与不同的分列通道对接，从而将产品输送到不同的分别通道中。

作为优选，两块前滑板之间设有宽度调节机构，所述的宽度调节机构包括调节杆，所述调节杆的一端与一块前滑板转动连接，调节杆的另一端穿过另一块前滑板与前滑板螺纹连接，调节杆的端部设有调节柄；两块后滑板之间也设有所述的宽度调节机构。不同型号的产品的长宽尺寸存在差异，可以通过宽度调节机构以调进料通道的宽度，通用性强。

作为优选，所述前连接座、后连接座的内侧均设有传动轮，传动轮之间设有侧输送带，前连接座、后连接座的端部设有用于驱动侧输送带移动的第二电机。前连接座、后连接座的底部对应的位置正好是两条输送带的对接处，通过传动轮、侧输送带确保产品能从一个输送带稳定的移动至另一个输送带上。

作为优选，所述整理定位机构位于进料分列机构的后端，整列机构包括平行分布在物料输送带后端两侧的滑轨，滑轨上设有滑块，所述滑块的上端之间设有物料挡板，物料输送带的侧面设有用于驱动滑块沿着滑轨运动的第三电机，滑块上还设有用于驱动物料挡板升降的升降机构；所述物料输送带的后端顶面设有若干组隔离条，每组隔离条有两根，每组隔离条之间形成限位通道，限位通道内设有限位件。产品从分列通道的后端出来后移动至物料挡板处，从而使得产品阵列的前端对齐，第三电机带动物料挡板沿着物料输送带移动，产品阵列进入隔离条之间的限位通道内并通过限位限位，此时产品阵列被准确定位，从而便于物料抓取转移机构准确的抓取产品阵列；而物料挡板则在升降机构的作用下抬升，然后向前移动至进料分列机构的后端，在下降阻挡后一个产品阵列。

作为优选，所述物料输送带上位于进料分列机构的后端设有安装支架，安装支架的两侧设有竖直分布的螺杆，两根螺杆之间设有升降支架，升降之间的两端通过螺纹套与螺杆螺纹连接，所述升降支架上固定有若干气缸，所述气缸的下端设有压块，所述安装支架上还设有用于驱动两根螺杆同步转动的驱动轴，驱动轴的端部固定有驱动手轮。第一组产品阵列接触到物料挡板时，气缸轴端下降使得压块压住分列通道后端的产品，从而确保每个产品阵列中的产品相同，产品阵列的列数通过分列机构限定，每列的产品个数通过压块限定。

作为优选，所述的物料抓取转移机构设置在整理定位机构的上方，包括固定支架，所述固定支架的顶部设有横滑轨，所述横滑轨上设有滑动座，所述滑动座上设有升降式机械手，所述横滑轨上设有用于驱动滑动座滑动的第四电机。升降式机械手下降抓取定位好的产品阵列，然后升降式机械手提升并通过第四电机、横滑轨将产品阵列转移至底托的正上方，将产品阵列装入底托中；底托对产品阵列定位、存储、转移。

作为优选，柔性对接输送平台为直线型输送平台、l形输送平台、u形输送平台、升降式输送平台中的任意一种。输送平台模块、装箱平台模块位于同一水平面上且直线分布时，可以选用直线型输送平台；输送平台模块、装箱平台模块垂直分布时，可以选用l形输送平台；输送平台模块、装箱平台模块并排分布时，可以选用u形输送平台；输送平台模块、装箱平台模块跃层分布时，可以选用升降式输送平台；也可以根据实际需要将上述的输送平台组合使用或采用其他柔性对接输送平台，以匹配场地空间需求。

