專利名稱：激光單側(cè)開箱設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光單側(cè)開箱設(shè)備，具體地說，是涉及一種用激光切割箱體 一側(cè)的封條，從而達(dá)到開啟箱體的設(shè)備。
技術(shù)背景目前，煙草專賣店購進(jìn)的煙都是從煙草專賣局煙草庫取出各種類型的煙箱進(jìn)行重 新開箱，然后進(jìn)入全自動、半自動分揀線，分揀出煙草專賣店所需條煙，然后按照國家局指 定的32位碼，用激光標(biāo)刻機(jī)(或者噴墨機(jī))對條煙進(jìn)行逐條標(biāo)記(每條煙上的號碼在國家 局的數(shù)據(jù)庫中都有存檔)，最后將煙草專賣店所需條煙進(jìn)行裝箱，從而配送到煙草專賣店中 的。隨著人們對煙草的需求量逐步上升，與從前相比，現(xiàn)今的條煙分揀環(huán)節(jié)更需要準(zhǔn)確、快 速完成，然而，目前在整個條煙分揀環(huán)節(jié)中，將煙草專賣局煙草庫取出的各種類型的煙箱進(jìn) 行開箱仍是采用人工方式或采用熱熔式開箱方式來完成的，這兩種方式存在以下缺陷對 于人工方式來說，第一，操作工人用刀片劃動封條存在切傷手等不安全因素，第二，人工完 成速度的不確定性會制約條煙分揀的速度，第三，一箱煙的重量一般都在17kg左右，對于 操作工人來說，一天連續(xù)工作是非常吃力的。對于熱熔方式來說，其存在不安全、耗電量大、 有耗材、有污染、不準(zhǔn)確等缺陷。除上述煙草行業(yè)外，制藥、食品等行業(yè)在進(jìn)行物流配送時(shí)也存在大量、快速開啟箱 體封條的需求。由此可見，設(shè)計(jì)出一種可以自動切割箱體封條的設(shè)備是目前亟需解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種激光單側(cè)開箱設(shè)備，該設(shè)備利用集中的激光能量 切割開箱體一側(cè)的封條，可控，使用壽命長，切割速度快。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種激光單側(cè)開箱設(shè)備，其特征在于它包括箱體傳送裝置、激光發(fā)射裝置、探測 裝置和控制裝置，其中該箱體傳送裝置包括支架，該支架上設(shè)有滾動機(jī)構(gòu)，該滾動機(jī)構(gòu)上 設(shè)有傳送帶，該滾動機(jī)構(gòu)與第一電機(jī)連接；該激光發(fā)射裝置包括激光發(fā)生器、擴(kuò)束鏡、第一 反射鏡、第二反射鏡和聚焦鏡，該激光發(fā)生器、擴(kuò)束鏡、第一反射鏡同軸設(shè)置，該激光發(fā)生器 設(shè)置在該支架下部，該擴(kuò)束鏡通過一校準(zhǔn)板與該激光發(fā)生器的發(fā)射端連接，該第一反射鏡 的反射工作面與該擴(kuò)束鏡相對且該第一反射鏡的反射工作面與水平面成135度角，該第二 反射鏡和聚焦鏡設(shè)置在一發(fā)射罩內(nèi)，該發(fā)射罩位于該支架的一側(cè)且位于該傳送帶的上方， 該第二反射鏡的反射工作面與該第一反射鏡的反射工作面相對且該第二反射鏡的反射工 作面與水平面成45度角，該聚焦鏡設(shè)置在該第二反射鏡的反射工作面的前方，該聚焦鏡、 第二反射鏡同軸設(shè)置，該激光發(fā)生器發(fā)射出的激光束經(jīng)由該擴(kuò)束鏡變成平行光后射向該第 一反射鏡，平行光由該第一反射鏡的反射工作面反射后射向該第二反射鏡，平行光由該第 二反射鏡的反射工作面反射后射向該聚焦鏡，以使該聚焦鏡將平行光聚焦成高能光斑后射出，該發(fā)射罩的后端部與一絲杠機(jī)構(gòu)和一固定杠連接，該絲杠機(jī)構(gòu)用于使該發(fā)射罩上下移 動，該絲杠機(jī)構(gòu)與第二電機(jī)連接，該固定杠用于使該發(fā)射罩不左右晃動；該探測裝置包括位 置傳感器，該位置傳感器設(shè)于該支架上且位于該發(fā)射罩的下方，該位置傳感器用于檢測箱 體是否到位和離位；該控制裝置包括單片機(jī)，該激光發(fā)生器、第一電機(jī)、第二電機(jī)、位置傳感 器的輸入輸出端分別與該單片機(jī)上與其相應(yīng)的IO端連接。