一种智能胶带打包机及其使用方法

技术领域

本发明属于包装自动化技术领域，特别是涉及一种智能胶带打包机及其使用方法。

背景技术

打包机的作用是通过封装工艺，加固被包装物品，使物品在搬运、保存的过程中不易损坏，广泛应用于食品包装、工业产品的包装等领域。传统的采用热缩工艺的打包机主要用于小型物品的热缩包装，而采用胶带包装的打包机，也仅进行单向或不连续包装，不能一次实现多个方向的连续包装，包装效果和效率不理想。尤其是近年来，随着电商、物流的发展，对包装有了更高的需求，因此，有必要发明一种能够实现多方向、连续、可调、智能的打包机。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可实现不同箱体的柔性打包作业，智能化程度高的智能胶带打包机。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种智能胶带打包机，包括安装在框架上的夹持旋转机构、横向胶带缠绕机构、纵向胶带缠绕机构、纵推机构、横推机构、输送机构、摄像头、电控箱和控制面板，所述夹持旋转机构包括两组两两相对设置的压盘组件，横向胶带缠绕机构和纵向胶带缠绕机构相互垂直的设置在夹持旋转机构的一侧，纵推机构设置在输送机构的一侧，横推机构设置在输送机构的上方，摄像头设置在输送机构的上方，横推机构移动可推动输送机构上的箱体移动至纵推机构上并由夹持旋转机构进行夹持；

所述电控箱分别与控制面板、夹持旋转机构、横向胶带缠绕机构、纵向胶带缠绕机构、纵推机构、横推机构、输送机构和摄像头电连接。

优选的，所述夹持旋转机构包括第一压盘组件、第二压盘组件、第三压盘组件和第四压盘组件，其中第一压盘组件和第三压盘组件为相对设置的一组，第二压盘组件和第四压盘组件为相对设置的另一组，所述第一压盘组件和第二压盘组件均包括第一电缸、第一吸盘支架、第一弹簧和第一吸盘组，第一电缸的一端安装在框架上且其另一端与第一弹簧的一端连接，第一弹簧的另一端与第一吸盘支架的一端连接，第一吸盘支架的另一端与第一吸盘组连接；

所述第三压盘组件和第四压盘组件均包括第二电缸、第二吸盘支架、第二吸盘组、减速器和步进电机，第二电缸的一端安装在框架上且其另一端与减速器的一端连接，减速器的另一端与第二吸盘支架的一端连接，第二吸盘支架的另一端与第二吸盘组连接，步进电机安装在减速器上。

优选的，所述纵推机构包括纵推丝杠、纵推支架、纵推托架和纵推支板，纵推丝杠的一端固定安装在框架上，纵推托架的一端与纵推丝杠滑动配合且其另一端与纵推托架固定连接，纵推托架包括相互垂直的第一托架和第二托架，纵推支板上具有与第二托架相适配的多个凹槽，第二托架伸入多个凹槽并与纵推支板滑动配合，纵推丝杠的轴向与凹槽的径向延伸方向相同。

优选的，所述横推机构包括相互垂直设置的横推丝杠、横推支架和横推托架，所述横推丝杠安装在框架上，横推支架的一端与横推丝杠滑动配合且其另一端与横推托架固定连接。

优选的，所述横向胶带缠绕机构和纵向胶带缠绕机构均包括滑动组件、推杆组件、胶带组件和切刀组件；

所述滑动组件包括丝杠、支座、U型支臂和第二弹簧，支座的一端与丝杠滑动配合且其另一端与U型支臂连接，第二弹簧安装在U型支臂的敞口端且第二弹簧的一端与U型支臂连接且其另一端与支座连接；

所述推杆组件包括第一连杆、第二连杆和推杆，第一连杆和第二连杆均垂直安装在U型支臂远离支座的一端上且第一连杆和第二连杆相互平行，推杆安装在第一连杆与第二连杆之间；

所述胶带组件包括壳体和胶带，胶带设置在壳体内，壳体安装在第一连杆和第二连杆两者远离U型支臂的一端；

所述切刀组件包括压轮、支架、切刀、板、压板和滚轮，其中，板件为通过销轴连接的双层结构，支架的一端与销轴连接且其另一端与压轮可转动连接，切刀与销轴可转动连接且切刀位于支架中间，滚轮安装在板件的底部，压板的一端安装在壳体上且其另一端与滚轮相切。

