一种双模式酒盒底座圆孔压毛边机

技术领域

本发明属于酒盒包装生产线领域，具体涉及一种双模式酒盒底座圆孔压毛边机。

背景技术

酒盒底座是酒盒的一部分，用于酒盒的密封、承载及防伪等功能。酒盒底座圆孔是酒盒底座用于放置和固定酒瓶的空腔，在运输和储藏时可以保护酒瓶，酒盒底座经过裱纸划胶和裱纸与毛坯进行贴合工序后，酒盒底座圆孔的周围有一圈裱纸毛茬，需要用圆孔压毛边机将其挤压到孔周内壁，传统的压毛边动作由工人或机器完成，随着生产过程逐渐向“多品种，小批量”的趋势发展，传统的压毛边机由于功能单一，可重构能力不足，将逐渐被市场淘汰。所以，开发一种具备“一机多用”功能，可重构能力强的圆孔压毛边机是十分有必要的，具有广阔的实践应用前景。将酒盒底座生产工艺与机构学中的可重构理论相结合，设计出既满足平面酒盒底座压毛边动作、又满足异形曲面酒盒底座压毛边动作的压毛边机。

申请人经过检索，专利202122548819.X公开了一种酒盒底座生产线圆中压边机器人，包括执行机构、压边机构、活动装夹装置、伺服皮带线和机架。执行机构、活动装夹装置和伺服皮带线分别固连在机架上，压边装置与执行机构动平台通过法兰螺栓连接，作为执行机构的末端执行器。其中，执行机构具有2R1T三个自由度，主要满足压边装置下表面平行于酒盒底座上表面顺时针、逆时针画圆压边的工艺动作，压边装置实现将底座圆中毛边压入内腔内侧的动作，活动装夹装置主要作用为对伺服皮带线传送过来的酒盒底座实施固定装夹。但该种压毛边机主要是针对平面底座的毛边挤压，无法对异形曲面底座的毛边进行挤压，可重构能力较弱。

专利201420638406.8公开了一种全自动除泡机的压盒除泡单元,包括有侧面除泡部件、底面除泡部件以及边缘除泡部件；该底面除泡部件安装于侧面除泡部件下部，该边缘除泡部件安装于侧面除泡部件上部。通过侧面除泡部件、底面除泡部件以及边缘除泡部件的作用下，能够同时对纸盒的底面及纸盒中的两侧面及两边缘进行除泡，且除泡效果良好，提高纸盒的除泡效率及产品良品率。但是该种压盒除泡单元主要是用于除泡，并没有实现对圆孔毛边的压边动作，且结构复杂，控制繁多，并不适用酒盒底座生产线中。

发明内容

本发明为了解决平面酒盒底座的圆孔毛边按压问题和异形曲面酒盒底座的圆孔毛边按压问题，实现该类机械的“一机多用”。

本发明提供了如下技术方案：一种双模式酒盒底座圆孔压毛边机，包括机架、压边执行机构、压边模具、酒盒底座夹具；压边执行机构、酒盒底座夹具安装在机架上，压边模具安装在压边执行机构的动作终端，压边模具在压边执行机构的驱动下在酒盒底座夹具的限制范围内执行压边动作；

压边模具包括活动模具和模具座，模具座安装在压边执行机构的动作终端，活动模具和模具座之间通过旋转接头相连；活动模具上与其旋转轴垂直的平面内环绕其一周开有压边槽，压边槽的顶面为波浪形的曲面，压边槽的底面为平面，波浪形的高点至底面的高度与酒盒底座圆孔的边缘厚度一致，压边槽的底面至活动模具的底面的距离等于酒盒底座圆孔的内腔高度。

进一步地，压边执行机构包括竖直驱动元件和静平台，竖直驱动元件连接在静平台和机架之间，静平台上设有两条互为镜像的运动链，两条运动链的终端之间通过动平台相连，压边模具与动平台连接；

运动链包括U副连接件、圆盘连接件、U副连接杆、执行杆件、第一静平台连接件、第二静平台连接件，第一静平台连接件和第二静平台连接件固定安装在静平台上；

第一静平台连接件、U副连接件、U副连接杆、执行杆件之间通过旋转副依次连接成链，第一静平台连接件、U副连接件之间的旋转轴竖直并联接旋转驱动，U副连接件、U副连接杆之间的旋转轴水平，U副连接杆、执行杆件之间的旋转轴竖直并联接旋转驱动；圆盘连接件的一端通过水平的旋转副与第二静平台连接件连接、另一端通过水平的旋转副与摆动件连接，圆盘连接件两端的旋转轴垂直，圆盘连接件与第二静平台连接件之间的旋转轴联接旋转驱动，摆动件与U副连接杆之间通过竖直的旋转副连接；

动平台与左右的执行杆件通过旋转副连接，动平台、执行杆件之间的旋转轴竖直。

进一步地，酒盒底座夹具包括分布在一虚构矩形四角的四个卡座，每个卡座具有两个与虚构矩形的两个直角边贴合的定位部，四个卡座各自连接一个相对虚构矩形来回动作的卡座气缸；卡座气缸与机架之间通过支撑构件相连。

