自動(dòng)高速裝盒機(jī)是目前市場(chǎng)上比較熱門(mén)的裝盒設(shè)備，相對(duì)其他技術(shù)的裝盒機(jī)，具有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)，包裝速度快的優(yōu)勢(shì)，采用了連續(xù)旋轉(zhuǎn)式的開(kāi)盒機(jī)構(gòu)，無(wú)間歇，連續(xù)裝盒。裝盒速度均在100盒每分鐘以上。

自動(dòng)高速裝盒機(jī)的核心技術(shù)在于紙盒打開(kāi)機(jī)構(gòu)，也稱(chēng)之為連續(xù)開(kāi)盒機(jī)構(gòu)，本文詳細(xì)介紹自動(dòng)高速裝盒紙盒打開(kāi)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，該機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)高速裝盒機(jī)的開(kāi)盒動(dòng)作。

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工藝動(dòng)作過(guò)程分析

自動(dòng)高速裝盒機(jī)打開(kāi)紙盒的工藝流程為：

①將扁平紙盒從紙盒架吸出

②紙盒稍微打開(kāi)

③將紙盒送到傳送帶上

④紙盒完全打開(kāi)。

自動(dòng)高速裝盒機(jī)的開(kāi)盒機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)盤(pán)中，可設(shè)計(jì)多個(gè)的吸盤(pán)，吸盤(pán)的個(gè)數(shù)在轉(zhuǎn)盤(pán)同等轉(zhuǎn)速下，開(kāi)盒速度成倍數(shù)關(guān)系，以上的利悅自動(dòng)高速裝盒機(jī)案例中則是在轉(zhuǎn)盤(pán)采用三個(gè)吸盤(pán)。

為方便理解自動(dòng)高速裝盒機(jī)的開(kāi)盒機(jī)構(gòu)，以下我們采用單吸盤(pán)對(duì)開(kāi)盒機(jī)構(gòu)進(jìn)行講解。

打開(kāi)紙盒機(jī)構(gòu)的流程如圖2所示，真空吸盤(pán)將紙盒從紙盒架上吸出后在擋塊處將紙盒稍微打開(kāi)，然后將紙盒傳送到傳送帶上，靠傳送帶上的擋板將紙盒完全打開(kāi)。為了方便說(shuō)明機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，省略了氣動(dòng)控制回路等輔助機(jī)構(gòu)，選用氣閥控制真空吸盤(pán)實(shí)現(xiàn)紙盒的抓放。

其工藝動(dòng)作步驟如下：

第一步：吸盤(pán)在吸紙盒位置停頓一段時(shí)間（此為吸盤(pán)吸紙盒的時(shí)間），從紙盒架吸出紙盒，如圖2（a）所示。

第二步：控制吸盤(pán)向回轉(zhuǎn)中心方向移動(dòng)使紙盒在擋塊作用下稍微打開(kāi)(此時(shí)由于壓扁的紙盒可能粘在一起，將紙盒稍微打開(kāi)有利于第三步的進(jìn)行)，如圖2（b）所示。

第三步：控制吸盤(pán)向回轉(zhuǎn)中心方向移動(dòng)，保證紙盒能夠卡在擋板和傳送鏈之間，并設(shè)計(jì)吸盤(pán)到回轉(zhuǎn)中心的距離，保證紙盒沿水平方向的速度與傳送帶的速度相配合，從而確保擋板移動(dòng)到水平位置時(shí)將紙盒順利打開(kāi)如圖2（c）所示。

第四步：吸盤(pán)放開(kāi)紙盒，開(kāi)始另一個(gè)循環(huán)如圖2（d）所示。

機(jī)構(gòu)的組成及原理

機(jī)構(gòu)采用垂直面上的回轉(zhuǎn)型工藝過(guò)程執(zhí)行路線(xiàn)，通過(guò)吸盤(pán)傳送帶的配合運(yùn)動(dòng)完成紙盒打開(kāi)過(guò)程。

如圖3所示，軸1為整個(gè)紙盒打開(kāi)機(jī)構(gòu)的固定軸，通過(guò)軸1固聯(lián)槽凸輪3和槽凸輪6，電機(jī)通過(guò)外聯(lián)傳動(dòng)鏈帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)2以勻速ω轉(zhuǎn)動(dòng)。吸盤(pán)支架7和擺桿5'固接，擺桿5在槽凸輪3作用下，沿徑向方向位移。內(nèi)齒輪4與轉(zhuǎn)盤(pán)2固接，以勻速ω轉(zhuǎn)動(dòng)。扇形齒輪4，嚙合內(nèi)齒輪4，在轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)下使擺桿5繞軸l旋轉(zhuǎn)，另扇形齒輪 4'，在槽凸輪6作用下反向回轉(zhuǎn)，從而可以使擺桿5停止不動(dòng)，為吸盤(pán)吸取紙盒留出時(shí)間。擋板8固定不動(dòng)，使得紙盒進(jìn)入傳送帶時(shí)能順利卡在傳送帶9上。

