一种顶部装载式包装设备的制作方法

本发明属于包装机械，特别涉及一种顶部装载式包装设备。

背景技术：

1、包装纸盒广泛用于各类产品的包装，尤其是各种医疗用具的包装，如各种预充针、注射器等。而顶部装载式包装设备用于实现包装纸盒的成型、输送、装料、封盒和输出，完成从纸坯成型到成品盒输出的全部过程。

2、现有的顶部装载式包装设备通常包括纸坯料库、纸坯抓取机构、纸坯成盒机构、纸盒输送机构、说明书料库、说明书装盒机构、物料输送机构、物料抓取机构、内舌折叠机构、纸盒封盒机构和纸盒输出机构。这种包装设备存在如下问题：

3、1、纸坯料库为单组料库储存输送，取料时只能逐个纸坯进行，影响取料和成型速度；同时纸坯料库一般与设备整机通过螺栓把合连接，对于不同规格的纸坯工装夹具更换困难，产品换型时耽误时间，影响工作效率；

4、2、纸坯抓取机构用于在纸坯料库中抓取包装盒纸坯，摆放至固定位置与角度，以便后续工序设备取用。现有抓取机构多为伺服电机正反转通过连杆带动吸取夹具往复运动，设备振动大；而且当位置传感器出现故障时，机构可能超出位置摆动，撞击其它机构部件，对其它机构部件造成损伤；

5、此外，现有抓取机构的架体通常为栓接把合形成，调节能力差；而且在一个包装设备中存在抓取多种物料且高度不同情况，抓取设备需要特定设计，通用性不强。

6、3、纸坯成盒机构包括设在机架上的单张纸坯抓手机构、喷胶机构和单工位纸盒成型组。这种成盒机构每次只能对单张纸坯进行折叠成盒操作，工作效率低；而且生产过程中可能涉及频繁更换包装物及纸坯规格，纸坯抓手机构需要更换调整，但是现有的螺栓把合方式不便于快速拆卸，影响生产效率。

7、4、内舌折叠机构用于将包装纸盒两端内舌折叠成水平，以起到支撑保护物料作用。现有折叠机构采用对称布置的二个气缸同时伸缩，推动推手水平移动将内舌压平，设备振动大，影响设备使用寿命。

8、5、现有的纸盒封盒机构通过摆杆或者摆动片摆动之后，实现对纸盒的折叠封盒操作，但是这种机构只能对纸盒逐一进行折叠封盒操作，工作效率低；而且封盒后的纸盒上盖的前舌整面粘贴到包装盒前面，造成终端用户开盒困难且浪费胶水。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种能够同时实现多个纸坯的成型、装料和封盒，生产效率高，方便更换不同品规的顶部装载式包装设备。

2、为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种顶部装载式包装设备，包括机架，在机架内设有纸坯料库、纸坯抓取机构、纸坯成盒机构、纸盒输送机构、物料输送机构、物料抓取机构、内舌折叠机构、纸盒封盒机构和纸盒输出机构；所述纸坯成盒机构、物料抓取机构、纸盒封盒机构和纸盒输出机构通过纸盒输送机构依次连接实现联动，其特殊之处是：

4、所述机架沿其纵向分为四个结构单元，所述纸坯料库、纸坯抓取机构和纸坯成盒机构设在第一结构单元内，所述物料输送机构、物料抓取机构和内舌折叠机构设在第三结构单元内，所述纸盒封盒机构和纸盒输出机构设在第四结构单元内；所述纸盒输送机构贯穿四个结构单元；

5、所述纸坯料库包括多个平行布置的纸坯输送机构，用于同时放置并输送多组纸坯；所述纸坯抓取机构设在纸坯料库与纸坯成盒机构之间，用于同时抓取多个纸坯送给所述纸坯成盒机构；

6、所述纸坯成盒机构包括纸坯抓手机构、喷胶机构和纸盒成型机构；

7、所述纸坯抓手机构包括设在机架上的二轴直线滑台，在二轴直线滑台的z轴滑台下端通过快拆组件连接有安装架，在安装架上均布有多个纸板抓手，用于同时抓取多个纸坯；

8、所述喷胶机构安装在所述纸坯抓取机构的前面，该喷胶机构包括均布排成一行的多对第一喷胶枪，每对第一喷胶枪分别与待成型纸坯两端的内舌对应；用于同时对多个纸坯两端的内舌进行喷胶；

9、所述纸盒成型机构安装在所述喷胶机构的前面，该纸盒成型机构包括均布排成一行的多个成型组件，成型组件与纸板抓手数量相当且一一对应，用于实现多个纸坯的同步成型；

10、所述纸盒封盒机构包括二轴直线龙门，在二轴直线龙门的z轴滑台下端通过连接组件可拆卸连接有安装架，在该安装架上均布有多个封盒夹具，用于同时对多个包装纸盒的上盖进行折叠封盒。

