可用於盒類包裝機的自動理盒裝置及其實現方法與流程

2023-06-07 13:33:11 1

本發明涉及一種包裝機後端輔助設備，更具體的說，本發明主要涉及一種可用於盒類包裝機的自動理盒裝置及其實現方法。

背景技術：

目前，部分包裝機，尤其是用於藥品精裝的包裝機，在包裝完成後輸出成品需要進行裝箱。由於包裝機輸出的成品在傳輸線上大多都呈不規整的狀態，在後期裝箱時需要人工將摺疊盒體整理規整後再進行裝箱，因而在一臺高效率的藥品精裝機的後端，通常至少需要兩名操作員整理盒體才能滿足精裝機的輸出速度，並且由於精裝機輸出較快，對操作員理盒的速度要求較高，進而使得操作員的勞動強度較大，也不利於提升後期裝箱的作業效率，因而有必要針對現有精裝機的後端理盒設備進行研究和改進。

技術實現要素：

本發明的目的之一在於針對上述不足，提供一種可用於盒類包裝機的自動理盒裝置及其實現方法，以期望解決現有技術中精裝機後端需要人工理盒後裝箱，使得操作員勞動強度較大，且影響後期裝箱的作業效率等技術問題。

為解決上述的技術問題，本發明採用以下技術方案：

本發明一方面提供了一種可用於盒類包裝機的自動理盒裝置，包括機架，所述機架至少有上下兩層，所述機架的下層設有理盒通道，所述理盒通道的一側設有呈弧形的斜向立盒板，所述理盒通道的後端還設有推盒工位，所述推盒工位的後端設有限位氣缸，所述限位氣缸的輸出端上固定安裝有第一執行板，所述第一執行板上設有至少兩個接近開關，所述第一執行板的前部還設有第二執行板，所述第一執行板與第二執行板之間設有彈性體，用於由第二執行板受壓後擠壓彈性體，使第二執行板觸碰到任意一個接近開關；所述機架的上層上安裝有壓盒氣缸與推盒氣缸，所述壓盒氣缸的輸出端朝下設置並位於所述推盒工位的前端，所述壓盒氣缸的輸出端上安裝有壓盒板，用於由壓盒氣缸帶動壓盒板上下移動；所述推盒氣缸位於壓盒氣缸的後端，所述推盒氣缸的輸出端與推盒板動力連接，所述推盒板置於推盒工位中，所述推盒板還活動安裝於導向軸上，所述導向軸也安裝在機架的上層上；用於由推盒氣缸帶動推盒板在推盒工位中往復運動。

作為優選，進一步的技術方案是：所述限位氣缸、接近開關、壓盒氣缸與推盒氣缸均接入可編程邏輯控制器。

更進一步的技術方案是：所述機架的下層上還設有導向條，所述導向條位於第一執行板與第二執行板之間；所述彈性體為套裝在第一導柱上的彈簧，所述第二執行板通過所述第一導柱安裝在第一執行板上。

更進一步的技術方案是：所述壓盒板上設有朝向於理盒通道的導向斜面。

更進一步的技術方案是：所述導向軸的兩端均安裝有狀態位傳感器，所述狀態位傳感器均接入可編程邏輯控制器。

更進一步的技術方案是：所述理盒通道的前端還設有進盒通道，所述進盒通道由兩個並行的滑輪組形成，所述滑輪組的內側設有傳動皮帶，所述傳動皮帶與主動滾輪動力連接。

更進一步的技術方案是：所述滑輪組分別通過第二導柱安裝在各自的支撐板上，所述第二導柱上均套裝有彈簧。

更進一步的技術方案是：所述進盒通道的兩側的端部均設有兩個從動滾輪，所述傳動皮帶經過從動滾輪與主動滾輪動力連接；所述主動滾輪的材質為尼龍，用於由主動滾輪帶動傳動皮帶在從動滾輪之間的進盒通道內側循環運動；所述主動滾輪與從動滾輪之間還安裝有張緊輪，用於由傳動皮帶經過張緊輪。

本發明另一方面還提供了一種上述自動理盒裝置的實現方法，所述的方法包括如下步驟：

步驟A、多個盒體在外部推力的作用下，陸續進入理盒通道，經斜向立盒板後多個盒體全部直立並繼續向前移動，當盒體移動至推盒工位，且最後端的一個盒體接觸第二執行板並向其施加壓力時，觸發任意一個接近開關，由接近開關向可編程邏輯控制器反饋到位信號；