作为优选，所述底托前循环带位于物料输送带的下方。底托前循环带隐藏在物料输送带下方，从而使得整体更加紧凑、减小占用空间。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）将整体的包装系统分成输送平台模块、装箱平台模块，两个模块可以根据安装现场的空间布置独立安装，最后通过柔性对接输送平台连接，受空间限制小，安装更加机动灵活；（2）设置底托循环输送系统运输底托，将整理好的产品整列先转移至底托上形成中间产品，然后对中间产品进行后续装箱，即将一个装箱作业分解成两步，使得产品定位、产品装箱作业之间的依赖性减小，柔性对接输送平台形成一个缓冲、存储区，以缓冲、调节输送平台模块、装箱平台模块之间的生产节拍，输送平台模块、装箱平台模块可相对独立作业；例如当装箱平台模块故障需要检修时，输送平台模块可以继续工作，将整理好的产品阵列转移到底托上并存储在柔性对接输送平台中。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为底托循环输送系统的结构示意图。

图3为进料分列机构的结构示意图。

图4为图3中a处局部放大示意图。

图5为整理定位机构的结构示意图。

图6为物料抓取转移机构的结构示意图。

图7为装箱机构的结构示意图。

图中：输送平台模块1、装箱平台模块2、柔性对接输送平台3、底托循环输送系统4、底托前输送带40、底托后输送带41、底托前循环带42、底托后循环带43、弧形前输送带44、弧形后输送带45、底托5、物料输送带10、进料分列机构11、前连接支架110、后连接支架111、前滑杆112、前滑板113、前连接座114、后滑杆115、后滑板116、后连接座117、柔性挡条118、进料通道119、第一电机120、隔板121、分列通道122、调节杆123、调节柄124、传动轮125、侧输送带126、第二电机127、整理定位机构13、滑轨130、滑块131、物料挡板132、第三电机133、升降机构134、隔离条135、限位通道136、限位件137、安装支架138、螺杆139、升降支架140、气缸141、压块142、驱动轴143、驱动手轮144、物料抓取转移机构15、固定支架150、横滑轨151、滑动座152、第四电机153、箱体进料输送带20、装箱机构21、装箱机器人210、机器人安装座211。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1和图2所示的一种模块化柔性包装系统，包括输送平台模块1、装箱平台模块2，输送平台模块与装箱平台模块之间设有柔性对接输送平台3，输送平台模块1、装箱平台模块2内均设有底托循环输送系统4，底托循环输送系统上设有若干底托5，底托输送系统通过柔性对接输送平台3连接，柔性对接输送平台3的位置如图1、图2中的虚线框所示；输送平台模块1包括物料输送带10、进料分列机构11、整理定位机构13、物料抓取转移机构15，装箱平台模块2内设有箱体进料输送带20、装箱机构21。柔性对接输送平台3为直线型输送平台、l形输送平台、u形输送平台、升降式输送平台中的任意一种，本领域技术人员根据输送平台模块1、装箱平台模块2实际安装位置关系选择其中的一种，也可以选择几种组合以适配场地空间布局需求，本领域技术人员也可以根据现场实际需求选择其他类型的柔性对接输送平台。

如图2所示，底托循环输送系统4包括底托前输送带40、底托后输送带41、底托前循环带42、底托后循环带43，底托前输送带40、底托前循环带42的前端之间通过弧形前输送带44连接，底托后输送带41、底托后循环带43的后端之间通过弧形后输送带45连接，底托前输送带40的后端、底托后输送带41的前端均与柔性对接输送平台3对接，底托前循环带42的后端、底托后循环带43的前端均与柔性对接输送平台3对接；底托前循环带位于物料输送带的下方。

如图3和图4所示，进料分列机构11设置在物料输送带10的前端，进料分列机构11包括固定在物料输送带两侧的前连接支架110、后连接支架111，前连接支架之间设有前滑杆112，前滑杆上设有两块平行的前滑板113，每块前滑板的下端均固定有前连接座114，后连接支架111之间设有后滑杆115，后滑杆上设有两块平行的后滑板116，每块后滑板116的下端均固定有后连接座117，前连接座、后连接座之间通过两条柔性挡条118一一对应连接，两条柔性挡条之间形成进料通道119，后连接支架上设有用于驱动两块后滑板同步同向滑动的第一电机120；物料输送带10上位于进料通道的后端设有若干平行的隔板121，相邻两块隔板之间形成分列通道122；