优选的，所述横向胶带缠绕机构固设于框架上靠近第二压盘组件的一端，所述横向胶带缠绕机构上胶带的中轴线与第二压盘组件上第一电缸的中轴线相互平行；

所述纵向胶带缠绕机构固设于框架上靠近第一压盘组件的一端，所述纵向胶带缠绕机构上胶带的中轴线与第二压盘组件上第一电缸的中轴线相互垂直。

优选的，所述第一吸盘组和第二吸盘组上均包括分别均布在第一吸盘支架和第二吸盘支架上的六个吸盘。

优选的，所述框架为“田”型结构。

优选的，所述夹持旋转机构安装在框架的中间位置。

一种智能胶带打包机的使用方法，应用于所述智能胶带打包机，所述智能胶带打包机的使用方法包括：

S1：箱体输送：打开控制面板上的开关，摄像头和输送机构开始工作，将需要打包的箱体放置在输送机构上，箱体将在输送机构的作用下被输送至靠近横推机构的一端；

S2：箱体识别：摄像头检测到箱体到位后，电控箱获知箱体的几何尺寸，并将该尺寸作为横推机构、纵推机构、夹持旋转机构、横向胶带缠绕机构和纵向胶带缠绕机构运行行程的依据；

S3：箱体横推：摄像头检测到箱体到位后，输送机构停止工作，横推机构开始工作，将箱体推到纵推机构所在位置；

S4：箱体上下夹持：夹持旋转机构的第四压盘组件伸出并托起箱体，纵推机构返回原位，第二压盘组件和第四压盘组件同时伸出并夹紧箱体；

S5：箱体水平旋转缠绕：第二压盘组件、箱体、第四压盘组件在步进电机的带动下水平旋转，同时，纵向胶带缠绕机构开始工作，推杆缩回，将胶带通过压轮粘贴在箱体上，在丝杠的作用下从上至下运动，缠绕结束时，切刀切断胶带，箱体的水平旋转缠绕完成；

S6：箱体左右夹持：箱体水平旋转缠绕结束后，第二压盘组件和第四压盘组件缩回，第一压盘组件和第三压盘组件伸出并夹紧箱体；

S7：箱体竖直旋转缠绕：第一压盘组件、箱体、第三压盘组件在步进电机的带动下竖直旋转，同时，横向胶带缠绕机构开始工作，推杆缩回，将胶带通过压轮粘贴在箱体上，在横向胶带缠绕机构的丝杠的作用下从左至右运动，缠绕结束时，切刀切断胶带，横向胶带缠绕机构在其丝杠的作用下返回原位，箱体的竖直旋转缠绕完成；

S8：箱体竖直旋转90°后上下夹持：箱体竖直旋转缠绕结束后，第一压盘组件、箱体、第三压盘组件在步进电机的带动下再竖直旋转90°，然后第二压盘组件和第四压盘组件伸出并夹持箱体，第一压盘组件和第三压盘组件缩回；

S9：完成一个箱体打包：箱体竖直旋转90°后，重复步骤S5。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明中通过摄像头识别箱体大小尺寸并控制协调各机构运行，可实现不同箱体的柔性打包作业，智能化程度高，适应性强；

（2）本发明在一个工作流程中可自动完成箱体三个不同方向的胶带缠绕，工作效率高，已包装的箱体合格率高；

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明中横推机构的结构示意图；

附图3为本发明中纵推机构的结构示意图；

附图4为本发明中夹持旋转装置安装示意图；

附图5为本发明中第一压盘组件的结构示意图；

附图6为本发明中第三压盘组件的结构示意图；

附图7为本发明中横向胶带缠绕装置结构示意图；

附图标记说明：

1-夹持旋转机构，1-1-第一压盘组件，1-2-第二压盘组件，1-3-第三压盘组件，1-4-第四压盘组件；

2-横向胶带缠绕机构，3-纵向胶带缠绕机构；

4-纵推机构，4-1-纵推丝杠，4-2-纵推支架，4-3-纵推托架，43-1-第一托架，43-2-第二托架，4-4-纵推支板；

5-横推机构，5-1-横推丝杠，5-2-横推支架，5-3-横推托架；

6-输送机构，7-摄像头，8-电控箱，9-第一电缸，10-第一吸盘支架，11-第一弹簧，12-第一吸盘组，13-第二电缸，14-第二吸盘支架，15-第二吸盘组，16-减速器，17-步进电机；

18-滑动组件，18-1-丝杠，18-2-支座，18-3-U型支臂，18-4-第二弹簧；

19-推杆组件，19-1-第一连杆，19-2-第二连杆，19-3-推杆；

20-胶带组件，20-1-壳体，20-2-胶带；

21-切刀组件，21-1-压轮，21-2-支架，21-3-切刀，21-4-板件，21-5-压板，21-6-滚轮；

22-框架，23-控制面板。

具体实施方式

下面结合实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1-7所示，一种智能胶带打包机，包括安装在框架22上的夹持旋转机构1、横向胶带缠绕机构2、纵向胶带缠绕机构3、纵推机构4、横推机构5、输送机构6、摄像头7、电控箱8和控制面板23，夹持旋转机构1包括两组两两相对设置的压盘组件，横向胶带缠绕机构2和纵向胶带缠绕机构3相互垂直的设置在夹持旋转机构1的一侧，纵推机构4设置在输送机构6的一侧，横推机构5设置在输送机构6的上方，摄像头7设置在输送机构6的上方，横推机构5可推动输送机构6上的箱体移动至纵推机构4上并由夹持旋转机构1进行夹持；

