一种添加泡沫板装置、以及装箱机和装箱方法

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一种添加泡沫板装置、以及装箱机和装箱方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及产品包装技术领域，尤其是一种产品包装时，自动在产品中添加泡沫板的装置以及常用该添加泡沫板装置的装箱机和装箱方法。\n背景技术\n[0002] 现有的装箱机，以方形包饮料为例，一般包括把单个通道上输送的产品分成多通道的分包器、把多通道进入的产品堆垛成所需要数量的产品堆垛组件、用于纸箱存贮组件，并把纸箱逐一输送到位的纸仓、把堆垛后的产品输送到纸箱上预成型的装箱组件、以及纸箱的封箱组件，其中封箱组件包括摺叠纸箱各个部位，把产品完全包裹在纸箱内的打包组件、用封箱胶封合纸箱两侧面的侧面封箱组件以及用封箱胶封合纸箱角边位置的角边封箱组件。该装箱机实现全自动装箱过程，省时省力，已得到了大量是市场应用。\n[0003] 随着方形包饮料市场和人们需求的不断发展，人们对每个包装箱里面饮料的数量，也有不同的要求。例如，近期市场对包型为250B、20盒/箱的需求激增，大部分饮料制造商考虑到包装纸箱的重新设计和制造成本问题，因此决定沿用250B、24盒/箱的包装箱。\n由于包装箱内的产品数量减少，而包装箱的容积不变，因此包装后，箱体内部存在不少空间，这种情况下不利于运输产品，极易造成产品的爆包，导致经济损失，因此，饮料制造商增加相应尺寸的泡沫板，以填充包装箱空位，避免经济损失。并且，即使不是因为上述问题，泡沫板也能起到运输或搬运过程中产品间以及产品与纸箱间的相互缓冲作用，对产品起到一定的保护作用。\n[0004] 现有的添加泡沫板一般是在现有装箱机的基础上，通过人工装入泡沫板，然后再进行纸箱的封箱，这种情况下的生产速度是显而易见的，因此要保持一定的生产速度，直接导致生产现场的人员剧增，大大加大了生产成本。\n发明内容\n[0005] 针对以上不足，本发明的目的之一是提供一种全自动添加泡沫板的装置，以减少生产成本。\n[0006] 为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：\n[0007] 一种添加泡沫板装置，其包括：堆垛组件、泡沫板仓、泡沫板输送组件、推送组件和控制系统；其中：\n[0008] 所述泡沫板仓放置于堆垛组件的一侧，推送组件安装于堆垛组件的输入端用于将产品组推送至堆垛组件上；\n[0009] 所述泡沫板输送组件包括驱动电机、传送带、升降气缸和插针，所述传送带设置于堆垛组件和泡沫板仓的上侧，所述驱动电机与传送带相连以带动传送带的运动，升降气缸固定安装于该传送带上，升降气缸的活动端与插针固定连接以使升降气缸带动插针插入放置于泡沫板仓中的泡沫板上，泡沫板随传送带运动至相邻两个产品组之间，每个产品组至少包括一个产品单体；\n[0010] 所述驱动电机、升降气缸以及推送组件均与控制系统连接；堆垛组件并用于将放置有泡沫板的两产品组夹紧。\n[0011] 该添加泡沫板装置可实现全自动于产品中添加泡沫板，并可应用于任意的装箱机中，同时，该装置可应用于对产品间以及产品的外围添加泡沫板上，节省了大量的人力，提高工作效率。\n[0012] 驱动电机可选用成本较低的步进电机，步进电机同时能实现不同的运行速度，可满足使用中的各种需求；推送组件可采用气缸、推送板相结合的结构，与产品组尺寸相适应的推送板固定于气缸的活动端，气缸在推送在前产品组于堆垛组件上、在后产品组于堆垛组件上以及添加泡沫板后推动在后产品组以使相邻两产品组对泡沫板夹紧的过程中，其活动杆的伸出长度可以分别是长、短、长（针对两产品组间加设泡沫板，三产品组及以上相邻两两添加泡沫板的情况与之类似）的方式。\n[0013] 所述添加泡沫板装置进一步包括一分包器，其用于将单通道上输送的产品单体分成多通道的产品组进入堆垛组件，该分包器设置于产品单体至堆垛组件输入端之间的输送带上，所述输送带位于堆垛组件的与泡沫板仓相对的另一侧。