两块前滑板113之间设有宽度调节机构，宽度调节机构包括调节杆123，调节杆123的一端与一块前滑板转动连接，调节杆123的另一端穿过另一块前滑板与前滑板螺纹连接，调节杆的端部设有调节柄124；两块后滑板之间也设有宽度调节机构；前连接座114、后连接座117的内侧均设有传动轮125，传动轮之间设有侧输送带126，前连接座、后连接座的端部设有用于驱动侧输送带移动的第二电机127。

如图5所示，整理定位机构13位于进料分列机构11的后端，整列机构13包括平行分布在物料输送带后端两侧的滑轨130，滑轨上设有滑块131，滑块131的上端之间设有物料挡板132，物料输送带10的侧面设有用于驱动滑块沿着滑轨运动的第三电机133，第三电机通过同步轮、同步带控制滑块的前后移动；滑块131上还设有用于驱动物料挡板132升降的升降机构134，升降机构为电缸或气缸；物料输送带10的后端顶面设有若干组隔离条135，每组隔离条有两根，每组隔离条之间形成限位通道136，限位通道内设有限位件137；

物料输送带10上位于进料分列机构的后端设有安装支架138，安装支架138的两侧设有竖直分布的螺杆139，两根螺杆之间设有升降支架140，升降之间的两端通过螺纹套与螺杆螺纹连接，升降支架140上固定有若干气缸141，气缸的下端设有压块142，安装支架上还设有用于驱动两根螺杆同步转动的驱动轴143，驱动轴的端部固定有驱动手轮144。

如图6所示，物料抓取转移机构15设置在整理定位机构13的上方，包括固定支架150，固定支架150的顶部设有横滑轨151，横滑轨151上设有滑动座152，滑动座上设有升降式机械手，横滑轨151上设有用于驱动滑动座滑动的第四电机153。

如图7所示，装箱机构21包括装箱机器人210、机器人安装座211，装箱机器人210固定在机器人安装座211上，机器人安装座固定在地面上。装箱机器人也可以采用其他形式的机械手。

结合附图，本发明的原理如下（本实施例中以牛奶包装箱为例）：灌装后的牛奶包从前面的输送带移动到物料输送带10上，牛奶包沿着进料通道119移动，第一电机120带动后滑动板沿着后滑轨移动，从而使得进来通道的后端依次与分列通道122对齐，进料通道中的牛奶包分别进入每一个分列通道，分列通道中的牛奶包继续沿着物料输送带10移动，移动至物料挡板132处时受到阻挡，气缸141带动压块142下降压住分列通道后端的牛奶包，第三电机带动物料挡板沿着输送带方向移动，分列通道后端与物料挡板之间的牛奶包阵列与物料挡板同步向前移动进入限位通道136中，最后受到限位件137的限位，此时牛奶包阵列被完全定位，物料挡板132在升降机构的作用下抬升后向前移动复位，阻挡下一个牛奶包阵列；物料抓取转移机构15中的升降式机械手抓取定位后的牛奶包阵列，将牛奶包阵列转移至底托中，底托沿着柔性对接输送平台3进入装箱机构21内，装箱机器人210抓取底托中的牛奶包阵列后转移至包装箱内，从而实现牛奶包阵列的装箱作业。

本结构中将输送平台模块、装箱平台模块分成独立的两个模块，模块之间通过柔性对接输送平台对接，输送平台模块、装箱平台模块可以根据场地环境独立安装，然后通过柔性对接输送平台将两者对接，安装更加机动灵活，受场地空间限制小；该种包装系统将整个包装产线分割成两部分，并通过底托增加了产品定位、存储环节，底托上的产品可以单独进行储存、流转，进而使得输送平台模块、装箱平台模块能够独立工作，即使装箱平台模块故障，输送平台模块也能将产品分列后存储在底托中，然后存储在柔性对接输送平台内，同时柔性对接输送平台还能起到缓冲调节输送平台模块、装箱平台模块的生产节拍，使得整个包装作业也更加机动灵活。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。