一种基于人工智能的包装设计装置及方法

技术领域

本发明涉及包装纸设计技术领域，具体公开了一种基于人工智能的包装设计装置及方法。

背景技术

包装盒是用于一种包装产品的箱子，目前市场上的包装盒通常是由瓦楞纸加工制成，对于不同大小、不同形状的产品往往需要对瓦楞纸进行设计、裁剪。目前，现有的瓦楞纸裁剪机在对瓦楞纸进行裁剪设计时需要人工调节，而人工调节不仅存在劳动量、操作困难，而且裁剪的精度无法得到保证。

例如申请号为CN2020110440785的发明公开了一种用于产品包装设计的裁剪装置，该用于产品包装设计的裁剪装置包括工作台、移动连接板和压紧板，移动连接板通过T形滑槽和T形滑条与工作台滑动连接，压紧板的数量为两个，工作台通过第一连接孔与一个压紧板滑动连接，移动连接板通过第二连接孔与另一个压紧板滑动连接，压紧板固定连接有橡胶层，第一连接杆的外圆表面均活动套接有弹簧，压紧板通过环槽转动连接有把手，固定连接板和移动连接板均固定连接有一组卡板，每组卡板中均包括两个卡板，卡板的一侧均开设有与卡杆相接触的卡槽。该用于产品包装设计的裁剪装置虽然能够便于纸张的放置，而且能够对纸张进行抚平，同时对纸张的固定效果好，但是其在对瓦楞纸进行设计裁剪时需要人工对切割刀的位置进行调节，其智能化程度较低。因此，针对现有用于产品包装设计的裁剪装置的上述不足，设计一种只需要通过输入相关包装纸图纸即可自动对瓦楞纸尺寸进行调节的人工智能的包装设计装置及方法是一项有待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有用于产品包装设计的裁剪装置的上述不足，设计一种只需要通过输入相关包装纸图纸即可自动对瓦楞纸尺寸进行调节的人工智能的包装设计装置及方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于人工智能的包装设计装置，包括设计切割机台、数据操控机箱、横向边幅分切机构、纵向切断机构和不规则形状切割机构，所述数据操控机箱设置在设计切割机台的前侧面，所述横向边幅分切机构、纵向切断机构和不规则形状切割机构依次从左往右设置在设计切割机台的上端；

其中，所述设计切割机台包括底部机座和加工平台，所述加工平台的左端设置有两个上下对称设置的夹送辊，所述加工平台的前侧面设置有用于夹送辊的第一驱动电机，所述加工平台的右端设置有输出辊组，所述加工平台的后侧面设置有与输出辊组相连接的第二驱动电机；

所述横向边幅分切机构设置在夹送辊的右侧，所述横向边幅分切机构包括横梁板，所述横梁板下表面的前后两端均设置有轴承座，两个所述轴承座中共同转动连接有中空转轴，所述中空转轴的内腔中间位置处设置有主形块，所述主形块的两侧面均设置有轴承，每个所述轴承中均连接有伸出中空转轴端面的第一丝杠，所述第一丝杠的外端面连接有第一圆形块，所述第一圆形块朝外的端面设置有压合齿，位于每个所述第一丝杠处的中空转轴上呈环形阵列开设有若干条形口，每个所述中空转轴的内部设置有与第一丝杠相配合的丝筒，所述丝筒的外圆面连接有若干伸出对应条形口的连接条，若干所述连接条伸出条形口的外端部共同连接有环形切刀，所述中空转轴其中一端的外圆面上设置有从动齿轮，所述横梁板的下表面设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴上连接有与从动齿轮相啮合的主动齿轮，所述横梁板的前后两端下表面均开设有滑槽，位于所述滑槽外侧的横梁板下表面均设置有第一伸缩装置，所述第一伸缩装置的端部连接有L型活动板，所述L型活动板的顶端连接有与滑槽相配合的滑块，所述L型活动板上设置有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴端部连接有与第二圆形块，所述第二圆形块上设置有与第一圆形块上压合齿相配合的卡合齿，位于所述横梁板两端部正下方的加工平台前后侧面均设置有凸板，所述凸板上设置有第二伸缩装置，所述第二伸缩装置的端部与对应的L型活动板下表面固定连接；