\n[0014] 所述泡沫板输送组件进一步包括一挡板，所述挡板固定安装于升降气缸上，在升降气缸垂直位于泡沫板仓中的泡沫板上侧时，所述挡板下端面与该泡沫板上端面的距离为\n1～3cm。该挡板固定于与升降气缸固定连接的连接杆的另一端，其在插接有泡沫板的升降气缸上升时，起到控制泡沫板上升的高度，从而使插针和泡沫板的快速分离，并保证了泡沫板不至于倾斜或摔倒；同时，挡板上设有的圆孔可对插针起到一定的导向作用，防止插针插入泡沫板位置的不正确而致使泡沫板开裂。\n[0015] 所述插针穿过挡板上设有的与插针相匹配的圆孔插入泡沫板，在插针的侧面设有一挡位件，该挡位件的尺寸大于所述圆孔的尺寸。插针的数量可根据产品组的长度而定，当在产品组较短时，可通过一个插针对泡沫板进行插接，而在产品组较长时，则与其相匹配的泡沫板的长度通过一个插针可能会导致泡沫板在重力作用下的脱落，因此可采用沿泡沫板的长度方向并排设置的多个插针，在采用多个插针时，挡位件可以是连接相邻两个或多个插针的同样起到阻止插针在升降气缸的作用下插入泡沫板过深而导致泡沫板的开裂。\n[0016] 所述泡沫板输送组件进一步包括与传送带平行设置的导向柱或/和导向槽，升降气缸穿于所述导向柱上，升降气缸上设有与导向槽相匹配的导向块，所述导向块可沿所述导向槽滑动。导向柱或/和导向槽可设置于传送带的任意一侧，只需保证其与传送带平行设置，根据导向柱或/和导向槽的位置在升降气缸相适应的地方设置于导向柱或/和导向槽相匹配的结构。\n[0017] 所述添加泡沫板装置进一步包括一视觉定位系统，所述视觉定位系统与控制系统电性连接，用于通过控制系统对驱动电机、升降气缸和推送组件的动作进行控制。视觉定位系统可精确判断产品组被推送组件推动的位置、升降气缸的下降或上升的位置，以及升降气缸沿传送带移动的距离，根据设定的各个参数，通过控制系统对各个驱动部件（这里指推送组件、升降气缸和驱动电机）的动作进行控制。\n[0018] 本发明的另一目的在于提供了一种应用该添加泡沫板的装箱机，该技术方案为：\n[0019] 一种装箱机，其包括纸箱仓、输送台、封箱组件，所述装箱机还包括上述的添加泡沫板装置，所述输送台固定安装于堆垛组件的输出端，且输送台和堆垛组件之间留有放置从纸箱仓输送的纸箱的空隙，该空隙内纸箱上侧与输送台之间的夹角为锐角，所述封箱组件包括用于再将纸箱最后成型的打包组件、用于对最后成型的纸箱粘贴两侧面封箱胶的侧面封箱组件以及用于对最后成型的纸箱粘贴角边封箱胶的角边封箱组件，所述打包组件、侧面封箱组件和角边封箱组件沿纸箱在输送台的运动方向依次设置于输送台的侧部。\n[0020] 本发明进一步提供了上述装箱机的装箱方法，该技术方案为：\n[0021] 一种装箱方法，其包括以下步骤：\n[0022] 步骤1、将产品组输送到堆垛组件的输入端；\n[0023] 步骤2、推送组件推送产品组推送至堆垛组件上；\n[0024] 步骤3、升降气缸由传送带带动下回到原点，然后其开始动作，带动插针插入泡沫板，驱动电机动作，带动升降气缸以及插针插入的泡沫板沿传送带的运动方向进入相邻两产品组之间，到位后驱动电机停止动作，升降气缸带动插针退回，使插针和泡沫板分离，驱动电机反转带动升降气缸返回原点位置，驱动电机停止动作；\n[0025] 步骤4、推送组件推送在后的产品组运动，使相邻两产品组将其之间的泡沫板夹紧，并由堆垛组件的传送机构带动其向前运动；\n[0026] 步骤5、将纸箱仓内的纸箱输送至堆垛组件和输送台之间；\n[0027] 步骤6、堆垛组件把堆垛后的夹紧泡沫板的产品组输送到纸箱上预成型；\n[0028] 步骤7、由打包组件摺叠纸箱各个部位，把产品组完全包裹于纸箱内；\n[0029] 步骤8、由侧面封箱组件用封箱胶封合纸箱的两侧面；\n[0030] 步骤9、由角边封箱组件用封箱胶封合纸箱的角边位置；\n[0031] 其中，步骤2、3、5的动作依次进行或同时进行；步骤8、9的动作顺序视侧面封箱组件和角边封箱组件的位置而定。\n[0032] 上述步骤2-4中，驱动电机、升降气缸、推送组件的动作由视觉定位系统通过控制系统进行控制。