專利名稱：紙箱隔板自動插接機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明設計的紙箱隔板自動插接機屬于一種自動包裝機械。它是將模壓成型的包裝紙箱刀板自動組裝成包裝紙箱隔板的機電一體化機器，該機器已組裝并運行成功。
背景技術(shù)：
目前，在包裝機械領域，還有許多手工操作難以用自動機械代替。包裝紙箱隔板的插接一直用手工勞動完成就是其中一例。隨著PLC控制器技術(shù)的發(fā)展，機電一體化自動機械的設計也隨之大大簡化了。過去自動機械系統(tǒng)的設計中，各執(zhí)行部件間在順序、時序上的相互關(guān)聯(lián)給設計造成的困難已隨PLC的引進而逐漸克服。因此，這類機械的設計越來越集中到適應自動化要求的總體機械結(jié)構(gòu)的設計上，系統(tǒng)設計中總體機械結(jié)構(gòu)的發(fā)明已成為了關(guān)鍵。目前交流伺服系統(tǒng)技術(shù)的成熟以及PLC對應接口技術(shù)的標準化不僅給設計帶來了方便，也極大提高了控制精度和系統(tǒng)運行的可靠性。本設計就是找到了一種實現(xiàn)對紙箱刀板實行自動插接的機械結(jié)構(gòu)后，采用最新的PLC控制器與交流伺服控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設計的紙箱隔板自動插接機的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由投料分料倉、插料分料倉，縱向刀板組傳送料道和橫向刀板插接頭等幾部分組成。機器的工作過程是投料分料倉向縱向刀板組傳送料道投一組縱向刀板(刀板的插口朝向上)，隨后傳送料道將這一組刀板推向橫向刀板插接頭下，控制系統(tǒng)使這組刀板停下時，刀板朝上的插口正好在橫向刀板插頭的插板之下。同時插料分料倉向橫向刀板插接頭投下一塊橫向刀板(插口向下)，經(jīng)定位后吸附在插接頭的插板上，隨插板向下運動時，插向縱向刀板組的第一排插口。 接著在控制系統(tǒng)的控制下傳送料道將縱向刀板組向前移動一個刀板插口距離后停下，這組刀板的第二排插口正在橫向刀板的插頭下。同時插料分料倉向插接頭投下第二塊橫向刀板，插接頭再將第二塊橫向刀板插向縱向刀板組的第二排插口…，直至插接完成縱向刀板組的全部插口，便完成了一套隔板的插接。與縱向刀板組在固定料道中進行橫向刀板插接的同時，投料倉又向移動料道投下第二組縱向刀板...，依次機器可進行連續(xù)不斷的自動組裝隔板的過程。投料分料倉、插料分料倉的構(gòu)成基本相同，如圖2所示。它的功能是將平放的一摞刀板從下面一塊塊地推出來，由翻料板經(jīng)90°翻轉(zhuǎn)后豎直落下，進入傳送料道或插接頭的托板上。料倉壁板設有調(diào)整螺釘，可分別右左、前后移動壁板，正好能容下摞放著的刀板，使其平放在推料板組上，推料板組固定在滑道上，推料板下面設有氣缸推動推料板前后滑動。圖3說明了每次從摞著的刀板下面推出一塊刀板的原理。分料倉的推料板組由推板和托板組成。托板和推板固定在一起，兩板調(diào)整好后，緊固在一起，相對靜止，同時移動。 推板和托板把最下面的一塊刀板向外推出。由于刀板被推出時，有前擋板阻擋，只有最下面的刀板可以出倉。出倉后刀板先停在翻料板上，之后翻料板在旋轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動下轉(zhuǎn)90度， 使刀板立起后落下?；蛲度雮魉?料道，或投入插接頭。出倉一塊料后，推料板退回。由于后擋料板的阻擋第二塊料板保持原位落在托板上，待下次推出料倉?？v向刀板傳送料道的結(jié)構(gòu)如圖4所示。