CN105966681A - 一种纸箱开箱抓手以及自动装箱系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包装技术领域，提供一种纸箱开箱抓手以及自动装箱系统。其中，纸箱开箱抓手的吸盘安装在所述固定支架上；第一安装座和第二安装座安装在固定支架的两端，且第一安装座和第二安装座之间的距离可调；开箱摆臂水平设置在第一安装座上，限位摆臂水平设置在第二安装座上。且当所述纸箱被吸附到设定位置时，开箱摆臂由初始的水平位置摆动90度，将纸箱由平展状态打开成开箱状态，完成纸箱开箱。在此基础上，限位摆臂由初始的水平位置摆动90度，从而限位摆臂和开箱摆臂夹持住纸箱，并限制纸箱进一步变形。该方案的纸箱开箱抓手，开箱摆臂和限位摆臂之间的距离可以通过安装座进行调节，从而可以用于不同尺寸的纸箱，提高了产品的通用性。

Description

一种纸箱开箱抓手以及自动装箱系统

技术领域

本发明涉及包装技术领域，尤其涉及一种纸箱开箱抓手以及自动装箱系统。

背景技术

纸箱1作为现代物流不可缺少的一部分，承担着容装、保护产品、美观等重要责任。其中，用纸箱1包装一般包括开箱作业和套箱作业。

请参见图1，以空调的装箱为例，纸箱1来料方式为工装车堆放后拉到套箱作业位置，其中纸箱1在工装车上堆放的方式为堆叠平放。从图1中可知，堆放时纸箱1的一个正面纸板101和一个侧面纸板102位于同一水平面内，整个纸箱1为平板结构。

被运输到套箱位置的纸箱1先被人工开箱，也即在固定住纸箱1正面的基础上，给侧面纸板102施加一个作用力，使得侧面纸板102相对正面纸板101转动直到纸箱1被完全打开。与此同时，和正面纸板101连接的正面摇盖103，以及和侧面纸板102连接的侧面摇盖104同时被打开，得到开箱后的纸箱1如图2所示。开箱之后的纸箱1被放置到套箱位置进行人工套箱。

由于包装用纸箱外形尺寸较大且生产节奏快，人工开箱和人工套箱易导致工人疲劳，劳动强度大，单调且乏味。因此，引入机械自动化设备以代替人工作业已经成为了技术发展的必然趋势。其中，机械化自动套箱设备已经逐渐替代了人工套箱。但是现有技术存在的问题是：与自动套箱设备配套的自动开箱设备，其往往只能针对一种特定类型的纸箱1进行开箱作业，因此适用性较差，在具体使用过程中受到局限。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是：提供一种纸箱开箱抓手以及自动装箱系统，解决现有技术中开箱设备只能用于特定类型纸箱从而适用性差的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纸箱开箱抓手，包括固定支架、吸盘、第一安装座、第二安装座、开箱摆臂和限位摆臂；所述吸盘安装在所述固定支架上，用于吸附纸箱并带动所述纸箱沿设定路径运动；所述第一安装座和所述第二安装座安装在所述固定支架的两端，且所述第一安装座和第二安装座之间的距离可调；所述开箱摆臂水平设置在所述第一安装座上，所述限位摆臂水平设置在所述第二安装座上，且当所述纸箱被吸附到设定位置时，所述开箱摆臂带动纸箱的侧面纸板转动以进行开箱，所述限位摆臂转动并限制所述纸箱进一步变形。