进一步地，支撑构件包括左右两个分体，每个分体包括以递进形式安装的直线滑移机构、提升机构和导轨滑块机构，卡座气缸安装在导轨滑块机构的滑块上。

进一步地，直线滑移机构是丝杆机构，丝杆机构的两个螺母之间安装支撑平台，两个分体的支撑平台之间通过支撑杆相连形成整体；提升机构包括双相同步电机、曲柄滑块机构、导杆，双相同步电机安装在支撑平台上，双相同步电机两端各连接一组曲柄滑块机构，导杆作为曲柄滑块机构的滑块从支撑平台的导孔中穿过与曲柄滑块机构的摇杆连接，导轨滑块机构的导轨连接在导杆之间。

进一步地，活动模具顶部的短轴与模具座底面的轴孔配合连接，短轴的外壁和轴孔的内壁开有环向沟槽，环向沟槽之间装嵌有滚珠，滚珠之间通过保持架定位。

进一步地，机架上在顶板下方设有工作平台，压边执行机构和酒盒底座夹具安装在工作平台与顶板之间，压边执行机构吊挂在顶板下，酒盒底座夹具支撑在机架的梁体之间、底部悬空，工作平台上留置下料口。

进一步地，竖直驱动元件是直线电机。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

本发明提供的一种双模式酒盒底座圆孔压毛边机，采用了可重构并联机构，使其具有两种互锁的运动模式，既具备了传统的并联机构高稳定性、高耐用性的优点，又具备更大的活动度，同时采用了改良波浪形压毛边模具，使其除了可以加工平面酒盒底座外还可以加工异形曲面酒盒底座，提高了整条生产线的可重构能力，使整条生产线更能适应目前生产线“多品种，小批量”的个性化需求发展趋势。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为压边执行机构、酒盒底座夹具、压边模具组合示意图。

图3为酒盒底座夹具的结构示意图。

图4为压边执行机构的结构示意图。

图5为压边模具的结构示意图。

图中：1-机架；1.1-顶板；1.2-工作平台；1.3-下料口；

2-压边执行机构；2.1-竖直驱动元件；2.2-静平台；2.3-动平台；2.4-U副连接件；2.5-圆盘连接件；2.6-U副连接杆；2.7-执行杆件；2.8-第一静平台连接件；2.9-第二静平台连接件；2.10-摆动件；

3-压边模具；3.1-活动模具；3.2-模具座；3.3-压边槽；3.4-环向沟槽；3.5-滚珠；

4-酒盒底座夹具；4.1-卡座；4.2-卡座气缸；4.3-滑块；4.4-丝杆机构；4.5-螺母；4.6-支撑平台；4.7-双相同步电机；4.8-曲柄滑块机构；4.9-导杆；4.10-导轨；4.11-支撑杆；

5-酒盒底座。

具体实施方式

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。

如图1、图5所示：一种双模式酒盒底座圆孔压毛边机，包括机架1、压边执行机构2、压边模具3、酒盒底座夹具4；压边执行机构2、酒盒底座夹具4安装在机架1上，压边模具3安装在压边执行机构2的动作终端，压边模具3在压边执行机构2的驱动下在酒盒底座夹具4的限制范围内执行压边动作；压边执行机构2用于实现不同形状规则酒盒底座圆孔压毛边动作和进行双模式结构变换，使末端压边模具3能够适应不同工艺动作需要；压边模具3对平面和曲面酒盒底座成型时圆孔位置产生的毛边进行压边；酒盒底座夹具4用于固定和移动酒盒底座。

压边模具3包括活动模具3.1和模具座3.2，模具座3.2安装在压边执行机构2的动作终端，活动模具3.1和模具座3.2之间通过旋转接头相连，可实现彼此间自由转动。活动模具3.1顶部的短轴与模具座3.2底面的轴孔配合连接构成旋转接头，短轴的外壁和轴孔的内壁开有环向沟槽3.4，环向沟槽3.4之间装嵌有滚珠3.5，滚珠3.5之间通过保持架定位。活动模具3.1上与其旋转轴垂直的平面内环绕其一周开有压边槽3.3，压边槽3.3的顶面为波浪形的曲面，可以更好地夹紧曲面底座的外表面，压边槽3.3的底面为平面，波浪形的高点至底面的高度与酒盒底座圆孔的边缘厚度一致，便于对底座毛边进行按压，压边槽3.3的底面至活动模具3.1的底面的距离等于酒盒底座圆孔的内腔高度。

如图2、图4所示：压边执行机构2包括竖直驱动元件2.1和静平台2.2，竖直驱动元件2.1是直线电机，竖直驱动元件2.1连接在静平台2.2和机架1之间，，静平台2.2上设有两条互为镜像的运动链，两条运动链的终端之间通过动平台2.3相连，压边模具3与动平台2.3连接。

