一种多品规箱体自动开缝装置及方法

技术领域

本发明属于自动化物流技术领域，进一步属于物料自动分拣技术领域，尤其涉及一种多品规箱体自动开缝装置及方法。

背景技术

开缝装置开缝成功率和开缝效率是体现开箱技术水平的关键指标。在物流技术领域，箱体自动开箱已经是自动化生产系统不可或缺的一项技术，开缝装置又为开箱系统中的关键环节，因此开缝装置的开缝能力直接影响开箱系统技术水平，从而影响生产系统技术水平。

例如，一种划箱机及其划箱方法(公开号为CN114348383A)，该专利公开了可处理不同规格箱体，侧戳、划中缝功能设置在两个工位，测高动力采用电机驱动，但工位多，占地面积大。

例如，一种箱体开缝机构、箱体开缝装置以及箱体的开缝方法(公开号为CN114348382A)，该专利公开了可处理不同规格箱体，侧戳、划中缝功能集成于一个工位，减少了设备占地面积，但测高动力采用电机驱动，结构相对复杂，占用空间大，维护性相对差，并且开缝过程动作多，一定程度上影响了开缝效率。

目前市场上的开缝装置结构复杂且设备占地面积大。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，现提出一种将划中缝和侧戳功能集成于一个工位，设备占地面积小，降低设备成本；侧戳动作同时进行，减少机构的动作，减少箱体开缝时间，提高开缝效率。

本发明的技术方案如下：

本发明公开了一种多品规箱体自动开缝装置，包括开缝部件和对中部件，所述开缝部件安装在内框架的直线导轨上且位于输送部件两侧，对中部件安装在内框架下方并于开缝部件相连接；所述开缝部件包括测高组件、开缝机构、摆杆组件和顶升组件，测高组件和开缝机构均安装在直线导轨上，摆杆组件与测高组件和开缝机构相连接，顶升组件与开缝机构相连接；通过顶升组件顶升开缝机构，带动摆杆组件动作，摆杆组件带动测高组件动作。

以上结构，所述多规格箱体自动开缝装置的测高功能，通过顶升组件顶升开缝机构，带动摆杆组件动作，摆杆组件带动测高组件动作，从而使测高组件和开缝机构沿着直线导轨做升降运动，并且测高组件测高面到输送面距离与开缝部件划刀面与输送面距离之比在动作过程始终保持为2:1，从而实现开缝机构自动对刀，精确找到箱体中缝，由动力缸提供动力，由摆杆带动开缝机构完成一系列动作，动作可靠，结构简单，占用空间体积小，益于安装调试与维护。

进一步地，所述对中部件包括连接座、动力缸、轴承和同步逆向装置，动力缸提供动力，在同步逆向装置作用下带动开缝部件进行同步反向直线运动，以同步夹抱的形式实现箱体的对中定位。

以上结构，开缝部件6与对中部件3的同步逆止装置连接，同时对中，同时打开，自动适应箱体的长度L。

进一步地，所述开缝机构包括划中缝安装板，划中缝安装板上分别安装有侧戳Ⅰ安装板、侧戳Ⅱ安装板和划中缝划缝动力缸，侧戳Ⅰ安装板上安装有侧戳Ⅰ短动力缸，以及通过侧戳Ⅰ连接板与侧戳Ⅰ短动力缸连接的侧戳Ⅰ锯齿刀片；侧戳Ⅱ安装板上设置有侧戳Ⅱ长动力缸，以及通过侧戳Ⅱ连接板与侧戳Ⅱ长动力缸连接的侧戳Ⅱ锯齿刀片；划中缝划缝动力缸安装在划中缝安装板上，划中缝安装板上设置有划中缝导轨，摆杆组件与划中缝导轨相连接，顶升组件与划中缝安装板相连接。

进一步地，所述测高组件包括测高连接板，测高连接板左侧连接有测高导轨，右侧连接有测高支板，测高支板另一侧下端设置有测高压板，测高压板上设置有通过安装板安装的压板到位检测组件，摆杆组件与测高导轨相连接。