11、作为进一步优选，所述快拆组件包括连接柱和连接座，所述连接柱固定在所述z轴滑台下端，所述连接座是由连接底板和对称固定在连接底板上的二个连接卡块构成，所述连接柱下端为正方体，其插入到二个连接卡块之间并通过拇指型锁紧器相互连接，以便于实现安装架和纸板抓手的快速拆换。

12、作为进一步优选，在连接柱下端固定有卡板，在卡板两端与二个连接卡块之间分别设有一对限位卡块，以降低拇指型锁紧器的荷载。

13、作为进一步优选，所述纸板抓手包括支撑板框，在支撑板框内设有推盒气缸和对称布置在推盒气缸两侧的吸盘，推盒气缸的活塞杆下端连接有推盒板，所述推盒板在初始位置时，吸盘下端穿过推盒板上的通孔。

14、作为进一步优选，所述喷胶机构包括一块基板，在基板上面分别通过直线滑轨组件滑动安装有二根相互平行的板条，每对第一喷胶枪分别设在二根板条上，在二根板条一端与设在基板上的立板之间设有丝杠丝母组件，以便于调节每对第一喷胶枪的间距；在基板上对应每对第一喷胶枪之间分别设有光电传感器，用于检测待成型纸板通过，以便控制第一喷胶枪喷胶。

15、作为进一步优选，所述纸盒成型机构包括一块安装板，在安装板上均布有多个成型孔，并在每个成型孔处分别设有所述成型组件，所述成型组件包括导向盒组件和压盒组件；所述导向盒组件包括二个长盒和二个短盒，长盒和短盒的内侧板分别插入成型孔内，用于实现每个包装纸盒的纸板插入成型孔时的导向。

16、作为进一步优选，所述压盒组件包括二个压长边组件和二个压短边组件，用于对插入成型孔内的包装纸盒压制成型；所述压长边组件包括一个安装块，安装块通过连接板固定在安装板上且位于每个成型孔的长边中部的槽口内，在安装块上通过销轴铰接有摆动座，在安装块上位于安装板下方固定有压盒气缸，用于推动摆动座摆动；所述摆动座中部为l型并在摆动座下端通过摆轴安装有二个滚轮；在摆动座中部上端与安装块之间设有复位弹簧，用于摆动座摆动后的自动复位。

17、作为进一步优选，所述纸坯料库包括支撑架，在支撑架上设有安装板，在安装板上均布固定有多个托架，在托架上通过拇指型锁紧器连接有固定板，在固定板上分别固定所述纸坯输送机构；

18、在支撑架上位于安装板上方通过弹簧柱塞和拇指型锁紧器固定有导向板，在导向板上均布有多个异型导向孔，所述纸坯输送机构分别由对应的导向孔穿过；在导向板上位于每个导向孔的左、右两侧和上边分别固定有导向条，用于实现纸坯输送时的导向。

19、作为进一步优选，所述纸坯输送机构包括平行固定在固定板上的二块支撑板，在二块支撑板之间设有二个同步带机构并连接有托板，用于支撑并输送待使用的纸坯；在二块支撑板底部之间设有连接板，在连接板上铰接有气缸，气缸输出端通过摆臂和单向轴承与二个同步带机构的主动轴连接，用于驱动二个同步带机构步进运转。

20、作为进一步优选，在二块支撑板的外侧分别通过连接柱连接有限位板，二个限位板之间的间距与待输送的纸坯长度配合，用于实现纸坯输送时的限位；在二个同步带机构上位于二个限位板之间放置有支撑挡块，支撑挡块跟随同步带机构步进，用于从后面挡在待输送的纸坯。

21、作为进一步优选，所述纸坯抓取机构包括框架组和吸取夹具，在框架组上设有伺服电机和驱动轴，伺服电机与驱动轴传动连接；

22、在框架组一端的两侧对称铰接有二个摆臂组件，该摆臂组件是由摆臂和输出臂铰接而成，其中摆臂下端铰接在框架组上，摆臂上端铰接在输出臂中部；在二个输出臂之间连接有安装板，所述吸取夹具通过拇指型锁紧器固定在安装板上；

23、在所述驱动轴的两端对称连接有曲柄连杆组件，曲柄连杆组件的连杆外端分别铰接在对应的摆臂中部，用于带动摆臂往复摆动；

24、在框架组内对称铰接有二个控制组件，该控制组件包括小摆臂、长连杆和短连杆，其中小摆臂下端铰接在框架组上，小摆臂上端与长连杆和短连杆一端相互铰接，长连杆另一端铰接在对应的输出臂下端，二个短连杆另一端通过一根长轴铰接在二个摆臂下部，用于控制输出臂在跟随摆臂往复摆动时往复转动，从而调整吸取夹具的角度。