步驟B、可編程邏輯控制器向壓盒氣缸輸出控制信號，壓盒氣缸驅動壓盒板向下移動，壓住當前處於壓盒氣缸正下方的盒體，以阻止該盒體以及該盒體前端的其它盒體繼續向前移動；

步驟C、可編程邏輯控制器向限位氣缸輸出控制信號，限位氣缸帶動第一執行板與第二執行板整體向後退出一定距離；同時可編邏輯控制器根據預設的推盒方式，或者根據狀態位傳感器反饋的導向軸兩側位置情況，向推盒氣缸輸出控制信號，由推盒氣缸帶動推盒板往復運動，完成相應的推盒動作。

作為優選，進一步的技術方案是：所述步驟A中進入推盒工位的盒體數量為五個，所述步驟B中壓盒氣缸驅動壓盒板向下移動壓住五個盒體前端相鄰的第六個盒體；所述步驟C中預設的推盒方式為左右各推出一次推盒工位中的盒體、連續朝一個方向推出推盒工位中的盒體、朝一個方向推出推盒工位中的盒體五次後換另一個方向再推出五次的循環，三種方式當中的任意一種；所述的方法還包括步驟D、推盒動作完成後，限位氣缸、壓盒氣缸與推盒氣缸復位至初始狀態，重新執行步驟A。

與現有技術相比，本發明的有益效果之一是：在理盒通道及斜向立盒板的作用下，使得進入理盒通道的盒體自動直立並規整排列後再進入推盒工位，在推盒工位的後端觸發接近開關即可啟動壓盒氣缸與推盒氣缸，當壓盒氣缸帶動壓盒板壓住其下方的盒體後，再由推盒氣缸帶動推盒板將推盒工位中規整後的多個盒體並排推出推盒工位，進而無需再進行人工理盒，操作員直接將整理規整並推出的多個盒體裝箱即可，有效提升了裝箱作業效率，減少生產線上的定員，同時本發明所提供的一種可用於盒類包裝機的自動理盒裝置結構簡單，自動化程度高，且適於安裝在各類包裝機的末端使用，應用範圍廣闊。

附圖說明

圖1為用於說明本發明一個實施例的結構示意圖；

圖2為圖1的A向示意圖；

圖3為用於說明本發明另一個實施例的結構示意圖；

圖中，1為機架、2為理盒通道、3為斜向立盒板、4為推盒工位、5為限位氣缸、6為第一執行板、7為接近開關、8為第二執行板、9為彈性體、10為壓盒氣缸、11為推盒氣缸、12為壓盒板、13為推盒板、14為導向軸、15為可編程邏輯控制器、16為導向條、17為狀態位傳感器、18為進盒通道、19為滑輪組、20為傳動皮帶、21為主動滾輪、22為支撐板、23為第二導柱、24為從動滾輪、25為張緊輪、26為盒體、27為導向斜面。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步闡述。

參考圖1所示，本發明的一個實施例是一種可用於盒類包裝機的自動理盒裝置，包括機架1，該機架1至少需設置為上下兩層，發明人經過設計，在前述機架1的下層設置理盒通道2，該理盒通道2的一側設有呈弧形的斜向立盒板3；通過該斜向立盒板3，使得倒放的盒體26行經到這裡時，在其弧形斜面以及前進動力的作用下被自動立起；此外，在前述理盒通道2的後端還需設置推盒工位4，該推盒工位4應與前述的理盒通道2保持在同一條直線上，以便於盒體進入；結合圖2所示，在推盒工位4的後端還需設置一個限位氣缸5，該限位氣缸5可安裝在下層機架上的氣缸座上，同時限位氣缸5的輸出端上需固定安裝第一執行板6，該第一執行板6上還應設置至少兩個接近開關7，之所以設置兩個接近開關7，其目的是考慮到盒體26移動過程中角度可能會發生略微偏移，進而保證無論在哪個角度都可觸發接近開關；同時第一執行板6的前部還需安裝第二執行板8，並在第一執行板6與第二執行板8之間設置彈性體9，使得第二執行板8與第一執行板6之間的距離在第二執行板8受力後是可變的，並可在壓力消失後在彈性體9的作用下使第二執行板8復位，即用於由第二執行板8受壓後擠壓彈性體9，使第二執行板8可觸碰到任意一個接近開關7，進而觸發壓盒氣缸10與推盒氣缸11，限位氣缸5帶動第一執行板6與第二執行板8整體的向後移動，進而解除限位，使盒體26可被平穩的推動；同時為了保證平穩性，最好採用防旋轉氣缸作為前述的限位氣缸5。