运动链包括U副连接件2.4、圆盘连接件2.5、U副连接杆2.6、执行杆件2.7、第一静平台连接件2.8、第二静平台连接件2.9，第一静平台连接件2.8和第二静平台连接件2.9固定安装在静平台2.2上。

第一静平台连接件2.8、U副连接件2.4、U副连接杆2.6、执行杆件2.7之间通过旋转副依次连接成链，第一静平台连接件2.8、U副连接件2.4之间的旋转轴竖直并联接旋转驱动，U副连接件2.4、U副连接杆2.6之间的旋转轴水平，U副连接杆2.4、执行杆件2.7之间的旋转轴竖直并联接旋转驱动；圆盘连接件2.5的一端通过水平的旋转副与第二静平台连接件2.9连接、另一端通过水平的旋转副与摆动件2.10连接，圆盘连接件2.5两端的旋转轴垂直，圆盘连接件2.5与第二静平台连接件2.9之间的旋转轴联接旋转驱动，摆动件2.10与U副连接杆2.6之间通过竖直的旋转副连接。

动平台2.3与左右的执行杆件2.7通过旋转副连接，动平台2.3、执行杆件2.7之间的旋转轴竖直。

压边执行机构2具有6R和2R两种不同的运动模式，两种运动模式彼此互锁，其中6R运动模式具有2T1R(T：移动，R：转动，下同)三个自由度，可实现平面酒盒底座的圆孔毛边按压动作，2R运动模式具有1T1R两个自由度，可实现固定方位曲面酒盒底座的圆孔毛边按压动作。当压边执行机构2处于6R运动模式时，U副连接件2.4与第一静平台2.8通过两者相连的旋转运动副转动，而U副连接杆2.6与U副连接件2.4之间的旋转运动副由于该机构本身所具有的运动特性，此时处于锁紧状态，U副连接杆2.6和执行杆件2.7之间的旋转运动副作旋转运动，进而带动压边模具3使其运动范围为一个平面运动，平面酒盒底座的毛孔按压动作为压边模具3伸入底座圆孔作平面运动，将裱纸毛边挤压至孔壁内侧；当压边执行机构2处于2R运动模式时，U副连接件2.4与第一静平台2.8之间的旋转运动副处于锁紧状态，而U副连接杆2.6与U副连接件2.4之间的旋转运动副转动，同时U副连接杆2.6和执行杆件2.7之间的旋转运动副作旋转运动，使压边模具3的运动范围为一个弯曲带状范围，适用于曲面酒盒底座的孔壁形状，以便完成曲面酒盒底座的圆孔毛边挤压动作。

如图2、图3所示：酒盒底座夹具4包括分布在一虚构矩形四角的四个卡座4.1，每个卡座4.1具有两个与虚构矩形的两个直角边贴合的定位部，四个卡座4.1各自连接一个相对虚构矩形来回动作的卡座气缸4.2；卡座气缸4.2与机架1之间通过支撑构件相连。

支撑构件包括左右两个分体，每个分体包括以递进形式安装的直线滑移机构、提升机构和导轨滑块机构，卡座气缸4.2安装在导轨滑块机构的滑块4.3上，卡座气缸4.2之间的间距可调，适应不同长度的酒盒底座。

直线滑移机构是丝杆机构4.4，丝杆机构4.4的两个螺母4.5之间安装支撑平台4.6，两个分体的支撑平台4.6之间通过支撑杆4.11相连形成整体，避免支撑平台4.6左右摆动；提升机构包括双相同步电机4.7、曲柄滑块机构4.8、导杆4.9，双相同步电机4.7安装在支撑平台4.6上，双相同步电机4.7两端各连接一组曲柄滑块机构4.8，双相同步电机4.7为曲柄滑块机构提供同步动力，导杆4.9作为曲柄滑块机构4.8的滑块从支撑平台4.6的导孔中穿过与曲柄滑块机构4.8的摇杆连接，导轨滑块机构的导轨4.10连接在导杆4.9之间。

由丝杆机构4.4实现支撑平台4.6的递进动作，曲柄滑块机构4.8实现支撑平台4.6的上下动作，四个卡座气缸4.2实现对酒盒底座的夹紧动作，可固定和移动规格不同的酒盒底座。卡座气缸4.2的末端为酒盒底座边角相匹配的三角钢，三角钢作为卡座4.1，为避免钢与酒盒底座直接接触，损坏酒盒底座外观，可在三角钢外覆一层软布缓冲。

机架1用于遮挡光线防止定位装置的失效和避免人员与机械装置直接接触，机架1上在顶板1.1下方设有工作平台1.2，输送酒盒底座的传送带经过工作平台1.2，压边执行机构2和酒盒底座夹具4安装在工作平台1.2与顶板1.1之间，压边执行机构2吊挂在顶板1.1下，酒盒底座夹具4支撑在机架1的梁体之间、底部悬空，工作平台1.2上留置下料口1.3，下料口1.3用于酒盒底座加工完毕下料。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。