优选地，所述固定支架上设置有第一丝杆，所述第一安装座和第二安装座设置在所述第一丝杆上且可沿所述第一丝杆滑动；

或者，所述固定支架上设置有第一滑轨，所述第一安装座和第二安装座设置在所述第一滑轨上且可沿所述第一滑轨滑动。

优选地，所述固定支架上设置有第一气缸；

当所述固定支架上设置有第一丝杆时，所述第一气缸驱动所述第一丝杆转动；

当所述固定支架上设置有第一滑轨时，所述第一气缸驱动所述第一安装座和第二安装座沿着所述第一滑轨滑动。

优选地，所述第一安装座上和第二安装座上均固定有第二气缸，且所述第二气缸用于驱动所述开箱摆臂或所述限位摆臂转动。

优选地，所述第二气缸的气动执行件和齿条连接，所述开箱摆臂或所述限位摆臂固定在齿轮轴上，且所述齿条带动所述齿轮轴转动。

优选地，所述吸盘包括用于吸附正面纸板的主吸盘，以及用于吸附正面摇盖的副吸盘。

优选地，所述固定支架上设置有第二丝杆，所述吸盘设置在所述第二丝杆上且可沿所述第二丝杆滑动；

或者，所述固定支架上设置有第二滑轨，所述吸盘设置在所述第二滑轨上且可沿所述第二滑轨滑动。

优选地，所述吸盘通过电磁阀和真空发生器连接，所述电磁阀用于控制所述吸盘的吸附和释放。

优选地，所述固定支架上设置有机器人连接接头。

本发明还提供一种自动装箱系统，包括上述纸箱开箱抓手，还包括套箱装置。

(三)有益效果

本发明的技术方案具有以下优点：本发明的纸箱开箱抓手，包括固定支架、吸盘、第一安装座、第二安装座、开箱摆臂和限位摆臂；所述吸盘安装在所述固定支架上，用于吸附纸箱并带动所述纸箱沿设定路径运动；所述第一安装座和所述第二安装座安装在所述固定支架的两端，且所述第一安装座和第二安装座之间的距离可调；所述开箱摆臂水平设置在所述第一安装座上，所述限位摆臂水平设置在所述第二安装座上。且当所述纸箱被吸附到设定位置时，开箱摆臂由初始的水平位置摆动90度，将纸箱由平展状态打开成开箱状态，完成纸箱开箱。在此基础上，限位摆臂由初始的水平位置摆动90度，从而限位摆臂和开箱摆臂夹持住纸箱，并限制纸箱进一步变形。该方案的纸箱开箱抓手，开箱摆臂和限位摆臂之间的距离可以通过安装座进行调节，从而可以用于不同尺寸的纸箱，提高了产品的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是纸箱的堆放状态示意图；

图2是开箱后的纸箱的结构示意图；

图3至图7是本实施例的纸箱开箱抓手的结构示意图；

图8是图3中I处的局部放大示意图；

图9是本实施例的纸箱开箱抓手的开箱原理示意图；

图10是本实施例的纸箱开箱抓手的工作状态示意图；

图11是本实施例的纸箱开箱抓手安装在机器人上的安装示意图；图中：1、纸箱；101、正面纸板；102、侧面纸板；103、正面摇盖；104、侧面摇盖；2、固定支架；3、吸盘；4、第一安装座/第二安装座；5、开箱摆臂；6、限位摆臂；7、第一气缸；8、第二气缸；9、齿条；10、齿轮轴；11、机器人连接接头；12、第二滑轨；13、电磁阀；14、机器人。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参见图3至图7，本实施例的纸箱1开箱抓手，包括固定支架2、吸盘3、安装座、开箱摆臂5和限位摆臂6。其中，吸盘3安装在所述固定支架2上，用于吸附纸箱1并带动所述纸箱1沿设定路径运动。安装座包括第一安装座4和第二安装座4，第一安装座4和第二安装座4安装在所述固定支架2的两端，且第一安装座4和第二安装座4之间的距离可调。

在上述基础上，开箱摆臂5水平设置在第一安装座4上，限位摆臂6水平设置在第二安装座4上，且当纸箱1被吸附到设定位置时，开箱摆臂5带动纸箱1的侧面纸板转动以进行开箱，限位摆臂6转动并限制纸箱1进一步变形。

优选第一安装座4和第二安装座4对称地安装在所述固定支架2的两端，从而便于对纸箱1开箱抓手进行控制。并且，在调节第一安装座4和第二安装座4之间的距离时，优选第一安装座4和第二安装座4始终对称地安装在所述固定支架2的两端。

并且，“纸箱1被吸附到设定位置”是为了保证开箱距离堆放的纸箱1有一定的距离，从而防止开箱时纸箱1和堆放的纸箱1之间发生干涉。并且，开箱摆臂5的开箱原理也即开箱摆臂5转动时和纸箱1的其中一个侧面纸板接触，并使得侧面纸板随着开箱摆臂5一起转动。此外，限位摆臂6的限位原理也即限制纸箱1的另一个侧面纸板的位置，且在限位摆臂6和开箱摆臂5之间形成纸箱1的夹持空间。

具体地，使用该纸箱1开箱抓手抓取纸箱1，当纸箱1被吸附到设定位置时，开箱摆臂5由初始的水平位置摆动90度，将纸箱1由平展状态打开成开箱状态，完成纸箱1开箱。在此基础上，限位摆臂6由初始的水平位置摆动90度，从而限位摆臂6和开箱摆臂5夹持住纸箱1，并限制纸箱1进一步变形。在上述基础上，由于第一安装座4和第二安装座4之间的距离可调，从而使得开箱摆臂5和限位摆臂6之间的距离可以调节，以使得本实施例的纸箱1开箱抓手适用于不同尺寸的纸箱1，提高了产品的通用性。