上述彈性體9的優選結構是將其設置為分別套裝在四根第一導柱上的彈簧，將第二執行板8通過四根第一導柱及鎖緊螺母安裝在第一執行板6上，第二執行板8通過四根第一導柱進行前後移動，如上述所提到的，第二執行板8亦可在壓力消失後在彈簧的作用下復位。

參考圖1與圖2所示，與上述機架1的下層部件相對應，還需在機架1的上層上安裝壓盒氣缸10與推盒氣缸11，其中壓盒氣缸10的輸出端朝下設置並位於上述推盒工位4前端的位置，再在壓盒氣缸10的輸出端上安裝一個壓盒板12，其作用是由壓盒氣缸10帶動壓盒板12上下移動，以壓住盒體26；而前述的推盒氣缸11位於壓盒氣缸10的後端，為適應推盒工位4處的結構，該推盒氣缸11最好採用無杆氣缸；將該推盒氣缸11的輸出端與推盒板13動力連接，而前述推盒板13置於推盒工位4中，推盒板13在推盒工位4中的位置關係如圖2所示；此外，該推盒板13還需活動安裝於導向軸14上，從而保證其往復運動的穩定性以及固定的運動路徑；前述的導向軸14也需安裝在機架1的上層上，且該導向軸14的表面可以增設一層摩擦力較小的塗層，或直接採用摩擦力較小的材料加工製成導向軸14；進而用於由推盒氣缸11帶動推盒板13在推盒工位4中往復運動，將多個盒體26向推盒工位4的側面推出，推出後的盒體26如圖2所示。一般而言，推盒板13的長度要與推盒工位4的長度相吻合，即運動過程中既不會受到阻礙，又能將盒體26推到位；並且最好採用質量較輕的材質加工製成，以避免推盒過程中啟動與停止時慣性過大，對機件固定部分不利。

正如上述所提到的，之所以要使第二執行板8受到壓力後才可觸發接近開關7，是因為在盒體26在經過理盒通道2後，多個盒體之間並非一定是緊密接觸的置於推盒工位4中，即盒體26之間可能存在一定的間隙，此時即便最後端的一個盒體26與第二執行板8接觸，但由於盒體26未佔滿推盒工位4，此時將盒體26推出會出現混亂，影響理盒的整齊性；而此種狀態下，由於多個盒體26之間存在間隙，因而來自於盒類包裝機的輸出壓力無法傳遞給最後端的一個盒體26，最後端的一個盒體26也就不可能對第二執行板8形成壓力，也就無法觸發接近開關7，只有在盒體26之間緊密接觸後，來自於盒類包裝機的輸出壓力才可進行依次的傳遞，使得在最後端的一個盒體26與第二執行板8接觸時才會形成朝向於第一執行板6壓力，進而觸發接近7開關啟動下個動作。

優選的是，由於設備運行完成理盒並推出的過程中，上述多個氣缸啟動需具有先後順序，因而最好由一個控制器進行統一控制，亦可在可控制器中預設控制氣缸運行順序的邏輯程序，因而可將上述限位氣缸5、接近開關7、壓盒氣缸10與推盒氣缸11均接入可編程邏輯控制器15，即PLC，由PLC對前述各個氣缸的啟停進行控制，亦可用於執行相應的預設程序。並且為不影響設備運行，可將前述的可編程邏輯控制器15直接安裝在機架1的底部。

本實施例中，正如上述所提到的，在理盒通道2及斜向立盒板3的作用下，使得進入理盒通道的盒體26自動直立並規整排列後再進入推盒工位4，在推盒工位4的後端觸發接近開關7即可啟動壓盒氣缸10與推盒氣缸11，當壓盒氣缸10帶動壓盒板12壓住其下方的盒體26後，再由推盒氣缸11帶動推盒板13將推盒工位4中規整後的多個盒體26並排推出推盒工位4，進而無需再進行人工理盒，操作員直接將整理規整並推出的多個盒體裝箱即可，有效提升裝箱作業效率，減少生產線上的定員。

