CN107323720A - 细长形物体的调剂分装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了细长形物体的调剂分装设备，包括用于将待包装物体按照规律分拣的分拣单元、用于接收分拣单元输出的已分拣待包装物体的待装物体传输线、用于传输包装盒的包装盒传输线、以及用于将待装物体传输线上已分拣待包装物体抓取至包装盒传输线上包装盒内的分包机械手，包装盒传输线与待装物体传输线呈并排平行布置，分包机械手位于其上方。广泛应用于对细长物体进行分拣、分包的过程，全流程采用自动化操作方式，分拣、输送、装包均无需人工操作，显著提高了生产效率。

Description

细长形物体的调剂分装设备

技术领域

本发明涉及一种细长形物体的调剂分装设备，属于自动化设备技术领域。

背景技术

随着社会的发展，人们对物质的追求也越来越高，为了满足人们不同的需求，单品种、多规格(如形状一致、口味不同的香烟，下文以香烟来描述)需求越来越多，不同地区的人们的喜好习性不一样，每个香烟包装盒内需要多种不同口味的烟支，需要进行香烟调剂分拣包装；而面对种类庞多的香烟，现有的设备不能满足需求，很多的环节需要人工来处理，因此效率较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种细长形物体的调剂分装设备。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

细长形物体的调剂分装设备，特点是：包括用于将待包装物体按照规律分拣的分拣单元、用于接收分拣单元输出的已分拣待包装物体的待装物体传输线、用于传输包装盒的包装盒传输线、以及用于将待装物体传输线上已分拣待包装物体抓取至包装盒传输线上包装盒内的分包机械手，所述分包机械手位于其上方。

进一步地，上述的细长形物体的调剂分装设备，其中，所述分拣单元至少包括一组滚筒式分拣模块，所述滚筒式分拣模块包含至少一只缓存盒以及与其对接的分拣滚筒，分拣滚筒的一侧设有与其同心布置相对独立旋转的转运滚筒；

所述缓存盒的上端为进料口，下端为出料口；

所述分拣滚筒包含外挡圈以及置于其内可独立旋转的内轴，外挡圈上设有与缓存盒的出料口相对接的进料口，内轴的外圆面上沿轴向至少设有一个纳物凹槽，其内轴具有内腔，沿径向设置的气道将纳物凹槽与内腔相连通；

所述转运滚筒包含外挡圈以及置于其内可独立旋转的内轴，其内轴的外圆面上沿轴向至少设有一个纳物凹槽，内轴具有内腔，沿径向设置的气道将纳物凹槽与内腔相连通，其外挡圈的底部设有与供物体排出的出料口；

所述分拣滚筒的一侧设有用于将分拣滚筒的纳物凹槽内物体吹至转运滚筒的纳物凹槽内的吹气装置。

进一步地，上述的细长形物体的调剂分装设备，其中，所述转运滚筒的一侧设有用于检测物体是否就位的传感器。

进一步地，上述的细长形物体的调剂分装设备，其中，所述分拣单元包括三组滚筒式分拣模块，其中，第一组滚筒式分拣模块包含两只缓存盒以及与其对接的两段分拣滚筒，一侧设有与其同心布置相对独立旋转的一转运滚筒，两段分拣滚筒的内轴上纳物凹槽的数量分别为4、3，转运滚筒的内轴上纳物凹槽的数量为7；

第二组滚筒式分拣模块包含三只缓存盒以及与其对接的三段分拣滚筒，一侧设有与其同心布置相对独立旋转的一转运滚筒，三段分拣滚筒的内轴上纳物凹槽的数量分别为4、1、1，转运滚筒的内轴上纳物凹槽的数量为6；

第三组滚筒式分拣模块包含两只缓存盒以及与其对接的两段分拣滚筒，一侧设有与其同心布置相对独立旋转的一转运滚筒，两段分拣滚筒的内轴上纳物凹槽的数量分别为4、3，转运滚筒的内轴上纳物凹槽的数量为7。

进一步地，上述的细长形物体的调剂分装设备，其中，所述分拣单元至少包括一组漏斗式分拣模块，所述漏斗式分拣模块包含缓冲池以及位于其下方的皮带推动机构，缓冲池内由上而下设有分拣不同种类物品的隔板，形成用于缓存分拣物品的不同腔室，腔室的下部由上而下设有整形挡板，缓冲池设有震动机构，皮带推动机构的皮带表面设有用于推动缓冲池排出物品的推板。