进一步地，所述摆杆组件包括摆杆，摆杆一端通过摆杆安装座进行固定，另一端以及中部通过摆杆连接轴和摆杆滚轮分别与测高导轨和划中缝导轨相连接；顶升组件包括顶升安装座，以及安装在顶升安装座上的顶升轴承Ⅰ和顶升动力缸，顶升动力缸上安装有顶升轴承Ⅱ和顶升连接座，顶升连接座与划中缝安装板相连接。

以上结构，顶升动力缸672带动开缝机构64做升降运动，摆杆滚轮664在沿着划中缝导轨655做直线运动，带动摆杆组件66做旋转运动；摆杆组件66另一摆杆滚轮664沿着测高导轨631做直线运动，带动测高组件63做升降运动；测高组件63和开缝机构64沿着直线导轨62做同时做升降运动，测高组件63测高面到输送面距离与划中缝划刀652刀面到输送面距离之比在动作过程始终保持为2:1，开缝机构64能够自动对刀，找准箱体中缝，从而实现机械测高功能。

进一步地，还包括控制系统，所述控制系统包括检测装置和控制箱，所述检测装置包括气动挡板到位检测组件、箱体到位检测组件、对中到位检测组件、测高到位检测组件、划中缝到位检测组件、侧戳到位检测组件；所述挡板到位检测组件用于检测气动挡板是否能挡住箱体，箱体到位检测组件用于检测箱体是否到位，对中到位检测组件用于检测箱体是否对中，测高到位检测组件用于检测开缝机构是否完成对刀，划中缝检测组件用于检测划中缝是否完成，侧戳到位检测组件用于检测侧戳是否完成；

所述控制箱发送箱体入料指令，控制输送部件输送箱体，挡烟检测组件触发后发出挡烟指令，气动挡板上升；箱体到位检测组件检查到箱体到位后，发出对中指令，对中部件进行对中；对中检测组件检测到对中完成后，发出测高指令，测高组件下降，压紧箱体表面；测高检测组件检测到测高完成后，发出划中缝指令；划中缝检测组件检测到划中缝完成后，发出侧戳指令，侧戳检测组件检测侧戳完成后，发出指令让气动挡板、顶升组件和对中部件复位，输送部件将箱体输出，箱体开缝完成。

本发明还公开了一种多品规箱体自动开缝方法，包括以下步骤：

步骤一：气动挡板伸出，箱体输送到气动挡板处被挡停，箱体输送到位；

步骤二：对中部件动作，对中完成后，通过顶升组件顶升开缝机构，带动摆杆组件动作，摆杆组件带动测高组件动作，从而使测高组件和开缝机构沿着直线导轨做升降运动，测高组件测高面到输送面距离与开缝部件划刀面与输送面距离之比在动作过程始终保持固定比例，从而实现开缝机构自动对刀，精确找到箱体中缝；

步骤三：划中缝划刀伸出，执行划中缝，划中缝完成后复位；

步骤四：侧戳Ⅰ锯齿刀片和侧戳Ⅱ锯齿刀片同时伸出，执行侧戳，侧戳完成后缩回；

步骤五：气动挡板下降，顶升组件复位，对中部件复位，输送部件将箱体输出，箱体开缝完成。

进一步地，所述步骤二中的具体操作步骤为：顶升动力缸带动开缝机构做升降运动，摆杆滚轮在沿着划中缝导轨做直线运动，带动摆杆组件做旋转运动；摆杆组件另一摆杆滚轮沿着测高导轨做直线运动，带动测高组件做升降运动；测高组件和开缝机构沿着直线导轨做同时做升降运动，测高组件测高面到输送面距离与划中缝划刀刀面到输送面距离之比在动作过程始终保持固定比例，开缝机构能够自动对刀，找准箱体中缝，从而实现机械测高功能。