其中，为了实现第一安装座4和第二安装座4之间位置的调节，优选将第一安装座4和第二安装座4安装在丝杆或滑轨上，并使得第一安装座4和第二安装座4可沿着丝杆或者滑轨滑动。

例如，在固定支架2上设置有第一丝杆，且第一丝杆为滚珠丝杆，包括螺杆、螺母、钢球。其中，第一丝杆的数量和安装座的数量对应且为两个，分别用于安装第一安装座4和第二安装座4。以第一安装座4为例，其通过螺母座和滚珠丝杆的螺母固定连接。在此基础上，螺杆和驱动单元连接，并在驱动单元的带动下转动，并使得第一安装座4沿着螺杆滑动。当然，该种滚珠丝杆的形式并不构成对第一丝杆的限制。

又例如，在固定支架2上设置有第一滑轨。其中，第一滑轨的数量为两个，分别用于安装第一安装座4和第二安装座4。当然，也可以将第一安装座4和第二安装座4安装在同一滑轨上，并采用不同的驱动单元分别驱动第一安装座4和第二安装座4的运动，使得第一安装座4和第二安装座4始终对称安装在固定支架2上。以第一安装座4为例，在其底部安装有滑轮，从而使得第一安装座4可相对第一滑轨运动。当然，第一安装座4还可以通过滑块或者其它形式相对第一滑轨滑动。

本实施例中，驱动第一安装座4和第二安装座4运动的驱动单元优选是第一气缸7。当然除此以外，驱动单元也可以采用液压缸、电机等形式。

此外，为了实现第一安装座4和第二安装座4之间距离的调节，除了采用上述提到的丝杆和滑轨的形式，还可以采用任何现有技术中公开的结构形式。

本实施例中，通过控制器控制第一安装座4和第二安装座4之间的距离，进而可以将纸箱1开箱抓手切换到不同的爪手姿态，包括抓取A钣金纸箱1用的短爪手姿态，以及抓取B钣金纸箱1用的长爪手姿态。其中，A钣金纸箱1和B钣金纸箱1是空调外机装箱主要采用的两种类型的纸箱1。

不同爪手姿态配合机器人14不同抓取行程，可以完成不同纸箱1类型的通用抓取。例如，当驱动第一安装座4和第二安装座4运动的驱动单元是第一气缸7时，此时可以通过控制器控制第一气缸7的运动，进而实现对纸箱1开箱抓手不同爪手姿态的切换。

请进一步，本实施例中的开箱摆臂5和限位摆臂6均采用的是摆杆的结构形式。显然，只要可以带动侧面纸板转动实现开箱，并对侧面纸板的位置进行限定，摆臂不一定要采用摆杆的形式，其可以是任意结构和形状。

在上述基础上，为了使得开箱摆臂5可相对第一安装座4转动，并使得限位摆臂6可相对第二安装座4转动，本实施例在第一安装座4和第二安装座4上固定有第二气缸8，且通过第二气缸8驱动所述开箱摆臂5或限位摆臂6转动。当然，还可以采用电机、液压缸或者其它的形似的驱动单元驱动开箱摆臂5或限位摆臂6转动。

以开箱摆臂5为例，请参见图8，第二气缸8的气动执行件和齿条9连接，所述开箱摆臂5固定在齿轮轴10上。启动第二气缸8时齿条9沿自身长度方向往复运动，并带动齿轮轴10转动，进而使得开箱摆臂5绕着齿轮轴10转动。此外，也可以采用齿条9齿轮的方式驱动限位摆臂6转动，其原理和开箱摆臂5相同，此处不再赘述。

为了保证对纸箱1进行可靠的吸附，优选吸盘3包括用于吸附正面纸板的主吸盘3，以及用于吸附正面摇盖的副吸盘3。

因实际纸箱1来料尺寸存在公差，且纸箱1存在打钉边，在堆叠一定数量的纸箱1后，打钉边那一侧会增高，导致纸箱1向一边倾斜。为能适应此工况，本实施例中优选采用大缓冲行程的真空吸盘3；并且，为避免搬运过程中纸箱1掉落，优选采用大口径双层真空吸盘3。