所述纵向切断机构包括与加工平台固定连接的龙门架，所述龙门架的上表面设置有第三伸缩装置，所述第三伸缩装置活塞杆穿过龙门架的下端连接有切断刀片，所述不规则形状切割机构设置在纵向切断机构右侧的加工平台上；

所述数据操控机箱与底部机座的前侧面固定连接，所述数据操控机箱的内部设置有信息读取模块、信息转化模块和PLC控制模块，所述数据操控机箱的上端设置有显示面板和操作面板。

作为上述方案的进一步设置，所述不规则形状切割机构包括U型架，所述U型架的上端开设有纵向移动槽，所述U型架的侧面上端设置有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴伸入纵向移动槽的端部连接有第二丝杠，所述纵向移动槽中设置有移动块，所述移动块上开设有与第二丝杠相配合的螺纹孔，所述移动块的外侧面连接有连接凸座，所述连接凸座上设置有第四伸缩装置，所述第四伸缩装置的下端连接有电机固定筒，所述电机固定筒中安装有切割电机，所述切割电机的输出轴端部连接有切割针。

作为上述方案的进一步设置，所述加工平台的前侧面设置有横向设置的第三丝杠，所述加工平台的前侧面还设置有第四伺服电机，所述第四伺服电机的输出轴与第三丝杠相连接，所述加工平台的后侧面设置有横向设置的滑杆，所述U型架的两下端分别开设有与第三丝杠、滑杆相配合的螺纹孔和滑孔。

作为上述方案的进一步设置，位于所述纵向切断机构和不规则形状切割机构之间的加工平台中设置有动力辊，所述加工平台的前侧面设置有与动力辊相连接的第三驱动电机。

作为上述方案的进一步设置，所述输出辊组由2~5个输出辊组成。

作为上述方案的进一步设置，所述中空转轴的外圆面上呈环形阵列开设的条形口为3~4个。

作为上述方案的进一步设置，所述第一伸缩装置、第二伸缩装置和第三伸缩装置均为气缸或者液压缸其中的一种。

作为上述方案的进一步设置，所述底部机座的下表面呈矩形阵列设置有多个减震支脚。

作为上述方案的进一步设置，所述加工平台上开设有与切断刀片相配合的切刀槽。

一种使用上述包装设计装置的进行设计方法，包括如下步骤：

1）将待加工的包装盒设计图纸或者相关尺寸参数输入到数据操控机箱，其数据操控机箱内部的信息转化模块将输入的信息转化成相关编码，然后PLC控制模块控制整个装置中的电器元件按指令运行；

2）将瓦楞纸对齐从两个夹送辊中送往横向边幅分切机构，在瓦楞纸输送过程中被中空转轴两端的环形切刀进行边幅裁剪；

3）边幅裁剪完成后的瓦楞纸再被送至纵向切断机构处，每当边幅裁剪后的瓦楞纸通过纵向切断机构后指定长度后，其切断刀片压下实现对瓦楞纸的切断，切断后的瓦楞纸即为包装盒组装料。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明公开的基于人工智能的包装设计装置，其将瓦楞纸设计成不同形状、尺寸的包装盒时，将需要设计的图纸或相关设计参数输入数据操控机箱的信息读取模块，然后再通过信息转化模块将输入进的图纸或设计参数转化成编程代码，PLC控制模块再根据生产的编程代码对整个装置中的伺服电机、伸缩装置进行控制，从而能够根据设计的实际需求对装置上的横向边幅分切机构、纵向切断机构和不规则形状切割机构进行调节，能够满足不同尺寸、形状产品的设计需求，其功能多样、智能化程度高。

2）本发明公开的人工智能的包装设计装置其通过驱动第一丝杠转动，然后通过第一丝杠与丝筒之间的作用能够调节两个环形切刀在中空转轴上的位置，从而实现对瓦楞纸边幅的裁剪位置的调节，另外通过控制第三伸缩装置的伸长或缩短间隔时间，能够实现对瓦楞纸切断长度的控制，使得裁剪后的瓦楞纸尺寸、形状可以根据设计需求调节设置，操作方便、实用性强。

3）本发明还在加工平台的右端设置不规则形状切割机构，其不规则形状切割机构通过伺服电机、丝杠能够对切割针的横向和纵向的位置进行实时调节，能够在切割完成后的瓦楞纸上裁剪出特定形状的孔形，其制备的瓦楞纸包装盒产品形状多样、设计感更强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的第一角度立体结构示意图；