優(yōu)選地，所述激光發(fā)生器為CO2射頻激勵激光器。優(yōu)選地，所述位置傳感器與所述聚焦鏡的中心位于同一縱面。所述激光單側(cè)開箱設(shè)備還可包括保護(hù)罩，該保護(hù)罩用于將所述激光發(fā)生器發(fā)射出 的激光束與外界屏蔽，以免射出的激光束傷害到人。所述箱體傳送裝置的箱體輸入端的上方還可設(shè)有距離傳感器，該距離傳感器的輸 入輸出端與所述單片機(jī)上與其相應(yīng)的IO端連接，該距離傳感器用于測量出待切割箱體的 高度，以使所述單片機(jī)根據(jù)測量出的待切割箱體高度而相應(yīng)調(diào)節(jié)所述發(fā)射罩的高度，使從 所述聚焦鏡射出的高能光斑對準(zhǔn)箱體上的封條中線。所述箱體傳送裝置的支架上還可設(shè)有運(yùn)動傳感器，該運(yùn)動傳感器位于所述發(fā)射罩 的下方，該運(yùn)動傳感器的輸入輸出端與所述單片機(jī)上與其相應(yīng)的IO端連接，該運(yùn)動傳感器 用于探測箱體是否處于運(yùn)動狀態(tài)，以防箱體停止傳送而引發(fā)激光束將箱體射穿的現(xiàn)象發(fā) 生。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型中的激光束代替了目前切割箱體所使用的刀片和熱熔元件，利用集中 的激光能量(細(xì)小高能光斑)切割開箱體一側(cè)的封條，可控，使用壽命長，切割速度快。若 需切割的箱子長度為1米的話，本實(shí)用新型一分鐘內(nèi)可切割20個箱體。本實(shí)用新型安全、無污染、操作簡單方便，適用于各種需要切割開箱體封條的行 業(yè)，例如煙草行業(yè)。在煙草行業(yè)中，本實(shí)用新型可配合條煙半自動分揀線、條煙手工分揀線 來完成開啟煙箱封條的工作。

圖1是本實(shí)用新型的立體示意圖；圖2是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是從圖2的F向看，本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型中的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型激光單側(cè)開箱設(shè)備包括箱體傳送裝置、激光發(fā)射裝 置、探測裝置和控制裝置。該箱體傳送裝置包括支架11，該支架11上設(shè)有滾動機(jī)構(gòu)12，該滾動機(jī)構(gòu)12上設(shè) 有傳送帶13，該滾動機(jī)構(gòu)12與第一電機(jī)121連接。該激光發(fā)射裝置包括激光發(fā)生器21、擴(kuò)束鏡22、第一反射鏡23、第二反射鏡24和 聚焦鏡25。實(shí)際中，激光發(fā)生器21可選為CO2射頻激勵激光器。如圖2，該激光發(fā)生器21、擴(kuò)束鏡22、第一反射鏡23同軸設(shè)置，該激光發(fā)生器21設(shè)置在該支架11下部，該擴(kuò)束鏡22 通過一校準(zhǔn)板26與該激光發(fā)生器21的發(fā)射端連接，該第一反射鏡23的反射工作面與該擴(kuò) 束鏡22相對且該第一反射鏡23的反射工作面與水平面成135度角。該第二反射鏡24和 聚焦鏡25設(shè)置在一發(fā)射罩27內(nèi)，該發(fā)射罩27位于該支架11的一側(cè)且位于該傳送帶13的 上方。該第二反射鏡24的反射工作面與該第一反射鏡23的反射工作面相對且該第二反射 鏡24的反射工作面與水平面成45度角。該聚焦鏡25設(shè)置在該第二反射鏡24的反射工作 面的前方，該聚焦鏡25、第二反射鏡24同軸設(shè)置。如圖4，該激光發(fā)生器21發(fā)射出的激光 束經(jīng)由該擴(kuò)束鏡22變成平行光后射向該第一反射鏡23，平行光由該第一反射鏡23的反射 工作面反射后射向該第二反射鏡24，平行光由該第二反射鏡24的反射工作面反射后射向 該聚焦鏡25，以使該聚焦鏡25將平行光聚焦成高能光斑后射出。