电控箱8分别与控制面板23、夹持旋转机构1、横向胶带缠绕机构2、纵向胶带缠绕机构3、纵推机构4、横推机构5、输送机构6和摄像头7电连接。

具体地，夹持旋转机构1包括第一压盘组件1-1、第二压盘组件1-2、第三压盘组件1-3和第四压盘组件1-4，其中第一压盘组件1-1和第三压盘组件1-3为相对设置的一组，第二压盘组件1-2和第四压盘组件1-4为相对设置的另一组，第一压盘组件1-1和第二压盘组件1-2均包括第一电缸9、第一吸盘支架10、第一弹簧11和第一吸盘组12，第一电缸9的一端安装在框架22上且其另一端与第一弹簧11的一端连接，第一弹簧11的另一端与第一吸盘支架10的一端连接，第一吸盘支架10的另一端与第一吸盘组12连接；

第三压盘组件1-3和第四压盘组件1-4均包括第二电缸13、第二吸盘支架14、第二吸盘组15、减速器16和步进电机17，第二电缸13的一端安装在框架22上且其另一端与减速器16的一端连接，减速器16的另一端与第二吸盘支架14的一端连接，第二吸盘支架14的另一端与第二吸盘组15连接，步进电机17安装在减速器16上。

具体地，纵推机构3包括纵推丝杠4-1、纵推支架21-24-2、纵推托架4-3和纵推支板4-4，纵推丝杠的一端固定安装在框架22上，纵推托架4-3的一端与纵推丝杠滑动配合且其另一端与纵推托架4-3固定连接，纵推托架4-3包括相互垂直的第一托架和第二托架，纵推支板4-4上具有与第二托架相适配的多个凹槽，第二托架伸入多个凹槽并与纵推支板4-4滑动配合，纵推丝杠4-1的轴向与凹槽的径向延伸方向相同。

具体地，横推机构5包括相互垂直设置的横推丝杠5-1、横推支架21-25-2和横推托架5-3，横推丝杠5-1安装在框架22上，横推支架21-25-2的一端与横推丝杠5-1滑动配合且其另一端与横推托架5-3固定连接。

具体地，横向胶带缠绕机构2和纵向胶带缠绕机构3均包括滑动组件18、推杆19-3组件19、胶带组件20和切刀组件21；

滑动组件18包括丝杠18-2、支座18-2、U型支臂18-3和第二弹簧18-4，支座18-2的一端与丝杠18-2滑动配合且其另一端与U型支臂18-3连接，第二弹簧18-4安装在U型支臂18-3的敞口端且第二弹簧18-4的一端与U型支臂18-3连接且其另一端与支座18-2连接；

推杆19-3组件19包括第一连杆19-1、第二连杆19-2和推杆19-3，第一连杆19-1和第二连杆19-2均垂直安装在U型支臂18-3远离支座18-2的一端上且第一连杆19-1和第二连杆19-2相互平行，推杆19-3安装在第一连杆19-1与第二连杆19-2之间；

胶带组件20包括壳体20-1和胶带20-2，胶带20-2设置在壳体20-1内，壳体20-1安装在第一连杆19-1和第二连杆19-2两者远离U型支臂18-3的一端；

切刀组件21包括压轮21-1、支架21-2、切刀21-3、板件21-4、压板21-5和滚轮21-6，其中，板件21-4为通过销轴连接的双层结构，支架21-2的一端与销轴连接且其另一端与压轮21-1可转动连接，切刀21-3与销轴可转动连接且切刀21-3位于支架21-2中间，滚轮21-6安装在板件21-4的底部，压板21-5的一端安装在壳体20-1上且其另一端与滚轮21-6相切；压板21-5可将胶带压平，并通过切刀21-3切断。

具体地，横向胶带缠绕机构2固设于框架22上靠近第二压盘组件1-2的一端，横向胶带缠绕机构2上胶带20-2的中轴线与第二压盘组件1-2上第一电缸9的中轴线相互平行；