再參考圖1與圖2所示，根據本發明的另一個實施例，發明人在試驗中還發現上述實施例所述結構的自動理盒裝置在使用時還存在一些不足，對此發明人在上述結構的基礎上進行了優化改進；改進的第一方面是針對多個盒體26在推盒工位4中被推盒板13推出時，多個盒體26不能完全整齊且平穩的向推盒工位4的側面移動，對此，發明人在機架1的下層上增設了一個導向條16，為保證該導向條16起到導向且保證盒體26移動時保持平穩與整齊，需將導向條16安裝於第一執行板6與第二執行板8之間的位置上；可以使第二執行板8在受到盒體26前進產生的壓力後，向第一執行板6移動，當移動到導向條16所在的位置時，盒體26受到導向條16的阻擋不再向前移動並同時觸發接近開關7，此時由推盒板13向推盒工位4的側面推出多個盒體26時，最後端的盒體26與導向條16相接觸，進而導向條16可起到導向作用，保證多個盒體26在被推出時保持整齊。

改進的第二方面是針對個別由理盒通道2內進入的盒體26因盒耳沒有封好而超高受阻，影響設備運行；對此發明人針在上述壓盒板12上增設了朝向於理盒通道2的導向斜面27，該導向斜面27可便於將盒體26因沒有封好而翹起的盒耳直接壓下，而又不損傷盒體，在沒有封好的盒體被推出推盒工位4後由操作員手工再補封一下，不影響設備運行。

改進的第三方面是針對當工作檯面上推出了多組盒體26且沒有剩餘空間時，需由可編程邏輯控制器15控制推盒氣缸11向另一側推出盒體26，對此發明人在上述導向軸14的兩端均安裝了一個狀態位傳感器17，所述狀態位傳感器17均接入可編程邏輯控制器15，因導向軸14的兩端剛好位於推盒工位4兩側的初始位置，當該初始位置也已經堆放了推出的盒體時，表明這一側的空間已經全部被佔用，進而需向推盒工位4的另一側繼續推出；本實施例中可採用檢測磁敏開關作為前述的狀態位傳感器17。

需要說明的是，上述實施例中所提到的限位氣缸5、壓盒氣缸10與推盒氣缸11以及導向條16在機架1上均採用可拆卸式安裝，可根據設備運行的不同情況，微調各個氣缸及導向條16的實際位置，以保證設備運行過程中的精確度。

結合圖3所示，在本發明用於解決技術問題更加優選的一個實施例中，發明人還在上述的結構基礎上對盒類包裝機的末端結構進行了改進，盒類包裝機的主要作用是將內置產品的盒體26包裝完成後間斷送出；具體為針對理盒通道2前端的進盒通道18進行改進，通過兩個並行的滑輪組19之間的區域形成前述的進盒通道18，再在該滑輪組19的內側增設傳動皮帶20，將傳動皮帶20與主動滾輪21動力連接；由此，使得前述的傳動皮帶20可在進盒通道18的兩側運行，從而帶動盒體26進入後方的理盒通道2；一般而言，進盒通道18的寬度略微大於盒體26的高度即可；前述的滑輪組19可降低傳動皮帶20運行所產生的摩擦力。

另一方面，為方便調節上述傳動皮帶20帶動盒體26經過進盒通道18的速度，可將上述兩個滑輪組19分別通過各自的第二導柱23安裝在各自的支撐板22上，並在第二導柱23上均套裝彈簧；如此一來，通過第二導柱23微調兩個滑輪組19之間的距離，從而調整進盒通道18的寬度，進而調整傳動皮帶20以及滑輪組19對盒體26的擠壓力，達到通過增大或減小摩擦力來控制盒體26前進速度的目的；而第二導柱23上套裝的彈簧可使滑輪組19在受壓後及時復位；使得進盒通道18的寬度始終在一個可根據壓力進行變化的動態範圍內；正如上述所提到的，亦可直接通過第二導柱23調整滑輪組19與支撐板22之間的間隙，由此來改變兩個滑輪組19之間進盒通道18的寬度動態範圍中的最大寬度值與最小寬度值。