該發(fā)射罩27的后端部與 一絲杠機(jī)構(gòu)28和一固定杠29連接，該絲杠機(jī)構(gòu)28用于使該發(fā)射罩27上下移動，該絲杠機(jī) 構(gòu)28與第二電機(jī)281連接，該固定杠29用于使該發(fā)射罩27不左右晃動而僅僅借由絲杠機(jī) 構(gòu)28上下移動。該探測裝置包括位置傳感器31，該位置傳感器31設(shè)于該支架11上且位于該發(fā)射 罩27的下方。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，如圖2、圖3，該位置傳感器31可設(shè)計(jì)成使其與聚焦鏡25的中 心位于同一縱面。該位置傳感器31用于檢測箱體50是否到位和離位，即檢測箱體50是否 被傳送到達(dá)聚焦鏡25前準(zhǔn)備執(zhí)行切割封條任務(wù)以及是否切割封條任務(wù)完畢而被傳送離開 聚焦鏡25。 該控制裝置包括單片機(jī)(圖中未示出)，該激光發(fā)生器21、第一電機(jī)121、第二電機(jī) 281、位置傳感器31的輸入輸出端分別與該單片機(jī)上與其相應(yīng)的IO端連接。實(shí)際設(shè)計(jì)中，如圖，本實(shí)用新型激光單側(cè)開箱設(shè)備還可包括保護(hù)罩40，該保護(hù)罩 40用于將激光發(fā)生器21發(fā)射出的激光束與外界屏蔽，以免射出的激光束傷害到人。實(shí)際應(yīng)用中，由于箱體的規(guī)格有很多種，尺寸不一，因而封箱膠帶的位置便有高有 低。為了使發(fā)射罩27根據(jù)箱體高度自動調(diào)節(jié)切割高度，箱體傳送裝置的箱體輸入端的上方 可設(shè)有距離傳感器32，該距離傳感器32的輸入輸出端與單片機(jī)上與其相應(yīng)的IO端連接，該 距離傳感器32用于測量出待切割箱體50的高度，以使單片機(jī)根據(jù)測量出的待切割箱體50 高度而相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)射罩27的高度，使從聚焦鏡25射出的高能光斑對準(zhǔn)箱體50上的封條中 線。如圖2所示，該距離傳感器32可設(shè)于該保護(hù)罩40上。為了防止意外停機(jī)或箱體卡住而造成箱體紙板被激光打穿現(xiàn)象發(fā)生，箱體傳送裝 置的支架11上可設(shè)有運(yùn)動傳感器33，該運(yùn)動傳感器33位于發(fā)射罩27的下方，該運(yùn)動傳感 器33的輸入輸出端與單片機(jī)上與其相應(yīng)的IO端連接，該運(yùn)動傳感器33用于探測箱體50 是否處于運(yùn)動狀態(tài)，以防箱體停止傳送而引發(fā)激光束將箱體射穿的現(xiàn)象發(fā)生。本實(shí)用新型的工作過程為下面以切割一個箱體為例進(jìn)行說明。人工將待切割的箱體50置于箱體傳送裝置 的箱體輸入端處，箱體50隨著傳送帶13的運(yùn)轉(zhuǎn)而以設(shè)定速度向前傳送，當(dāng)箱體50經(jīng)過距 離傳感器32下方時(shí)，距離傳感器32測量箱體50高度，同時(shí)傳送帶13停止運(yùn)轉(zhuǎn)，距離傳感器 32將箱體50高度值傳送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)該高度值控制第二電機(jī)281運(yùn)轉(zhuǎn)，在第二電 機(jī)281的帶動下，發(fā)射罩27借由絲杠機(jī)構(gòu)28向上或向下移動，直至聚焦鏡25的中心移動 到與箱體50封條中線高度一致時(shí)停止。然后啟動傳送帶13，傳送帶13開始運(yùn)轉(zhuǎn)，箱體50繼續(xù)向前傳送，當(dāng)箱體50傳送到聚焦鏡25前時(shí)，位置傳感器31檢測到箱體50，并將檢測箱 體到位信號傳送給單片機(jī)，單片機(jī)接收到該信號后，控制激光發(fā)生器21發(fā)射激光束。激光 束從激光發(fā)生器21的發(fā)射端射出，經(jīng)由校準(zhǔn)板26校準(zhǔn)光路后射向擴(kuò)束鏡22，擴(kuò)束鏡22將 激光束調(diào)整成一束精確的平行光后，將該平行光射向第一反射鏡23，該平行光經(jīng)過第一反 射鏡23以及第二反射鏡24的反射后射向聚焦鏡25，該平行光經(jīng)過該聚焦鏡25聚焦成一細(xì) 小的高能光斑而射出，該高能光斑即為切割箱體50的光束。