纵向胶带缠绕机构3固设于框架22上靠近第一压盘组件1-1的一端，纵向胶带缠绕机构3上胶带20-2的中轴线与第二压盘组件1-2上第一电缸9的中轴线相互垂直。

具体地，第一吸盘组12和第二吸盘组15上均包括分别均布在第一吸盘支架21-2和第二吸盘支架21-2上的六个吸盘。

具体地，框架22为“田”型结构。田型结构可稳定的将各个机构固定在其上。

具体地，夹持旋转机构1安装在框架22的中间位置。

一种智能胶带打包机，是由“田”型框架22、纵推机构4、夹持旋转机构1、控制面板23、横向胶带缠绕机构2、纵向胶带缠绕机构3、摄像头7、横推机构3、输送机构6、电控箱8组成的，纵推机构3、横推机构4、输送机构6、电控箱8均安装“田”型框架22的前侧。其中，横推机构5安装在输送机构6的后端，纵推机构4安装在横推机构5的左端，电控箱8安装在纵推机构4的下方。夹持旋转机构1上下左右对称安装在“田”型框架22的中间，控制面板23安装在“田”型框架22前侧的左上角，横向胶带缠绕机构2安装在“田”型框架22后侧的正上方，纵向胶带缠绕机构3安装在“田”型框架22后侧的右部，摄像头7安装在“田”型框架22前侧的右上方。

其中，“田”型框架22是由铝型材搭建的双层结构，通过角材和螺栓连接固定。

实施例2

如图1-7所示，一种智能胶带打包机的使用方法，应用于所述智能胶带打包机，智能胶带打包机的使用方法包括：

S1：箱体输送：当打包机接通电源后，打开控制面板23上的自动打包开关，摄像头7和输送机构6开始工作，此时，将需要打包的箱体放置在输送机构6的传送带上，箱体将在传送带的作用下被输送至输送输送机构6的前端；

S2：箱体识别：摄像头7检测到箱体到位后，电控箱8获知箱体的几何尺寸，并将该尺寸作为横推机构5、纵推机构3、夹持旋转机构1、横向胶带缠绕机构2和纵向胶带缠绕机构3运行行程的依据；

S3：箱体横推：摄像头7检测到箱体到位后，输送机构6停止工作，横推机构5开始工作，将箱体推到纵推机构3所在位置；

S4：箱体上下夹持：夹持旋转机构1的第四压盘组件1-4伸出并托起箱体，纵推机构3返回原位，第二压盘组件1-2和第四压盘组件1-4同时伸出并夹紧箱体；

以下为箱体的第一方向打包：

S5：箱体水平旋转缠绕：第二压盘组件1-2、箱体、第四压盘组件1-4在步进电机的带动下水平旋转，同时，纵向胶带缠绕机构3开始工作，推杆19-3缩回，将胶带20-2通过压轮21-1粘贴在箱体上，在丝杠18-1的作用下从上至下运动，缠绕结束时，切刀21-3切断胶带，箱体的水平旋转缠绕完成；

S6：箱体左右夹持：箱体水平旋转缠绕结束后，第二压盘组件1-2和第四压盘组件1-4缩回，第一压盘组件1-1和第三压盘组件1-3伸出并夹紧箱体；

以下为箱体的第二方向打包：

S7：箱体竖直旋转缠绕：第一压盘组件1-1、箱体、第三压盘组件1-3在步进电机17的带动下竖直旋转，同时，横向胶带缠绕机构2开始工作，推杆19-3缩回，将胶带20-2通过压轮21-1粘贴在箱体上，在横向胶带缠绕机构2的丝杠18-1的作用下从左至右运动，缠绕结束时，切刀21-3切断胶带20-2，横向胶带缠绕机构2在其丝杠18-1的作用下返回原位，箱体的竖直旋转缠绕完成；

S8：箱体竖直旋转90°后上下夹持：箱体竖直旋转缠绕结束后，第一压盘组件1-1、箱体、第三压盘组件1-3在步进电机17的带动下再竖直旋转90°，然后第二压盘组件1-2和第四压盘组件1-4伸出并夹持箱体，第一压盘组件1-1和第三压盘组件1-3缩回；

以下为箱体的第三方向打包：

S9：完成一个箱体打包：箱体竖直旋转90°后，重复步骤S5。

根据摄像头7采集到的箱体画面，得出箱体的几何尺寸，并将该尺寸作为横推机构5、纵推机构4、夹持旋转机构1、横向胶带缠绕机构2和纵向胶带缠绕机构3运动的依据。箱体通过夹持旋转机构1不断的变换箱体的方向并在横向胶带缠绕机构2和纵向胶带缠绕机构3的切换工作下对箱体进行捆绑。

综上所述，通过摄像头识别箱体大小尺寸并控制协调各执行机构运行，可实现不同箱体的柔性打包作业，智能化程度高；在一个工作流程中可自动完成箱体三个不同方向的胶带缠绕，工作效率高；通过设置电控箱内不同的控制程序，既可实现连续缠绕打包，也能满足间断缠绕打包的需求。

上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。