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析

將圖3所示的機(jī)構(gòu)表示成圖4所示的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，能更好的分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。吸盤(pán)支架7與擺桿5'固連。構(gòu)件3、5'組成直動(dòng)從動(dòng)件滾子凸輪機(jī)構(gòu)。構(gòu)件5、5'組成滑塊機(jī)構(gòu)。構(gòu)件4、4，組成齒輪機(jī)構(gòu)。構(gòu)件4'、5組成擺動(dòng)從動(dòng)件滾子凸輪機(jī)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)成一體的和內(nèi)齒輪4與轉(zhuǎn)盤(pán)2通過(guò)螺紋連接，作為主動(dòng)件以勻速ω轉(zhuǎn)動(dòng)。與擺桿5成滑塊機(jī)構(gòu)的擺桿5'中間連著滾子在凸輪3作用下沿徑向移動(dòng)，保證吸盤(pán)能夠到達(dá)需要的位置。鉸接在擺桿5上的扇形不完全齒輪4，與內(nèi)齒輪4嚙合，另一端帶滾子沿著槽凸輪6的凸輪軌跡運(yùn)動(dòng)；當(dāng)滾子端運(yùn)動(dòng)到凸輪6的升程段，在內(nèi)齒輪4的嚙合作用下，使扇形齒輪4，產(chǎn)生一個(gè)回轉(zhuǎn)的角位移，從而使擺桿5停滯，此時(shí)吸盤(pán)已在凸輪3作用下到達(dá)指定位置開(kāi)始吸取紙盒。在擋塊11作用下， 紙盒稍微打開(kāi)。當(dāng)紙盒卡在擋板8和傳送帶9之間時(shí)，隨著卡板10的向前移動(dòng)紙盒完全打開(kāi)。動(dòng)作完成后，吸盤(pán)放開(kāi)紙盒，開(kāi)始另一個(gè)循環(huán)。

為了分析方便，反轉(zhuǎn)機(jī)架。構(gòu)件4不動(dòng)，槽凸輪6以ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪機(jī)構(gòu)的主、從動(dòng)運(yùn)動(dòng)關(guān)系為i=z4'/z4=θ4/θ4'，扇齒輪4，的最大擺角θ4,=(z4×θ4)/z4'式中，以是凸輪6從動(dòng)件的最大擺角。θ4為擺桿5相對(duì)內(nèi)齒輪4的最大擺角，由于本機(jī)構(gòu)要求在凸輪升程這段時(shí)間(即吸盒時(shí)間)內(nèi)擺桿5不動(dòng)，因此六即為相對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)齒輪4的轉(zhuǎn)角。

根據(jù)確定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)，選用合適的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則可以設(shè)計(jì)出凸輪6的輪廓曲線(xiàn)。由吸盤(pán)與紙盒架、吸盤(pán)與擋板及傳送帶的相對(duì)位置，可得擺桿5’的位移線(xiàn)圖。選用合適的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，同樣可設(shè)計(jì)出凸輪3的輪廓曲線(xiàn)。

圖5簡(jiǎn)略地畫(huà)出了機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖。

整個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作行程控制由凸輪分配軸實(shí)現(xiàn)。該機(jī)構(gòu)的核心構(gòu)件為3和6這兩個(gè)凸輪。對(duì)凸輪廓線(xiàn)的詳細(xì)設(shè)計(jì)可以保證該機(jī)構(gòu)的動(dòng)作協(xié)調(diào)、位置精確度和高速性能。

為了提高生產(chǎn)率，可在轉(zhuǎn)盤(pán)周向均勻布置3～6套相同的紙盒打開(kāi)機(jī)構(gòu)，共用凸輪3和6控制，順序完成藥盒張開(kāi)過(guò)程。這樣在滿(mǎn)足工藝要求又不提高轉(zhuǎn)速的情況下提高了機(jī)構(gòu)的效率。

機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)分析

對(duì)于不同的紙盒尺寸，通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤(pán)與傳送帶的相對(duì)位置即可滿(mǎn)足一定尺寸范圍，所以該機(jī)構(gòu)對(duì)不同的紙盒產(chǎn)品有較強(qiáng)的生產(chǎn)柔性。同時(shí)通過(guò)合理的布局設(shè)計(jì)，可使機(jī)構(gòu)做到結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間小，生產(chǎn)效率高。對(duì)機(jī)構(gòu)尺寸的精確分析和設(shè)計(jì)，尤其是對(duì)凸輪廓線(xiàn)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，可滿(mǎn)足需要的高機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度和動(dòng)力學(xué)特性。

結(jié)束語(yǔ)

不論你是機(jī)械設(shè)計(jì)的專(zhuān)家或是設(shè)計(jì)剛畢業(yè)的學(xué)生，對(duì)自動(dòng)高速裝盒機(jī)的開(kāi)盒機(jī)構(gòu)有不清楚或是有更好的解決方案，歡迎您通過(guò)利悅官網(wǎng)的在線(xiàn)客服，與我們聯(lián)系。