于是，從位置傳感器31檢測到 箱體50到位的時(shí)刻開始，該聚焦鏡25便發(fā)射出細(xì)小高能光斑，對箱體50的封條進(jìn)行切割， 當(dāng)位置傳感器31檢測到箱體50離位(即箱體離開聚焦鏡)時(shí)，單片機(jī)控制激光發(fā)生器21 停止發(fā)射激光束，聚焦鏡25停止發(fā)射高能光斑，切割結(jié)束。當(dāng)箱體50離位后，箱體50上的 封條便被全部切割開了，達(dá)到了開箱的目的。當(dāng)切割開封條的箱體50被傳送到箱體傳送裝 置的箱體輸出端時(shí)，工人將箱體50搬下，取出箱體中的貨品即可。
當(dāng)下一個箱體傳送到位置傳感器31時(shí)，發(fā)射罩27又會根據(jù)距離傳感器32測量出 的該箱體高度再次進(jìn)行高度調(diào)整，以便該箱體到位后聚焦鏡25射出的高能光斑對該箱體 的封條進(jìn)行準(zhǔn)確切割。 在切割的過程中，運(yùn)動傳感器33 —直在檢測箱體50是否處于運(yùn)動狀態(tài)。如果傳送 帶13意外停止運(yùn)轉(zhuǎn)，或者箱體50在被切割時(shí)意外卡住，箱體50便會處于停止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)， 運(yùn)動傳感器33便會檢測到箱體停止，并將箱體停止信號傳送給單片機(jī)，單片機(jī)接收到該信 號后便切斷激光發(fā)生器21的電源，使激光發(fā)生器21停止發(fā)射激光束，以防止發(fā)生箱體紙板 被激光打穿而造成廢品等情況。實(shí)際中，在切斷激光發(fā)生器21電源的同時(shí)，單片機(jī)可發(fā)出 報(bào)警，以通知相關(guān)人員及時(shí)處理。本實(shí)用新型特別適用于煙草行業(yè)。在煙草行業(yè)中使用時(shí)，當(dāng)裝有條煙的煙箱經(jīng)過 本實(shí)用新型而被切割開封條后，工人將煙箱中的條煙取出，置于條煙半自動或手工分揀線 的條煙輸送裝置的傳送帶上即可。條煙半自動分揀線、條煙手工分揀線均為現(xiàn)有技術(shù)，在這 里不再贅述。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型中的激光束代替了目前切割箱體所使用的刀片和熱熔元件，利用集中 的激光能量(細(xì)小高能光斑)切割開箱體一側(cè)的封條，可控，使用壽命長，切割速度快。若 需切割的箱子長度為1米的話，本實(shí)用新型一分鐘內(nèi)可切割20個箱體。本實(shí)用新型安全、無污染、操作簡單方便，適用于各種需要切割開箱體封條的行 業(yè)，例如煙草行業(yè)。在煙草行業(yè)中，本實(shí)用新型可配合條煙半自動分揀線、條煙手工分揀線 來完成開啟煙箱封條的工作。以上所述是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員來說，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實(shí)用新型技術(shù)方案基 礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種激光單側(cè)開箱設(shè)備，其特征在于它包括箱體傳送裝置、激光發(fā)射裝置、探測裝置和控制裝置，其中該箱體傳送裝置包括支架，該支架上設(shè)有滾動機(jī)構(gòu)，該滾動機(jī)構(gòu)上設(shè)有傳送帶，該滾動機(jī)構(gòu)與第一電機(jī)連接；該激光發(fā)射裝置包括激光發(fā)生器、擴(kuò)束鏡、第一反射鏡、第二反射鏡和聚焦鏡，該激光發(fā)生器、擴(kuò)束鏡、第一反射鏡同軸設(shè)置，該激光發(fā)生器設(shè)置在該支架下部，該擴(kuò)束鏡通過一校準(zhǔn)板與該激光發(fā)生器的發(fā)射端連接，該第一反射鏡的反射工作面與該擴(kuò)束鏡相對且該第一反射鏡的反射工作面與水平面成135度角，該第二反射鏡和聚焦鏡設(shè)置在一發(fā)射罩內(nèi)，該發(fā)射罩