进一步地，上述的细长形物体的调剂分装设备，其中，所述分拣单元包括三组漏斗式分拣模块，其中，第一组漏斗式分拣模块的缓冲池内由上而下设有一只隔板，一腔室的下部由上而下设有三只整形挡板，另一腔室的下部由上而下设有两只整形挡板，使缓冲池底部形成7个排出口；

第二组漏斗式分拣模块的缓冲池内由上而下设有两只隔板，其中一腔室的下部由上而下设有三只整形挡板，使缓冲池底部形成6个排出口；

第三组漏斗式分拣模块的缓冲池内由上而下设有一只隔板，一腔室的下部由上而下设有三只整形挡板，另一腔室的下部由上而下设有两只整形挡板，使缓冲池底部形成7个排出口。

进一步地，上述的细长形物体的调剂分装设备，其中，所述分包机械手上安装有吸盘，吸盘的底面上设有用于吸附容纳物品的凹槽，并设置有用于与凹槽相通的气道，气道经气管连接真空发生器。

进一步地，上述的细长形物体的调剂分装设备，其中，所述分包机械手上安装有CCD系统。

进一步地，上述的细长形物体的调剂分装设备，其中，所述分包机械手为并列式机器人。

进一步地，上述的细长形物体的调剂分装设备，其中，所述包装盒传输线的尾端设有用于引导包装盒上盖合闭的螺旋状导向板。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：

本发明设计独特、结构新颖，该设备可广泛应用于对细长圆柱状物体进行分拣、分包的过程，由分拣单元将待包装物体按照规律分拣，由待装物体传输线接收分拣单元输出的已分拣待包装物体，分包机械手将待装物体传输线上已分拣待包装物体抓取至包装盒传输线上的包装盒内。全流程采用自动化处理方式，分拣、输送、装包均无需人工操作，显著提高了生产效率。堪称是具有新颖性、创造性、实用性的好技术，市场前景广阔，为一实用的新设计。

附图说明

图1：本发明调剂分装设备的结构示意图；

图2：分拣单元的结构示意图；

图3：滚筒式分拣模块的立体结构示意图；

图4：滚筒式分拣模块的侧视示意图；

图5：分拣滚筒的内轴截面结构示意图；

图6：转运滚筒的内轴截面结构示意图；

图7：转运滚筒的挡圈结构示意图；

图8：漏斗式分拣模块的立体结构示意图；

图9：漏斗式分拣模块的主视示意图；

图10：分包机械手的立体结构示意图；

图11：吸盘的结构示意图；

图12：包装盒传输线的局部结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明具体实施方案。

如图1所示，细长形物体的调剂分装设备，包括用于将待包装物体按照规律分拣的分拣单元2、用于接收分拣单元输出的已分拣待包装物体的待装物体传输线5、用于传输包装盒的包装盒传输线4、以及用于将待装物体传输线5上已分拣待包装物体抓取至包装盒传输线4上包装盒内的分包机械手1，包装盒传输线4与待装物体传输线5呈并排平行布置，所述分包机械手1位于其上方。

分包机械手1位于整个设备的上方，吊装于设备的顶部，两侧分别为包装盒传输线4与待装物体传输线5，两条传输线位于分包机械手1的工作范围内。包装盒缓存区3位于包装盒传输线4的首端。

如图2～7所示，分拣单元2至少包括一组滚筒式分拣模块，滚筒式分拣模块包含至少一只缓存盒21以及与其对接的分拣滚筒22，分拣滚筒22的一侧设有与其同心布置相对独立旋转的转运滚筒23；

缓存盒21的上端为进料口，下端为出料口；

分拣滚筒22包含外挡圈25以及置于其内可独立旋转的内轴26，外挡圈25上设有与缓存盒21的出料口相对接的进料口，内轴26的外圆面上沿轴向至少设有一个纳物凹槽27，其内轴26具有内腔29，沿径向设置的气道28将纳物凹槽27与内腔29相连通；

转运滚筒23包含外挡圈以及置于其内可独立旋转的内轴30，其内轴30的外圆面上沿轴向至少设有一个纳物凹槽31，内轴30具有内腔33，沿径向设置的气道32将纳物凹槽31与内腔33相连通，其外挡圈的底部设有与供物体排出的出料口34；