同时，封箱组件、输送台的输送机构、纸箱的传送至输送台和堆垛组件之间的装置以及泡沫板在泡沫板仓中向前移动的推送装置等均可由控制系统控制，该控制系统可采用PLC。\n[0033] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：\n[0034] 1、本发明提供的一种添加泡沫板装置，其实现全自动于产品中添加泡沫板，减少了人力成本，并提高了生产效率；\n[0035] 2、添加泡沫板装置可通过视觉定位系统对控制系统进行控制各驱动部件的工作，控制精确；\n[0036] 3、该装置中通过挡位件对插针插入泡沫板的深度，防止过度插入而导致泡沫板的开裂；\n[0037] 4、该装置并通过挡板使插针与泡沫板分离，使输送泡沫板的过程更加顺利，同时挡板也起到了插针的导向作用，进一步防止了因插入泡沫板位置的偏移而导致泡沫板的开裂；\n[0038] 5、适应性强，该添加泡沫板装置可适用于任意现有的装箱机中。\n附图说明\n[0039] 图1为本发明一种添加泡沫板装置在插入泡沫板时的结构示意图；\n[0040] 图2为图1的A区放大图；\n[0041] 图3为本发明一种添加泡沫板装置将泡沫板输送至产品组处时的结构示意图；\n[0042] 图4为本发明一种添加泡沫板装置在升降气缸回到原点位置时的结构示意图；\n[0043] 图5为图4中的B区放大图；\n[0044] 图6为本发明一种添加泡沫板装置添加泡沫板后运行的结构示意图，其采用推送组件推送在后产品组以使产品组间的泡沫板夹紧，并使堆垛组件工作，带动产品组前行；\n[0045] 图7为本发明装箱机的结构示意图。\n[0046] 其中：1、产品组；11、产品单体；2、堆垛组件；3、泡沫板仓；31、泡沫板；4、泡沫板输送组件；41、驱动电机；42、传送带；43、升降气缸；431、活动端；44、插针；45、挡板；451、圆孔；452、连接杆；46、挡位件；47、导向柱；48、导向槽；49、连接板；5、推送组件；6、分包器；7、纸箱仓；71、纸箱；8、输送台；9、封箱组件；91、打包组件；92、侧面封箱组件；93、角边封箱组件。\n具体实施方式\n[0047] 下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。\n[0048] 实施例\n[0049] 请参照图1-6所示，一种添加泡沫板装置，其包括：堆垛组件2、泡沫板仓3、泡沫板输送组件4、推送组件5和控制系统。其中：\n[0050] 泡沫板仓3放置于堆垛组件2的一侧，推送组件5安装于堆垛组件的输入端用于将产品组1推送至堆垛组件2上。\n[0051] 泡沫板输送组件4包括驱动电机41、传送带42、升降气缸43和插针44，传送带42设置于堆垛组件2和泡沫板仓3的上侧，驱动电机41与传送带42相连以带动传送带42的运动，升降气缸43固定安装于该传送带42上，升降气缸43的活动端431与插针44固定连接以使升降气缸43带动插针44插入放置于泡沫板仓3中的泡沫板31上，泡沫板31随传送带42运动至相邻两个产品组1之间，每个产品组1至少包括一个产品单体11。\n[0052] 驱动电机41、升降气缸43以及推送组件5均与控制系统连接；堆垛组件2并用于将放置有泡沫板31的两产品组1夹紧。\n[0053] 该添加泡沫板装置可实现全自动于产品中添加泡沫板，并可应用于任意的装箱机中，同时，该装置同时可适用于对产品间以及产品的外围添加泡沫板上，节省了大量的人力，提高工作效率。驱动电机41可选用成本较低的步进电机，步进电机同时能实现不同的运行速度，可满足使用中的各种需求。