位于該支架的一側(cè)且位于該傳送帶的上方，該第二反射鏡的反射工作面與該第一反射鏡的反射工作面相對且該第二反射鏡的反射工作面與水平面成45度角，該聚焦鏡設(shè)置在該第二反射鏡的反射工作面的前方，該聚焦鏡、第二反射鏡同軸設(shè)置，該激光發(fā)生器發(fā)射出的激光束經(jīng)由該擴(kuò)束鏡變成平行光后射向該第一反射鏡，平行光由該第一反射鏡的反射工作面反射后射向該第二反射鏡，平行光由該第二反射鏡的反射工作面反射后射向該聚焦鏡，以使該聚焦鏡將平行光聚焦成高能光斑后射出，該發(fā)射罩的后端部與一絲杠機(jī)構(gòu)和一固定杠連接，該絲杠機(jī)構(gòu)用于使該發(fā)射罩上下移動，該絲杠機(jī)構(gòu)與第二電機(jī)連接，該固定杠用于使該發(fā)射罩不左右晃動；該探測裝置包括位置傳感器，該位置傳感器設(shè)于該支架上且位于該發(fā)射罩的下方，該位置傳感器用于檢測箱體是否到位和離位；該控制裝置包括單片機(jī)，該激光發(fā)生器、第一電機(jī)、第二電機(jī)、位置傳感器的輸入輸出端分別與該單片機(jī)上與其相應(yīng)的IO端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的激光單側(cè)開箱設(shè)備，其特征在于所述激光發(fā)生器為C02射頻激勵激光器。
3.如權(quán)利要求1所述的激光單側(cè)開箱設(shè)備，其特征在于所述位置傳感器與所述聚焦鏡的中心位于同一縱面。
4.如權(quán)利要求1所述的激光單側(cè)開箱設(shè)備，其特征在于所述激光單側(cè)開箱設(shè)備包括保護(hù)罩，該保護(hù)罩用于將所述激光發(fā)生器發(fā)射出的激光束 與外界屏蔽。
5.如權(quán)利要求1所述的激光單側(cè)開箱設(shè)備，其特征在于所述箱體傳送裝置的箱體輸入端的上方設(shè)有距離傳感器，該距離傳感器的輸入輸出端 與所述單片機(jī)上與其相應(yīng)的10端連接，該距離傳感器用于測量出待切割箱體的高度，以使 所述單片機(jī)根據(jù)測量出的待切割箱體高度而相應(yīng)調(diào)節(jié)所述發(fā)射罩的高度，使從所述聚焦鏡 射出的高能光斑對準(zhǔn)箱體上的封條中線。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的激光單側(cè)開箱設(shè)備，其特征在于所述箱體傳送裝置的支架上設(shè)有運(yùn)動傳感器，該運(yùn)動傳感器位于所述發(fā)射罩的下方， 該運(yùn)動傳感器的輸入輸出端與所述單片機(jī)上與其相應(yīng)的10端連接，該運(yùn)動傳感器用于探 測箱體是否處于運(yùn)動狀態(tài)，以防箱體停止傳送而引發(fā)激光束將箱體射穿的現(xiàn)象發(fā)生。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種激光單側(cè)開箱設(shè)備，包括箱體傳送裝置、激光發(fā)射裝置、探測裝置和控制裝置。激光發(fā)射裝置包括激光發(fā)生器、擴(kuò)束鏡、第一、第二反射鏡和聚焦鏡，激光發(fā)生器發(fā)射出的激光束經(jīng)由擴(kuò)束鏡變成平行光后射向第一反射鏡，平行光由第一反射鏡的反射工作面反射后射向第二反射鏡，平行光由第二反射鏡的反射工作面反射后射向聚焦鏡，聚焦鏡將平行光聚焦成高能光斑后射出，第二反射鏡和聚焦鏡設(shè)置在一發(fā)射罩內(nèi)，發(fā)射罩位于支架一側(cè)且位于傳送帶上方，發(fā)射罩后端部與絲杠機(jī)構(gòu)和固定杠連接。探測裝置包括檢測箱體是否到位和離位的位置傳感器?？刂蒲b置包括單片機(jī)。本實(shí)用新型可利用集中激光能量切割箱體一側(cè)封條，可控，切割速度快。
文檔編號B65B69/00GK201614028SQ20102013929
公開日2010年10月27日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者葉嘉鴻, 徐志新, 耿學(xué)紅 申請人:北京中僑創(chuàng)意科技發(fā)展有限公司