分拣滚筒22的一侧设有用于将分拣滚筒22的纳物凹槽27内物体吹至转运滚筒23的纳物凹槽31内的吹气装置。

转运滚筒23的一侧设有用于检测物体是否就位的传感器24。

待包装物体放入缓存盒21内，内轴26旋转，缓存盒下端出料口与分拣滚筒的内轴表面上纳物凹槽27相对时，待包装物体下落到纳物凹槽27内。内轴的内腔可形成负压，通过真空吸附物体，将物体吸附在纳物凹槽中。

当分拣单元2具有三组滚筒式分拣模块，其中，第一组滚筒式分拣模块包含两只缓存盒以及与其对接的两段分拣滚筒，一侧设有与其同心布置相对独立旋转的一转运滚筒，两段分拣滚筒的内轴上纳物凹槽的数量分别为4、3，转运滚筒的内轴上纳物凹槽的数量为7；

第二组滚筒式分拣模块包含三只缓存盒以及与其对接的三段分拣滚筒，一侧设有与其同心布置相对独立旋转的一转运滚筒，三段分拣滚筒的内轴上纳物凹槽的数量分别为4、1、1，转运滚筒的内轴上纳物凹槽的数量为6；

第三组滚筒式分拣模块包含两只缓存盒以及与其对接的两段分拣滚筒，一侧设有与其同心布置相对独立旋转的一转运滚筒，两段分拣滚筒的内轴上纳物凹槽的数量分别为4、3，转运滚筒的内轴上纳物凹槽的数量为7。

设计三组滚筒式分拣模块的原因是，当待包装物体共计5种，每个包装盒内需要各品种分配4支，共计20支，需按照7支-6支-7支，分下、中、上三层装入包装盒内。最终需要按照(4+3)、(1+4+1)、(3+4)的分拣规律提前将待包装物体分拣好。分拣好后分别落到对应的待装物体传输线上(与其对应有三条传输线)，机械手再分别抓取(4+3)、(1+4+1)、(3+4)，依次按照下层、中层、上层进行分装，装入包装盒传输线4上的盒子内。

每段滚筒表面按照需求物品的数量设有相应数量的纳物凹槽。如图3，比如第二组滚筒式分拣模块的三段分拣滚筒的内轴上纳物凹槽的数量分别为4、1、1，转运滚筒的内轴上纳物凹槽的数量为6；即按照6、4、1、1个来配备相应的凹槽。四段滚筒同心不同轴，可相对独立旋转。需分拣的时候，1﹟、2﹟、3﹟分拣滚筒旋转一周(1﹟分拣滚筒最靠近转运滚筒)，每个纳物凹槽内承载一个物体。1﹟分拣滚筒的纳物凹槽与转运滚筒的纳物凹槽对齐，右侧吹气，将1﹟分拣滚筒纳物凹槽上的物体吹到转运滚筒的纳物凹槽内；同理再将2﹟分拣滚筒纳物凹槽内的物体吹至转运滚筒的纳物凹槽内(需经1﹟分拣滚筒中转)，再将3﹟分拣滚筒纳物凹槽内的物体吹至转运滚筒的纳物凹槽内(需经2﹟分拣滚筒和1﹟分拣滚筒中转)。转运滚筒左侧设有传感器24，物品触碰到传感器，说明物体就位。转运滚筒旋转，物体从外挡圈的缺口处(出料口34)下落到待装物体传输线5上。

为了避免物体在纳物凹槽内与外侧挡圈有摩擦造成损坏，确保下落的可靠性，滚筒设计成内腔式，半径比包装物体大0.5-1MM。当物体从缓存盒下落的时候，内腔形成负压。当需要将物体吹至转运滚筒的时候，内腔为正常气压。

分拣单元2不仅可采用滚筒式分拣模块，还可以采用漏斗式分拣模块。

如图8～9所示，分拣单元2至少包括一组漏斗式分拣模块，漏斗式分拣模块包含缓冲池201以及位于其下方的皮带推动机构202，缓冲池201内由上而下设有分拣不同种类物品的隔板204，形成用于缓存分拣物品的不同腔室，腔室的下部由上而下设有整形挡板205，缓冲池201设有震动机构，皮带推动机构202的皮带表面设有用于推动缓冲池201排出物品的推板203。

缓冲池201设有中间隔板，且数量至少为1个，数量为分拣物品种类减1，待分拣物品A、B分别位于缓冲池中间隔板两侧，缓冲池下侧设有整形挡板，数量为：若待分拣物品A需要N个，那么整形挡板的数量为N-1个，需要出料时，震动机构震动，物品在重力作用下下落到皮带推动机构的皮带面上，传感器检测物品到位，推板工作，将物品推到待装物体传输线5。