它由移動料道，固定料道，料道滑板，縱向刀板組推桿組成。推桿固定在推桿鏈條上，由鏈條伺服電機驅(qū)動并配合位置傳感器為推桿的行進定位。移動料道在投料倉的下方，結(jié)構(gòu)如圖5所示。它由移動料道框、移動絲杠及驅(qū)動伺服電機組成。一組移動料道固定在料道框上。翻板將縱向刀板豎直扔入其中的一條料道內(nèi)，伺服電機驅(qū)動移動料道框沿料道導軌移至下一料道位置，投料倉再扔下ー塊縱向刀板， 直至投完規(guī)定的縱向刀板數(shù)。料道組件的位置可以調(diào)整。第一料道的位置正停在投料倉扔料ロ的下方，位置由首道位置傳感器確定，移動料道移動的間距、移動次數(shù)由控制系統(tǒng)按橫刀板插ロ間距及縱刀板數(shù)量進行控制。固定料道(圖6)，是幾組固定在滑桿上的夾片組成?？赏ㄟ^調(diào)整固定料道滑塊的位置來調(diào)整固定料道，使其間距與橫向刀板插ロ間距相同，且固定料道出口對準插接頭中橫向刀板的插ロ。移動料道在接收完最后一塊縱刀板時停的位置，正好使移動料道與固定料道在一條直線上(圖7)，這時推桿鏈條在伺服電機驅(qū)動下向前移動。推桿推動一組縱向刀板從移動料道進入固定料道。推桿遇位置傳感器(圖4中)立即停下，此時縱刀板組的第一個插ロ正處插料板之下，以待插入橫向刀板。料道滑板盡可能光滑，從而方便縱向刀板的向前移動?？v向刀板組的移動間隔和次數(shù)由控制系統(tǒng)按縱向刀板插ロ間隔和插口數(shù)量控制鏈條伺服電機實現(xiàn)。橫向刀板插接頭的結(jié)構(gòu)如圖8所示。插接頭的功能是當插料分料倉將一片橫向刀板推在翻板上之后，旋轉(zhuǎn)氣缸轉(zhuǎn)90°，將刀板豎直落下，落在插板下的托板上，之后定位氣缸收縮，兩個定位檔板回收將刀板夾在中間，實現(xiàn)定位。此后吸盤組件(圖6)，使吸盤壓緊刀板。真空發(fā)生器向吸盤提供負壓，刀板被吸在吸盤上，吸盤組件中的彈簧使刀板緊靠插料板，之后托板氣缸收回托板。插料板帶著吸附其上的橫向刀板在插板氣缸(圖6)作用下開始下插，正好對著縱向刀板組的ー排插ロ，將橫向刀板插入縱向刀板組。完成插接后，插板吸盤釋放，插板在插板氣缸作用下返回初始位置，開始下ー組插接。移動料道的設置時為了在插接頭插接ー塊塊橫向刀板的同吋，投料倉能同時開始向移動料道投放縱向刀板，為下一組橫向刀板的插接做好準備。就是說投料和插料是并行的，投料沒有単獨占用機器時間。所以，機器的插接速度僅由插接橫向刀板的時間決定，大大提高了插接效率。


圖1.插接機的總體結(jié)構(gòu)其中1.投料分料倉；2.插料分料倉；3.縱向刀板組傳送料道；4.橫向刀板插接頭；圖2.分料倉結(jié)構(gòu)其中1.料倉壁板；2.推料板組；3.翻料板；4.滑道；5.前檔板；6.翻料板旋轉(zhuǎn)氣缸；7.料倉壁板調(diào)整螺絲；圖3料倉剖面圖其中(a)推板收回位置1.托板；2.推板；3.前檔板；4.后檔板；5.刀板；6.緊固釘；7.前壁板；8.后壁板；(b)推板推出位置圖4.縱向刀板傳送料道其中1.移動料道；2.固定料道；3.料道滑板；4.縱向刀板組推桿；5.推桿鏈條； 6.位置傳感器；7.鏈條伺服電機；圖5.移動料道結(jié)構(gòu)其中1.移動料道框；2.移動絲杠；3.驅(qū)動伺服電機；4.料道導軌；5.首道位置傳感器；6.移動料道；圖6.插板與固定料道對位其中1.插板緊固螺絲；2.刀板插ロ ；3.固定料道出口 ；4.固定料道滑塊；5.固定料道入口 ；6.吸盤組件；7.插板氣缸；圖7.料道對接示意其中1.固定料道；2.刀板；3.緊固螺絲；4.移動料道；5.推桿；圖8.插接頭結(jié)構(gòu)1其中1.插板；2.刀板；3.翻板；4.定位氣缸；5.定位檔板；6.托板；7.托板氣缸；