\n[0054] 推送组件5可采用气缸、推送板相结合的结构，与产品组尺寸相适应的推送板固定于气缸的活动端，气缸在推送在前产品组于堆垛组件上、在后产品组于堆垛组件上以及添加泡沫板后推动在后产品组以使相邻两产品组对泡沫板夹紧的过程中，以两产品组间增加泡沫板为例，推送组件5的工作可采取两种方式进行：第一种工作方式，其活动杆的伸出长度可以分别是长、短、长的方式，首选，先使活动杆伸出较长的长度将在先的产品组推向堆垛组件2上，然后再伸出以较短的长度将在后的产品组推向堆垛组件2上，在先产品组和在后产品组之间的留有一定的空隙，该空隙通过活动杆伸出的长度进行控制，且该空隙需满足略大于泡沫板的宽度，泡沫板仓中最前的泡沫板与该空隙的连线与堆垛组件上产品组运行的方向垂直，这样更加方便泡沫板输送组件以最短的时间将泡沫板运送至两产品组之间，然后推送组件5的活动杆再以较长的伸出长度推动在后的产品组以使两产品组夹紧放置于其间的泡沫板；第二种工作方式，推送组件5的活动杆只进行两次动作，第一次动作将在先的产品组推送至堆垛组件上，并且该在先的产品组和堆垛组件的输入端留有放置泡沫板的空隙，或者将运送产品组至堆垛组件2的输入端的输送带上留有一定的空隙，这样，只需将在先的产品组推送至堆垛组件的输入端即可，该两种情况下的空隙与第一种工作方式相类似，泡沫板仓中最前的泡沫板与这两种情况下的空隙的连线与堆垛组件上产品组运行的方向垂直，将泡沫板放置于该空隙后，再由推送组件5的活动杆伸出一定的长度将在后的产品组或者在后的产品组与泡沫板一起推送至堆垛组件上。三产品组及以上相邻两两添加泡沫板的情况与之类似，这里不再赘述。\n[0055] 本发明的结构同样适用于如果需要在一个或多个产品组的外围添加方形的泡沫板结构的情况，这时，只需将一个或多个产品组紧密排列且推送到堆垛组件上，然后再将方形的泡沫板套于该一个或多个产品组上即可，与产品组之间添加泡沫板不同的是，产品组之间添加泡沫板可使泡沫板的低端与堆垛组件或输送产品组至堆垛组件的输送带的上端面持平即可，而方形的泡沫板则需先通过升降气缸43将该方形泡沫板抬高至产品组的上端面以上，然后再放下，当然，产品组间添加泡沫板的结构也可以采取此种方式，不过相对增加了工序的繁琐。\n[0056] 该添加泡沫板装置还包括一分包器6，其用于将单通道上输送的产品单体11分成多通道的产品组1进入堆垛组件2，该分包器6设置于产品单体11至堆垛组件2输入端之间的输送带上，输送带位于堆垛组件2的与泡沫板仓3相对的另一侧，且该输送带并延伸至堆垛组件2的输入端。在本发明的实施例中，每个产品组1设有两排共计10个产品单体。\n[0057] 泡沫板输送组件还包括一挡板45，该挡板45固定于与升降气缸43固定连接的连接杆452的另一端，在升降气缸43垂直位于泡沫板仓中的泡沫板31上侧时，挡板45下端面与该泡沫板31上端面的距离为1～3cm。插针44穿过挡板45上设有的与插针44相匹配的圆孔451插入泡沫板31，在插针44上设有一挡位件46，该挡位件46的尺寸大于圆孔的尺寸。该挡板45在插接有泡沫板31的升降气缸43上升时，起到控制泡沫板31上升的高度，从而使插针44和泡沫板31的快速分离，并保证了泡沫板31不至于倾斜或摔倒；同时，挡板45上设有的圆孔451可对插针44起到一定的导向作用，防止插针44插入泡沫板\n31位置的不正确而致使泡沫板31开裂。插针44的数量可根据产品组1的长度而定，当在产品组较短时，可通过一个插针44对泡沫板31进行插接，而在产品组1较长时，则与其相匹配的泡沫板31的长度通过一个插针44可能会导致泡沫板31在重力作用下的脱落，因此可采用沿泡沫板31的长度方向并排设置的多个插针44，在采用多个插针44时，挡位件可以是连接相邻两个或多个插针44的同样起到阻止插针44在升降气缸43的作用下插入泡沫板31过深而导致泡沫板31的开裂。\n[0058] 为了防止升降气缸43的偏移而导致泡沫板31无法到达指定的位置，该泡沫板输送组件还包括与传送带平行设置的导向柱47和导向槽48，导向柱47和导向槽48可仅设置其中的一个也可以保证升降气缸43的位置不会偏移，当然，升降气缸43穿于导向柱47上，升降气缸43上设有与导向槽48相匹配的导向块，导向块可沿导向槽48滑动。导向柱47和导向槽48可设置于传送带的任意一侧，只需保证其与传送带42平行设置，根据导向柱47和导向槽48的位置在升降气缸相适应的地方设置于导向柱47和导向槽48相匹配的结构。