在上述基础上，由于纸箱1开箱抓手可以适应不同类型纸箱1的抓取，因此为了使得吸盘3的分布可以适应不同纸箱1，优选固定支架2上设置有用于安装吸盘3的第二丝杆或者第二滑轨12。其中，将吸盘3设置在所述第二丝杆上且可沿所述第二丝杆滑动，或者吸盘3设置在所述第二滑轨12上且可沿所述第二滑轨12滑动。第二丝杆和第二滑轨12的设置可以参考上述第一丝杆和第一滑轨的设置。

请参见图9，在固定支架2上还设置有电磁阀13。且吸盘3通过该电磁阀13和真空发生器连接，并通过电磁阀13控制吸盘3的吸附和释放。

需要说明的是，附图仅给出了一种纸箱1开箱抓手的具体结构形式，显然，在满足相应功能的前提下，各个结构的位置并不受附图的限制。例如，吸盘3并不一定要如图3至图7中所示设置在固定支架2的两侧；电磁阀13的位置也并不一定要如图9所示。

采用本实施例的纸箱1开箱抓手抓取纸箱1，请参见图10。其中，图中箭头表示的是开箱摆臂5开箱过程的运动趋势，最终当开箱摆臂5运动到竖直状态，纸箱1完全打开。

请进一步参见图9，在固定支架2上设置有机器人14连接接头11。通过该机器人14连接接头11，纸箱1开箱抓手可以安装到机器人14上，最终得到机器人14请参见图11。

值得一提的是，采用本实施例的纸箱1开箱抓手抓取纸箱1时，前提要保证纸箱1来料定位准确，并且来料方向位置等要求一致。所以安装有上述纸箱1开箱抓手的机器人14要能投入使用，还需要有附带的纸箱1定位辅助装置及纸箱1供料组件方可。

在上述基础上，本实施例还提供一种自动装箱系统，包括上述纸箱1开箱抓手，还包括套箱装置。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种纸箱开箱抓手，其特征在于，包括固定支架、吸盘、第一安装座、第二安装座、开箱摆臂和限位摆臂；所述吸盘安装在所述固定支架上，用于吸附纸箱并带动所述纸箱沿设定路径运动；所述第一安装座和所述第二安装座安装在所述固定支架的两端，且所述第一安装座和第二安装座之间的距离可调；所述开箱摆臂水平设置在所述第一安装座上，所述限位摆臂水平设置在所述第二安装座上，且当所述纸箱被吸附到设定位置时，所述开箱摆臂带动纸箱的侧面纸板转动以进行开箱，所述限位摆臂转动并限制所述纸箱进一步变形。

2.根据权利要求1所述的纸箱开箱抓手，其特征在于，所述固定支架上设置有第一丝杆，所述第一安装座和第二安装座设置在所述第一丝杆上且可沿所述第一丝杆滑动；

或者，所述固定支架上设置有第一滑轨，所述第一安装座和第二安装座设置在所述第一滑轨上且可沿所述第一滑轨滑动。

3.根据权利要求2所述的纸箱开箱抓手，其特征在于，所述固定支架上设置有第一气缸；

当所述固定支架上设置有第一丝杆时，所述第一气缸驱动所述第一丝杆转动；

当所述固定支架上设置有第一滑轨时，所述第一气缸驱动所述第一安装座和第二安装座沿着所述第一滑轨滑动。

4.根据权利要求1所述的纸箱开箱抓手，其特征在于，所述第一安装座上和第二安装座上均固定有第二气缸，且所述第二气缸用于驱动所述开箱摆臂或所述限位摆臂转动。

5.根据权利要求4所述的纸箱开箱抓手，其特征在于，所述第二气缸的气动执行件和齿条连接，所述开箱摆臂或所述限位摆臂固定在齿轮轴上，且所述齿条带动所述齿轮轴转动。

6.根据权利要求1所述的纸箱开箱抓手，其特征在于，所述吸盘包括用于吸附正面纸板的主吸盘，以及用于吸附正面摇盖的副吸盘。

7.根据权利要求1所述的纸箱开箱抓手，其特征在于，所述固定支架上设置有第二丝杆，所述吸盘设置在所述第二丝杆上且可沿所述第二丝杆滑动；

或者，所述固定支架上设置有第二滑轨，所述吸盘设置在所述第二滑轨上且可沿所述第二滑轨滑动。

8.根据权利要求1所述的纸箱开箱抓手，其特征在于，所述吸盘通过电磁阀和真空发生器连接，所述电磁阀用于控制所述吸盘的吸附和释放。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的纸箱开箱抓手，其特征在于，所述固定支架上设置有机器人连接接头。

10.一种自动装箱系统，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的纸箱开箱抓手，还包括套箱装置。