图2为本发明的第一角度立体结构示意图；

图3为本发明中底部机座、数据操控机箱等立体结构示意图；

图4为本发明中横向边幅分切机构的立体结构示意图；

图5为本发明图4中A处的放大结构示意图；

图6为本发明中中空转轴、第一圆形块等立体结构示意图；

图7为本发明中丝筒、连接条、环形切刀的立体结构示意图；

图8为本发明中中空转轴、环形切刀的内部平面结构示意图；

图9为本发明中纵向切断机构的立体结构示意图；

图10为本发明中不规则形状切割机构的立体结构示意图；

图11为本发明的包装设计方法流程图。

其中：

1-设计切割机台，101-底部机座，102-加工平台，103-夹送辊，104-第一驱动电机，105-输出辊组，106-第二驱动电机，107-动力辊，108-第三驱动电机，109-减震支脚；

2-数据操控机箱，201-显示面板，202-操作面板；

3-横向边幅分切机构，301-横梁板，302-轴承座，303-中空转轴，3031-条形口，304-主形块，305-轴承，306-第一丝杠，307-第一圆形块，308-丝筒，309-连接条，310-环形切刀，311-从动齿轮，312-第一伺服电机，313-主动齿轮，314-第一伸缩装置，315-L型活动板，316-第二伺服电机，317-第二圆形块，318-凸板，319-第二伸缩装置；

4-纵向切断机构，401-龙门架，402-第三伸缩装置，403-切断刀片，404-切刀槽；

5-不规则形状切割机构，501-U型架，5011-螺纹孔，5012-滑孔，502-纵向移动槽，503-第三伺服电机，504-第二丝杠，505-移动块，506-连接凸座，507-第四伸缩装置，508-电机固定筒，509-切割电机，510-切割针。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~11，并结合实施例来本发明公开的基于人工智能的包装设计装置进行详细说明。

实施例1

本实施例1公开了一种基于人工智能的包装设计装置，参考附图1、附图2，其主体包括设计切割机台1、数据操控机箱2、横向边幅分切机构3、纵向切断机构4。其中，数据操控机箱2设置在设计切割机台1的前侧面，横向边幅分切机构3、纵向切断机构4依次从左往右设置在设计切割机台1的上端。

其中，设计切割机台1参考附图3，其包括底部机座101和加工平台102，加工平台102的左端设置有两个上下对称设置的夹送辊103，加工平台102的前侧面设置有用于夹送辊103的第一驱动电机104，其第一驱动电机104通过驱动两个夹送辊103转动从而实现对瓦楞纸的输送进加工平台102上。同时，还在加工平台102的右端设置有输出辊组105，加工平台102的后侧面设置有与输出辊组105相连接的第二驱动电机106；具体设置时其输出辊组105由2~5个输出辊组成，当加工完成后其输出辊组105能够将成品包装瓦楞纸送出加工平台102。另外，还在底部机座101的下表面呈矩形阵列设置有多个减震支脚109。

参考附图4、附图5、附图6、附图7和附图8，将横向边幅分切机构3设置在夹送辊103的右侧。具体地，其横向边幅分切机构3包括横梁板301，横梁板301下表面的前后两端均设置有轴承座302，两个轴承座302中共同转动连接有中空转轴303。在中空转轴303的内腔中间位置处设置有主形块304，主形块304的两侧面均设置有轴承305，每个轴承305中均连接有伸出中空转轴303端面的第一丝杠306。在第一丝杠306的外端面连接有第一圆形块307，第一圆形块307朝外的端面设置有压合齿（图中未标记）。位于每个第一丝杠306处的中空转轴303上呈环形阵列开设有若干条形口3031，具体设置时中空转轴303的外圆面上呈环形阵列开设的条形口3031为3~4个，在每个中空转轴303的内部设置有与第一丝杠306相配合的丝筒308，丝筒308的外圆面连接有3~4个伸出对应条形口3031的连接条309，所有连接条309伸出条形口3031的外端部共同连接有环形切刀310。