25、作为进一步优选，所述吸取夹具包括连接板，连接板贴在安装板上并通过所述拇指型锁紧器固定；在连接板上固定有吸盘架，在吸盘架上均布固定有多个吸盘座，在每个吸盘座上安装有挡板和四个呈矩形布置的吸盘，吸盘外端由挡板上的通孔穿出，用于吸附待抓取的纸坯物料。

26、作为进一步优选，所述框架组包括内框架和外框架，所述伺服电机、驱动轴、摆臂组件和控制组件均设在外框架上，外框架的二块立板分别贴在内框架两侧并通过设在内框架外侧的导向条和夹板与内框架固定，在内框架上安装有可旋转的调节轴，调节轴两端分别穿过外框架的二块立板并设有凸轮，在二块立板上分别固定有压块，压块分别压在对应的凸轮外缘，以便调整抓取高度。

27、作为进一步优选，所述内框架是由对称布置的二个连接座通过二根连接轴连接而成，所述外框架是由二块立板通过多根连接轴连接而成。

28、作为进一步优选，所述纸盒输送机构包括环形磁悬浮输送线，在磁悬浮输送线上设有若干个小车，在每个小车上分别设有纸盒固定夹具，用于同时承接纸坯成型后形成的纸盒并向前输送到下一工序。

29、作为进一步优选，所述物料输送机构包括平行布置的二条输送带机构，在每条输送带机构的输送带上均布固定有若干个物料挡块，用于放置待包装的物料。

30、作为进一步优选，所述物料抓取机构设在物料输送机构与纸盒输送机构之间的上方，其包括蜘蛛手机器人，在蜘蛛手机器人的抓手下端连接有吸盘抓手，用于同时抓取一对物料放入成型后的纸盒内。

31、作为进一步优选，所述内舌折叠机构通过支架设在物料输送机构与纸盒输送机构之间，其包括安装基板，在安装基板上通过二个横向滑轨组件滑动安装有滑动板，在安装基板底面沿竖直方向设有伺服电机，伺服电机输出端通过一个曲柄滑块机构与滑动板连接，用于带动滑动板沿安装基板的宽度方向间歇往复滑动；

32、在滑动板上通过二个纵向滑轨组件滑动安装有二块连接板，在滑动板上靠近两端分别设有驱动气缸，驱动气缸的输出端分别与对应的连接板连接，用于驱动二块连接板相向或反向滑动；

33、在二块连接板上分别均布固定有f型推手，f型推手的一端分别延伸至二块连接板的同一侧，相邻二个f型推手对称布置且另一端分别固定在二块连接板上，用于在连接板的带动下相向运动实现对多个包装纸盒内舌的折叠。

34、作为进一步优选，所述曲柄滑块机构包括固定在伺服电机输出端的驱动盘，驱动盘上设有偏心布置的销轴，在滑动板底面固定有联动块，联动块上设有长条孔，所述销轴上端通过间隙配合插入条形孔内。

35、作为进一步优选，所述封盒夹具包括通过连接架均布吊装在安装架下方的基板，在基板的前端对称设有二个吸盘，用于吸住纸盒的上盖一侧盒体；在基板的前侧铰接有折叠压板，在基板与折叠压板之间设有折叠气缸，用于驱动折叠压板翻转实现对纸盒上盖的折叠；所述折叠压板为l型并在折叠压板底面前端的立板上对称设有压舌气缸，用于将涂胶的上盖前舌粘贴在盒体另一侧。

36、作为进一步优选，所述连接组件与快拆组件结构相同，以便于更换不同品规时的快速拆换。

37、作为进一步优选，在机架上位于纸盒输送机构与纸盒输出机构之间设有纸盒转向机构，用于对封盒后的包装纸盒转向90度后供给纸盒输出机构；

38、所述纸盒转向机构包括安装板架，在安装板架内通过直线滑轨组件滑动安装有滑动板，在安装板架底部设有驱动气缸，驱动气缸输出端通过连接架与滑动板固接，用于驱动滑动板往复滑动；

39、在安装板架上均布安装有多个可旋转的转轴，转轴下端与滑动板分别通过齿轮齿条组件连接，在转轴上端分别固定有吸盘座，在吸盘座上均布设有吸盘并固定有盒托板，吸盘分别由盒托板对应的通孔引出，用于将物料包装盒吸附在盒托板上。