\n[0059] 升降气缸43的活动端固定连接一连接板49，插针44的上端固定于该连接板49上，同时，在该连接板49上还固定连接有对升降气缸43的活动杆上下运动起到导向作用的导柱，导柱可以为多根，该导柱穿于升降气缸43上设有的导槽内。\n[0060] 添加泡沫板装置还包括一视觉定位系统，视觉定位系统与控制系统电性连接，用于通过控制系统对驱动电机41、升降气缸43和推送组件5的动作进行控制。视觉定位系统可精确判断产品组1被推送组件5推动的位置、升降气缸43的下降或上升的位置，以及升降气缸43沿传送带42移动的距离，根据设定的各个参数，通过控制系统对各个驱动部件（这里指推送组件、升降气缸和驱动电机）的动作进行控制。\n[0061] 本发明还提供了一种应用该添加泡沫板装置的装箱机，该装箱机，包括纸箱仓7、输送台8、封箱组件9，装箱机还包括上述的添加泡沫板装置，输送台8固定安装于堆垛组件\n2的输出端，且输送台8和堆垛组件2之间留有放置从纸箱仓7输送的纸箱71的空隙，该空隙内纸箱71上侧与输送台8之间的夹角为锐角，封箱组件9包括用于再将纸箱71最后成型的打包组件91、用于对最后成型的纸箱71粘贴两侧面封箱胶的侧面封箱组件92以及用于对最后成型的纸箱71粘贴角边封箱胶的角边封箱组件93，打包组件91、侧面封箱组件92和角边封箱组件93沿纸箱在输送台8的运动方向依次设置于输送台8的侧部，侧面封箱组件92和角边封箱组件93的安装位置可以调换。其中，纸箱仓7输送纸箱71的装置以及封箱组件9的结构为市场上的常规结构，这里不再详细描述。\n[0062] 该装箱机进行装箱的方法，请参照图7所示，并结合图1-6中的添加泡沫板装置的工艺流程，包括以下步骤：\n[0063] 步骤1、将产品组1输送到堆垛组件2的输入端。\n[0064] 步骤2、推送组件5推送产品组1推送至堆垛组件2上。\n[0065] 步骤3、升降气缸43由传送带42带动下回到原点，然后其开始动作，带动插针44插入泡沫板31，驱动电机41动作，带动升降气缸43以及插针44插入的泡沫板31沿传送带42的运动方向进入相邻两产品组1之间，到位后驱动电机41停止动作，升降气缸43带动插针44退回，使插针44和泡沫板31分离，驱动电机41反转带动升降气缸43返回原点位置，驱动电机41停止动作。\n[0066] 步骤4、推送组件5推送在后的产品组1运动，使相邻两产品组1将其之间的泡沫板31夹紧，并由堆垛组件2的传送机构带动其向前运动。\n[0067] 步骤5、将纸箱仓7内的纸箱71输送至堆垛组件2和输送台8之间。\n[0068] 步骤6、堆垛组件2把堆垛后的夹紧泡沫板31的产品组1输送到纸箱71上进行预成型。\n[0069] 步骤7、由打包组件91摺叠纸箱各个部位，把产品组1完全包裹于纸箱71内。\n[0070] 步骤8、由侧面封箱组件92用封箱胶封合纸箱71的两侧面。\n[0071] 步骤9、由角边封箱组件93用封箱胶封合纸箱71的角边位置。\n[0072] 上述步骤中，步骤2、3、5的动作依次进行或同时进行，步骤4紧随于步骤3；同时，添加泡沫板也可以在运送产品组至堆垛组件2的输送带上进行，步骤3中，还包括泡沫板仓\n3中用于推动泡沫板31向泡沫板仓3的前段运行的推送装置，该推送装置动作于插针44插入泡沫板31后驱动电机动作与升降气缸43再次动作带动插针44插接下一个泡沫板31之间进行。步骤8、9的动作顺序视侧面封箱组件92和角边封箱组件93的位置而定。\n[0073] 上述步骤2-4中，驱动电机41、升降气缸43、推送组件5的动作由视觉定位系统通过控制系统进行控制。同时，封箱组件9、输送台8的输送机构、纸箱71的传送至输送台8和堆垛组件2之间的装置以及泡沫板31在泡沫板仓3中向前移动的推送装置等均可由控制系统控制，同时其动作也可以由视觉定位系统进行采集再去通过控制系统进行控制，该控制系统可采用PLC。\n[0074] 上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的保护范围中。