在中空转轴303其中一端的外圆面上设置有从动齿轮311，横梁板301的下表面设置有第一伺服电机312，第一伺服电机312的输出轴上连接有与从动齿轮311相啮合的主动齿轮313，横梁板301的前后两端下表面均开设有滑槽（图中未画出），位于滑槽外侧的横梁板301下表面均设置有第一伸缩装置314，第一伸缩装置314的端部连接有L型活动板315，L型活动板315的顶端连接有与滑槽相配合的滑块，L型活动板315上设置有第二伺服电机316，第二伺服电机316的输出轴端部连接有与第二圆形块317，第二圆形块317上设置有与第一圆形块307上压合齿相配合的卡合齿（图中未标记）。位于横梁板301两端部正下方的加工平台102前后侧面均设置有凸板318，凸板318上设置有第二伸缩装置319，第二伸缩装置319的端部与对应的L型活动板315下表面固定连接。

参考附图9，其纵向切断机构4包括与加工平台102固定连接的龙门架401，龙门架401的上表面设置有第三伸缩装置402，第三伸缩装置402活塞杆穿过龙门架401的下端连接有切断刀片403，并在加工平台102上开设有与切断刀片403相配合的切刀槽404。

参考附图1和附图3，数据操控机箱2与底部机座101的前侧面固定连接，数据操控机箱2的内部设置有信息读取模块、信息转化模块和PLC控制模块，数据操控机箱2的上端设置有显示面板201和操作面板202。

另外需要说明的是本实施例中的第一伸缩装置314、第二伸缩装置319和第三伸缩装置402均为气缸或者液压缸其中的一种。

实施例2

实施例2公开了一种基于实施例1基础上改进后的基于人工智能的包装设计装置，其与实施例1相同之处不做再次说明，其不同之处参考附图1、附图2和附图10。

本实施例2还在纵向切断机构4右侧的加工平台102上设置有不规则形状切割机构5，具体地其不规则形状切割机构5包括U型架501，U型架501的上端开设有纵向移动槽502，U型架501的侧面上端设置有第三伺服电机503，第三伺服电机503的输出轴伸入纵向移动槽502的端部连接有第二丝杠504，纵向移动槽502中设置有移动块505，移动块505上开设有与第二丝杠504相配合的螺纹孔，移动块505的外侧面连接有连接凸座506，连接凸座506上设置有第四伸缩装置507，第四伸缩装置507的下端连接有电机固定筒508，电机固定筒508中安装有切割电机509，切割电机509的输出轴端部连接有切割针510。

另外，还在加工平台102的前侧面设置有横向设置的第三丝杠511，加工平台102的前侧面还设置有第四伺服电机512，第四伺服电机512的输出轴与第三丝杠511相连接，加工平台102的后侧面设置有横向设置的滑杆513，U型架501的两下端分别开设有与第三丝杠511、滑杆513相配合的螺纹孔5011和滑孔5012。

最后，本实施例2还在位于纵向切断机构4和不规则形状切割机构5之间的加工平台102中设置有动力辊107，加工平台102的前侧面设置有与动力辊107相连接的第三驱动电机108。

本发明还公开了一种使用上述包装设计装置的进行设计方法，包括如下步骤：

1）将待加工的包装盒设计图纸或者相关尺寸参数输入到数据操控机箱，其数据操控机箱内部的信息转化模块将输入的信息转化成相关编码，然后PLC控制模块控制整个装置中的电器元件按指令运行；具体地，根据待加工包装箱的尺寸，PLC控制模块控会控制第一伸缩装置伸出将第二圆形块与第一圆形板上的齿啮合，然后再启动第一伺服电机转动一定圈数，该环形切刀在丝筒和第一丝杠的作用下调节两个环形切刀之间的距离。另外，还可根据待加工包装箱的尺寸，还能够控制第三伸缩装置每次伸缩的间隔时间，从而控制时间切断瓦楞纸的长度。

2）将瓦楞纸对齐从两个夹送辊中送往横向边幅分切机构，在瓦楞纸输送过程中被中空转轴两端的环形切刀进行边幅裁剪。

3）边幅裁剪完成后的瓦楞纸再被送至纵向切断机构处，每当边幅裁剪后的瓦楞纸通过纵向切断机构后指定长度后，其切断刀片压下实现对瓦楞纸的切断，切断后的瓦楞纸即为包装盒组装料。

另外，还能根据对包装盒的特殊设计，通过控制第三伺服电机、第四伺服电机的转动圈数以及转动速度能够实现切割针在瓦楞纸上切割出对应形状的孔形，满足瓦楞纸加工的多样化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。