当分拣单元2具有三组漏斗式分拣模块，其中，第一组漏斗式分拣模块的缓冲池内由上而下设有一只隔板，一腔室的下部由上而下设有三只整形挡板，另一腔室的下部由上而下设有两只整形挡板，使缓冲池底部形成7个排出口；

第二组漏斗式分拣模块的缓冲池内由上而下设有两只隔板，其中一腔室的下部由上而下设有三只整形挡板，使缓冲池底部形成6个排出口；

第三组漏斗式分拣模块的缓冲池内由上而下设有一只隔板，一腔室的下部由上而下设有三只整形挡板，另一腔室的下部由上而下设有两只整形挡板，使缓冲池底部形成7个排出口。

如图10～11所示，分包机械手1上安装有吸盘101，吸盘101的底面上设有用于吸附容纳物品的凹槽104，并设置有用于与凹槽104相通的气道102，气道102经气管连接真空发生器。分包机械手1上安装有CCD系统103。分包机械手1采用并列式机器人。

CCD系统103获取待装物体传输线5和包装盒传输线4上的图像信息，待装物体传输线5上有相应物体时，分包机械手1工作，吸盘101底面的凹槽104卡在细长形物体上，真空发生器工作，吸盘内形成负压，将物体吸附在吸盘上。分包机械手1再将吸附的物体放入包装盒传输线4上的包装盒内。

如图12所示，包装盒传输线4的输入口设有导向板401，包装盒打开上盖后将包装盒放置在包装盒传输线4的传输带上，导向板401防止上盖上翻影响分装，包装盒传输线4的尾端设有用于引导包装盒上盖合闭的螺旋状导向板402。当包装盒内物品满盒后，上盖在螺旋状导向板402的作用下，将上盖合上。

该设备实现对细长圆柱状物体进行分拣、分包的过程。当具体应用于调剂分装香烟时，待包装的每盒香烟内需装5种(外形尺寸一样)，每盒内需要各分配4支香烟，合计20支香烟。按照7支-6支-7支，分下、中、上三层装入包装盒内，按照(4+3)、(1+4+1)、(3+4)的分拣规律提前将待包装物体分拣好。将待包装香烟通过三组滚筒式分拣模块按照规律进行分拣，每组每段滚筒表面按照需求香烟的数量设有相应数量的纳物凹槽，香烟先从缓存盒落入到分拣滚筒的纳物凹槽，使分拣滚筒的纳物凹槽与转运滚筒的纳物凹槽对齐，分拣滚筒纳物凹槽上的香烟吹到转运滚筒的纳物凹槽内，由转运滚筒将一组(层)香烟下落到待装物体传输线5上，包装盒缓存区3将空的包装盒推至包装盒传输线4上，空的包装盒打开。分包机械手1动作，分别抓取(4+3)、(1+4+1)、(3+4)依次按照下层、中层、上层进行分装，装入包装盒传输线4上的盒子内。分包完，包装盒在螺旋状挡板的驱动下自动将包装盒的上盖盖上。

综上所述，本发明设计独特、结构新颖，该设备可广泛应用于对细长圆柱状物体进行分拣、分包的过程，由分拣单元将待包装物体按照规律分拣，由待装物体传输线接收分拣单元输出的已分拣待包装物体，分包机械手将待装物体传输线上已分拣待包装物体抓取至包装盒传输线上的包装盒内。全流程采用自动化处理方式，分拣、输送、装包均无需人工操作，显著提高了生产效率。

需要说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非用以限定本发明的权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域的专门人士应可明了及实施，因此其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。

Claims (10)

1.细长形物体的调剂分装设备，其特征在于：包括用于将待包装物体按照规律分拣的分拣单元(2)、用于接收分拣单元输出的已分拣待包装物体的待装物体传输线(5)、用于传输包装盒的包装盒传输线(4)、以及用于将待装物体传输线(5)上已分拣待包装物体抓取至包装盒传输线(4)上包装盒内的分包机械手(1)，所述分包机械手(1)位于其上方。

2.根据权利要求1所述的细长形物体的调剂分装设备，其特征在于：所述分拣单元(2)至少包括一组滚筒式分拣模块，所述滚筒式分拣模块包含至少一只缓存盒(21)以及与其对接的分拣滚筒(22)，分拣滚筒(22)的一侧设有与其同心布置相对独立旋转的转运滚筒(23)；