40、作为进一步优选，所述纸盒输出机构包括输送带传送机构和纸盒抓手机构，所述纸盒抓手机构设在机架上位于输送带传送机构的上方，用于将封盒转向后的包装纸盒抓取到输送带传送机构上；所述输送带传送机构沿机架纵向布置且由机架一端引出，用于输出包装后的纸盒。

41、作为进一步优选，在第二结构单元内设有说明书料库和说明书装盒机构，说明书装盒机构包括说明书抓取机构和说明书抓手机构，所述说明书抓取机构与纸坯抓取机构结构基本相同，用于从说明书料库中抓取说明书并摆放至水平角度；所述说明书抓手机构上均布有多个说明书抓手，用于从说明书抓取机构上抓取说明书并装入到位于纸盒输送机构上的成型纸盒内。

42、本发明的有益效果是：

43、1、由于所述纸坯料库包括多个平行布置的纸坯输送机构，因此能够同时放置并输送多组纸坯；通过设在纸坯料库与纸坯成盒机构之间的纸坯抓取机构，能够同时抓取多个纸坯送给纸坯成盒机构；

44、2、由于所述纸坯成盒机构包括纸坯抓手机构、喷胶机构和纸盒成型机构；在纸坯抓手机构的二轴直线滑台的z轴滑台下端通过安装架均布安装有多个纸板抓手，因此能够同时抓取多个包装纸盒的纸坯并依次送到喷胶机构和纸盒成型机构；由于喷胶机构包括均布排成一行的多对第一喷胶枪且每对第一喷胶枪分别与待成型纸坯两端的内舌对应；因此能够对多个纸坯两端的内舌同时进行喷胶；并通过所述纸盒成型机构上均布的多个成型组件实现多个纸坯的同步成型，能够同时实现多个包装纸盒的自动成盒作业，工作效率高，可提高生产速度；

45、3、由于多个纸板抓手通过安装架和快拆组件安装到二轴直线滑台上，因此能够根据所需更换的包装盒纸坯规格快速更换纸板抓手，拆装方便，可提高更换不同品规时的作业效率；

46、4、由于所述纸坯成盒机构、物料抓取机构、纸盒封盒机构和纸盒输出机构通过纸盒输送机构依次连接实现联动，通过物料抓取机构能够同时抓取一对物料放入成型后的纸盒内，通过纸盒封盒机构同时对多个包装纸盒的上盖进行折叠封盒；因此能够同时实现多个纸坯的成型、装料和封盒输出，生产效率高。

47、5、由于所述纸坯抓取机构通过伺服电机带动驱动轴连续转动，经驱动轴两端的曲柄连杆组件便可带动铰接在框架组上的二个摆臂组件往复摆动，从而带动设在二个摆臂组件之间的吸取夹具往复摆动；通过对称铰接在框架组内的二个控制组件分别连接二个摆臂组件的输出臂下端和摆臂下部，便可控制输出臂在跟随摆臂往复摆动时往复转动，从而调整吸取夹具跟随摆臂组件摆动时的角度，进而实现对纸坯物料的抓取和摆放；结构紧凑，工作稳定，工作振动小，可避免机构可能超出位置摆动而撞击其它机构部件，对其它机构部件造成损伤。

48、6、通过对称铰接在框架组一端的二个摆臂组件连接有安装板，所述吸取夹具通过拇指型锁紧器固定在安装板上，能够根据不同品规快速更换吸取夹具，拆装方便，更换效率高，通用性强。

49、7、由于所述内舌折叠机构采用伺服电机通过曲柄滑块机构与滑动板连接，因此能够带动滑动板沿安装基板的宽度方向间歇往复滑动，从而带动均布固定在二块连接板上的f型推手伸出并插入到每个包装纸盒的两端；通过驱动气缸驱动二块连接板相向或反向滑动，相邻二个f型推手对称布置且分别固定在二块连接板上，因此在连接板的带动下可使相邻二个f型推手相向运动实现对多个包装纸盒内舌的自动折叠，工作效率高，动作平稳。

50、8、由于在纸盒封盒机构的安装架上均布有多个封盒夹具，通过对称设在每个封盒夹具的基板前端的二个吸盘，能够吸住纸盒的上盖一侧盒体表面；通过设在基板与折叠压板之间的折叠气缸，能够驱动折叠压板翻转实现对纸盒上盖的折叠；通过对称设在折叠压板底面前端立板上的压舌气缸，便可将涂胶的上盖前舌粘贴在盒体另一侧，因此能够同时实现多个包装纸盒上盖的自动折叠封盒，工作效率高；同时通过压舌气缸实现对上盖前舌涂胶点的准确按压，可避免纸盒上盖的前舌整面粘贴到包装盒前面，而造成终端用户开盒困难的难题。