從目前市面上銷售的裝盒機來看,自動裝盒機的組成如圖1所示。其中,包裝作業(yè)執(zhí)行機構(gòu)是用來完成對包裝物品的包裝生產(chǎn)作業(yè)過程的機構(gòu),是自動裝盒機主體部分,也是結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜,動作最為繁多的一個部分。裝盒機是否具有安全有效的包裝作業(yè)執(zhí)行機構(gòu)是其能否在包裝過程中發(fā)揮作用的關(guān)鍵。由于市面上包裝盒型號種類很多,所以針對這些包裝材料設(shè)計的包裝作業(yè)的機構(gòu)也五花八門,本文介紹的是針對一類包裝盒進行研究和設(shè)計的包裝作業(yè)執(zhí)行機構(gòu)。
1、機構(gòu)總體方案設(shè)計
針對的包裝材料如圖2所示:
紙盒開閉執(zhí)行機構(gòu)、輸出機構(gòu)與主傳送系統(tǒng)的聯(lián)動共同完成紙盒開閉等裝盒程序,根據(jù)主傳送系統(tǒng)運動、結(jié)構(gòu)參數(shù)和布局等要求,最終確定工藝流程如圖3圖4在最初工藝流程方案的基礎(chǔ)上,增加了兩個工位,3工位為布局需要,10工位為稱重系統(tǒng)預(yù)留。
1~9-紙盒在水平輸送道各工位的狀態(tài)
10-稱重系統(tǒng)工位
11-11~15-物料在供料道各工位的狀態(tài)
2、執(zhí)行機構(gòu)各工位功能及結(jié)構(gòu)簡圖
方案包含了紙盒的打開、傳送鏈傳送﹑物料與說明書進盒、紙盒打批號、藥盒中大舌成形、插舌鎖口、紙盒整形、稱重剔廢完成包裝等幾部分。將以上幾部分分別放置在以下十個工位完成(表1),具體結(jié)構(gòu)簡圖5在以下工位的表述中,約定紙盒傳送方向的下側(cè)為左,紙盒傳送方向的上側(cè)為右。
2 .1 1工位
首先,擺動氣缸先向傳送方向運動,與此同時盒子穿過,先把盒子左側(cè)的右邊耳朵打開,并進入擋板使其保持狀態(tài);盒子繼續(xù)向前運動,當(dāng)盒子的左側(cè)的左邊耳朵進入到合適范圍時,氣缸轉(zhuǎn)回原來的角度,盒子繼續(xù)前進左耳朵打開,并進入擋板使其保持狀態(tài)。
為了完成工位的動作,需使用一個擺動氣缸,設(shè)計時充分考慮各種因素:如扭轉(zhuǎn)力的大小,氣缸的轉(zhuǎn)矩需要,氣缸體積的限制等各方面要求,最終選擇了Festo的擺動氣缸。
2.2 2工位和3工位
這兩個工位要和送料系統(tǒng)部分的設(shè)計相配合,設(shè)置成過度工位。傳送至4工位前,紙盒只須保持左側(cè)的耳朵成打開狀態(tài)并使左側(cè)盒蓋與水平方向成30°左右的傾角,為4工位進料做準(zhǔn)備。
2.3 4工位
此工位與送料系統(tǒng)部分相配合,完成進料任務(wù),因此4工位是最為關(guān)鍵的一個工位。
紙盒右側(cè)設(shè)置一個擺動氣缸和一個直線氣缸。直線氣缸先伸出接料,返程時呈自然放氣狀態(tài),被對面的送料氣缸頂回,當(dāng)頂?shù)接疫吅锌跁r,氣缸收回。這時一直處于紙盒左上側(cè)靜止?fàn)顟B(tài)的擺桿在擺動氣缸的驅(qū)動下,將右側(cè)左邊耳朵蓋上,盒子向前運動,檔板阻礙右側(cè)右邊舌頭使其封閉。
左側(cè)設(shè)置一個直線推動氣缸,當(dāng)右側(cè)的直線氣缸接到物料后退到底,送料氣缸退回后,它驅(qū)動擋板伸出,阻擋物料掉出并將盒子左側(cè)的左耳朵頂平,直到紙盒運動到下個擋板補位。為了不讓紙盒的大舌頭向上翹起而影響了物料的進入,擋板導(dǎo)軌在3工位開始就一直壓著紙盒盒蓋。
2. 4 5工位
在該工位的右側(cè),使用了兩塊擋板,將運送過來的紙盒左側(cè)的大舌頭上下固定住,再以直線氣缸驅(qū)動一推塊來完成向上翻折的過程。為了維持那個折起的狀態(tài)設(shè)置一折彎零件(圖6),保持折彎狀態(tài)到達下一個工位。
2.5 6工位
與5工位右側(cè)一樣,在左側(cè)設(shè)置一個直線氣缸(圖7左側(cè))來完成左側(cè)舌頭的翻折,右側(cè)設(shè)置一個直線氣缸(圖7右側(cè))來完成插舌鎖口。
在6工位的左側(cè),由于沒有了擋板的束縛,兩邊的耳朵有彈起的現(xiàn)象。在傳送到下一工位過程中,擋板將右邊的耳朵頭封閉,而左邊的耳朵頭封閉由直線氣缸驅(qū)動推桿來完成。與5工位右側(cè)一樣,使用了兩塊擋板,將運送過來的藥盒左側(cè)的盒蓋上下固定住,再以直線氣缸驅(qū)動一推塊來完成向上翻折的過程。為了維持那個折起的狀態(tài)設(shè)置一折彎零件,保持折彎狀態(tài)到達下一個工位。
紙盒傳送到6工位,右側(cè)擋板防止耳朵彈起影響鎖口。在推起的路徑上安裝弧形擋板,控制舌頭推起路徑而不變形,能順利的鎖口。
2.6 7工位
七工位左側(cè)與6工位右側(cè)一樣,不作論述。7工位右側(cè),由于在6工位完成了插舌鎖口,但是仍然可能不平整。在這個工位設(shè)置一個直線氣缸來完成整形。
2.7 8工位
由于在7工位完成了插舌鎖口,但是仍然可能不平整。在這個工位設(shè)置一個直線氣缸來完成整形。整形后,傳送到下一工位,擋板維持其平整的形態(tài)。在8工位的下側(cè),安裝有紙盒打印批號裝置。
2.8 9工位
9工位處有動力輸入軸,在機架板附近無法安裝機構(gòu),所以9工位不做任何動作。雖然9工位的機架板不安裝執(zhí)行裝置,但為了10工位稱重的準(zhǔn)確性,必須讓包裝好的產(chǎn)品,傳送至稱重裝置時靜止,所以在9工位安裝了一對減速定位彈簧片。由于10工位處,傳動鏈輪不再對包裝盒提供傳動力。從9工位到10工位的過程中,傳動力不斷減少,所以這里設(shè)計減速定位彈簧片,可以很好的穩(wěn)定包裝盒的重心、運動速度,提高控制電路的判斷能力,有效防止發(fā)生錯誤判斷的幾率,造成錯誤識別為次品的幾率。
2.9 10工位
這個工位為稱重剔廢工位,在這個工位下方有一稱重裝置,凡是有漏瓶、瓶內(nèi)漏藥、盒內(nèi)漏說明書、裝錯藥等情況出現(xiàn),均和正常裝盒后的物料重量不符。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)重量不符,立即被剔除。