所述缓存盒(21)的上端为进料口，下端为出料口；

所述分拣滚筒(22)包含外挡圈(25)以及置于其内可独立旋转的内轴(26)，外挡圈(25)上设有与缓存盒(21)的出料口相对接的进料口，内轴(26)的外圆面上沿轴向至少设有一个纳物凹槽(27)，其内轴(26)具有内腔(29)，沿径向设置的气道(28)将纳物凹槽(27)与内腔(29)相连通；

所述转运滚筒(23)包含外挡圈以及置于其内可独立旋转的内轴(30)，其内轴(30)的外圆面上沿轴向至少设有一个纳物凹槽(31)，内轴(30)具有内腔(33)，沿径向设置的气道(32)将纳物凹槽(31)与内腔(33)相连通，其外挡圈的底部设有与供物体排出的出料口(34)；

所述分拣滚筒(22)的一侧设有用于将分拣滚筒(22)的纳物凹槽(27)内物体吹至转运滚筒(23)的纳物凹槽(31)内的吹气装置。

3.根据权利要求2所述的细长形物体的调剂分装设备，其特征在于：所述转运滚筒(23)的一侧设有用于检测物体是否就位的传感器(24)。

4.根据权利要求2所述的细长形物体的调剂分装设备，其特征在于：所述分拣单元(2)包括三组滚筒式分拣模块，其中，第一组滚筒式分拣模块包含两只缓存盒以及与其对接的两段分拣滚筒，一侧设有与其同心布置相对独立旋转的一转运滚筒，两段分拣滚筒的内轴上纳物凹槽的数量分别为4、3，转运滚筒的内轴上纳物凹槽的数量为7；

第二组滚筒式分拣模块包含三只缓存盒以及与其对接的三段分拣滚筒，一侧设有与其同心布置相对独立旋转的一转运滚筒，三段分拣滚筒的内轴上纳物凹槽的数量分别为4、1、1，转运滚筒的内轴上纳物凹槽的数量为6；

第三组滚筒式分拣模块包含两只缓存盒以及与其对接的两段分拣滚筒，一侧设有与其同心布置相对独立旋转的一转运滚筒，两段分拣滚筒的内轴上纳物凹槽的数量分别为4、3，转运滚筒的内轴上纳物凹槽的数量为7。

5.根据权利要求2所述的细长形物体的调剂分装设备，其特征在于：所述分拣单元(2)至少包括一组漏斗式分拣模块，所述漏斗式分拣模块包含缓冲池(201)以及位于其下方的皮带推动机构(202)，缓冲池(201)内由上而下设有分拣不同种类物品的隔板(204)，形成用于缓存分拣物品的不同腔室，腔室的下部由上而下设有整形挡板(205)，缓冲池(201)设有震动机构，皮带推动机构(202)的皮带表面设有用于推动缓冲池(201)排出物品的推板(203)。

6.根据权利要求5所述的细长形物体的调剂分装设备，其特征在于：所述分拣单元(2)包括三组漏斗式分拣模块，其中，第一组漏斗式分拣模块的缓冲池内由上而下设有一只隔板，一腔室的下部由上而下设有三只整形挡板，另一腔室的下部由上而下设有两只整形挡板，使缓冲池底部形成7个排出口；

第二组漏斗式分拣模块的缓冲池内由上而下设有两只隔板，其中一腔室的下部由上而下设有三只整形挡板，使缓冲池底部形成6个排出口；

第三组漏斗式分拣模块的缓冲池内由上而下设有一只隔板，一腔室的下部由上而下设有三只整形挡板，另一腔室的下部由上而下设有两只整形挡板，使缓冲池底部形成7个排出口。

7.根据权利要求1所述的细长形物体的调剂分装设备，其特征在于：所述分包机械手(1)上安装有吸盘(101)，吸盘(101)的底面上设有用于吸附容纳物品的凹槽(104)，并设置有用于与凹槽(104)相通的气道(102)，气道(102)经气管连接真空发生器。

8.根据权利要求1或7所述的细长形物体的调剂分装设备，其特征在于：所述分包机械手(1)上安装有CCD系统(103)。

9.根据权利要求1或7所述的细长形物体的调剂分装设备，其特征在于：所述分包机械手(1)为并列式机器人。

10.根据权利要求1所述的细长形物体的调剂分装设备，其特征在于：所述包装盒传输线(4)的尾端设有用于引导包装盒上盖合闭的螺旋状导向板(402)。