進一步的，發明人參考現有技術中傳動皮帶20常用的布設與傳動方式，在上述進盒通道18兩側的端部均安裝了兩個從動滾輪24，將傳動皮帶20經過從動滾輪24與主動滾輪21動力連接；用於由主動滾輪21帶動傳動皮帶20在從動滾輪24之間的進盒通道18內側循環運動；並且主動滾輪21可採用尼龍材質，進而降低滾輪與傳動皮帶20之間的摩擦阻力，延長傳動皮帶的安全壽命；另外，與現有技術相類似，前述主動滾輪21與從動滾輪24之間還安裝有張緊輪25，用於由傳動皮帶20經過張緊輪25，使傳動皮帶20保持緊繃。

如上，詳細描述了本發明所述自動理盒裝置的詳細結構，基於上述結構的技術方案，本發明的最後一個實施例是一種針對上述自動理盒裝置的實現方法，參考圖1至2所示，該方法具體包括如下步驟：

步驟S1、多個盒體26在外部推力(例如盒類包裝機間斷送出的盒體26前進的動力)的作用下，陸續進入理盒通道2，經斜向立盒板3後多個盒體26全部直立並繼續向前移動，當盒體26移動至推盒工位4，且最後端的一個盒體接觸第二執行板8並向其施加壓力時，觸發任意一個接近開關7，由接近開關7向可編程邏輯控制器15反饋到位信號；根據發明人的設計，在本實施例中，當推盒工位4中具有五個盒體26時，推盒工位4即被佔滿，此時接近開關7便可被觸發；關於如何識別推盒工位4是否被佔滿可參考上述實施例中的描述；

步驟S2、可編程邏輯控制器15收到上述到位信號後，向壓盒氣缸10輸出控制信號，壓盒氣缸10驅動壓盒板12向下移動，壓住當前處於壓盒氣缸10正下方的盒體，以阻止該盒體26以及該盒體26前端的其它盒體繼續向前移動；正如上述所提到的，在本實施例中五個盒體26置於推盒工位4，壓盒板12向下壓住的是與上述五個盒體26前端相鄰的第六個盒體26，當第六個盒體26被壓住後，前端的第七至乃至七個以上的盒體26被其擋住無法繼續前進；而盒類包裝機輸出的盒體26仍會按照固有的速度繼續前進，這時第六個盒體26前端的盒體26會存放於進盒通道18中的傳動皮帶20之間，並且進盒通道18中各個盒體26之間的間隙隨之減小；

步驟S3、可編程邏輯控制器15向限位氣缸5輸出控制信號，限位氣缸5帶動第一執行板6與第二執行板8整體向後退出一定距離(這段距離一般可根據實際情況計算預留)，鬆開限位，便於兩邊推盒順利進行；正如上述所提到的，此時第二執行板8應退到導向條16的後方，便於導向條16起到導向作用；同時可編邏輯控制器15根據預設的推盒方式，或者根據狀態位傳感器17反饋的導向軸14兩側位置情況，向推盒氣缸11輸出控制信號，由推盒氣缸11帶動推盒板13往復運動，完成向推盒工位4兩側推盒的動作；此處發明人預設的推盒方式主要包括三種，可作為本發明的優選實施例，第一種為左右各推出一次推盒工位4中的盒體，第二種為連續朝一個方向推出推盒工位4中的盒體，第三種為朝一個方向推出推盒工位4中的盒體五次後換另一個方向再推出五次的循環；如不採用狀態位傳感器17進行上述的工作平臺盒體26位置檢測，可在前述的三種推盒方式中任選一種進行。

步驟S4、推盒動作完成後，限位氣缸5、壓盒氣缸10與推盒氣缸11全部復位至初始狀態，重新執行步驟S1，如此往復循環；推出後的盒體如圖2所示。

正如上述所描述的，推盒工位4每次進行推盒的數量，可根據每個盒體26的寬度以及推盒工位4的長度來進行設置，原則上每次推出的盒體26必須將推盒工位4佔滿，且對第二執行板8形成壓力。

除上述以外，還需要說明的是在本說明書中所談到的「一個實施例」、「另一個實施例」、「實施例」等，指的是結合該實施例描述的具體特徵、結構或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結合任一實施例描述一個具體特徵、結構或者特點時，所要主張的是結合其他實施例來實現這種特徵、結構或者特點也落在本發明的範圍內。

儘管這裡參照本發明的多個解釋性實施例對本發明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則範圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的範圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對於本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。