具體實施例方式本說明書的附圖已清楚地列出了機器的總體結(jié)構(gòu)和各部分的結(jié)構(gòu)細節(jié)。說明部分對機器的工作過程和各部分的工作原理也作了詳盡的說明。按此方案制作機器時，還要根據(jù)需插接的包裝紙箱的尺寸做尺寸的設計。盡管本設計使機器有調(diào)整余地，可適應對不同刀板的插接需求。但應確定刀板的最大尺寸，即機器允許的刀板的最大長度、寬度和最多的刀板插口數(shù)，以及對應的最小尺寸后才能最后設計和制作。機器的控制系統(tǒng)使機器成為各部件協(xié)調(diào)動作的整體。其中有整體順序關(guān)系的，如移動投料動作完成后才能進行推桿送料動作，縱向刀板朝上插ロ定位好且橫向刀板已吸附在插板上，才能開始下插動作；還有局部時序關(guān)系的，如橫向刀板要經(jīng)過從料倉推出、翻板落下、定位、吸附、插下等一系列的時間動作才能作為ー個局部動作去和其他局部動作銜接?？刂葡到y(tǒng)的設計要在全面掌握機器各動作間的邏輯關(guān)系后，才能進行。要選擇好傳感器和執(zhí)行部件的精度與速度?？刂葡到y(tǒng)采用PLC控制器，各定位傳感器采用電感式接近開關(guān)或更精確的光電傳感器接至PLC控制器的開關(guān)量輸入點上，PLC控制器的開關(guān)量輸出點接閥島控制線圈，以控制氣缸去執(zhí)行推板、翻板、定位、插接等動作。鏈條、絲杠采用交流伺服接PLC控制器的PTO 接ロ進行控制?？刂凭仍贗mm誤差之內(nèi)。PLC控制器的編程采用IEC61131-3標準的CFC 編程可以帶來很大的方便，這里不再贅述。
權(quán)利要求
1.紙箱隔板自動插接機的總體構(gòu)成，它的特征是由投料分料倉、插料分料倉、縱向刀板組傳送料道和橫向刀板插接頭等幾部分組成。
2.如權(quán)利要求1所述的紙箱隔板自動插接機，其中，刀板分料倉結(jié)構(gòu)，它是將平放的一摞刀板從下面一塊塊地推出料倉外，再由翻料板經(jīng)90°翻轉(zhuǎn)后豎直落下，它的特征是由推料板組、前后檔板及翻料板組成。
3.如權(quán)利要求1所述的紙箱隔板自動插接機，其中，縱向刀板傳送料道的結(jié)構(gòu)，它的特征是由固定料道和移動料道組成，這種結(jié)構(gòu)使機器的投料和插料可以并行，從而提高了機器效率。
4.如權(quán)利要求1所述的紙箱隔板自動插接機，其中，橫向刀板插接頭的結(jié)構(gòu)，它的特征是具有對橫向刀板進行定位、吸附、插接等機構(gòu)，實現(xiàn)刀板的插接，形成紙箱隔板。
全文摘要
本發(fā)明設計的紙箱隔板自動插接機屬于一種自動包裝機械。它是將模壓成型的包裝紙箱刀板自動組裝成包裝紙箱隔板的機電一體化機器。它由投料分料倉、插料分料倉，縱向刀板組傳送料道和橫向刀板插接頭等幾部分組成。其中，刀板分料倉結(jié)構(gòu)，由推料板組、前后檔板及翻料板組成。縱向刀板傳送料道的結(jié)構(gòu)是由固定料道和移動料道組成。橫向刀板插接頭的是具有對橫向刀板進行定位、吸附、插接等機構(gòu)，實現(xiàn)刀板的插接，形成紙箱隔板?？刂葡到y(tǒng)采用PLC控制器，各定位傳感器采用電感式接近開關(guān)或更精確的光電傳感器接至PLC控制器的開關(guān)量輸入點，以控制氣缸去執(zhí)行推板、翻板、定位、插接等動作。
文檔編號B31B1/84GK102529165SQ2011104359
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者于鳳明, 吳冠雄, 唱江華, 張輝, 李之芙, 王英杰, 米糧川, 范博宇 申請人:齊齊哈爾大學