进一步地，所述步骤三和步骤四中的具体操作步骤为：划中缝伸缩动力缸动作带动划中缝划刀伸出，划中缝划缝动力缸动作，划中缝划刀沿箱体中缝将两侧胶带同时一刀划开，划中缝划缝动力缸复位，划中缝伸缩动力缸复位，划中缝到位检测组件触发，划中缝完成；侧戳Ⅰ短动力缸、侧戳Ⅱ长动力缸同时动作，带动侧戳Ⅰ锯齿刀片、侧戳Ⅱ锯齿刀片同时伸出，将箱体四处侧缝处胶带戳破，侧戳Ⅰ短动力缸、侧戳Ⅱ长动力缸复位，侧戳到位检测组件触发，侧戳完成。

进一步地，所述箱体输送前，将箱体侧躺于输送部件上，使箱体的上下盖的朝向与输送部件的输送方向垂直且箱体的上下盖的盖页的打开方向分别为向上和向下打开。

与现有的技术相比本发明的有益效果是：

本发明将划中缝和侧戳功能集成于一个工位，设备占地面积小，设备成本大大降低；本发明箱体开侧缝采用同时侧戳的方式，机构动作减少，减少箱体开缝时间，提高了开缝效率；本发明测高功能由动力缸提供动力，带动开缝机构动作，运用摆杆带动测高组件进行测高，进而实现开缝机构自动对刀，结构简单、紧凑、对刀精度高。

附图说明

图1为适用的箱体结构示意图；

图2为多规格箱体自动开缝装置的主视图；

图3为开缝部件的侧视图；

图4为开缝部件的主视图；

图5为测高组件的左视图；

图6为开缝机构的俯视图；

图7为开缝机构的侧视图；

图8为摆杆组件的俯视图；

图9为顶升组件的主视图；

图10为多规格箱体自动开缝装置的气动连接系统示意图；

图11为多规格箱体自动开缝装置的控制流程图。

附图标记：1-主框架、2-内框架、3-对中部件、4-输送部件、6-开缝部件、7-气动挡板；31-夹抱动力缸；61-安装支座、62-直线导轨、63-测高组件、64-开缝机构、65-夹箱板组件、66-摆杆组件、67-顶升组件；631-测高导轨、632-测高连接板、633-测高支板、634-测高压板、635安装板、636压板到位检测组件；641-侧戳Ⅰ安装板、642-侧戳Ⅰ短动力缸、643-侧戳Ⅰ锯齿刀片、644-侧戳Ⅰ连接板、645-侧戳Ⅱ长动力缸、646侧戳Ⅱ锯齿刀片、647-侧戳Ⅱ连接板、648-侧戳Ⅱ安装板、649-划中缝动力缸安装板、650-划中缝伸缩动力缸、651-划中缝连接板、652-划中缝划刀、653-划中缝滚轮、654-划中缝连接块、655-划中缝导轨、656-划中缝划缝动力缸、657-划中缝安装板；661-摆杆安装座、662-摆杆、663-摆杆连接轴、664-摆杆滚轮；671-顶升轴承Ⅰ、672-顶升动力缸、673-顶升连接座、674-顶升轴承Ⅱ、675-顶升安装座；71-气动挡板动力缸；80-气源、81-过滤减压阀、82残压释放阀、83电磁阀、调压阀84。

具体实施方式

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，本发明使用的箱体5为长方体或正方体的箱体5适宜的箱体5长宽高的范围为：270～590mm(L)X380～600mm(W)X230～350mm(H)；所述箱体5为两端开口，在对箱体5进行开盖操作时，使箱体5侧躺于输送部件4上，箱体5封口的两端朝向输送部件4的两侧。此时，所述箱体5两端的盖页的打开方向为分别向上和向下打开，称向上打开的盖页为上盖51，向下打开的盖页为下盖52。箱体5两盖页通过胶带53密封，同时胶带53两端再粘贴到胶带53两端对应的两侧箱体上。箱体5上下两盖页与内部的左右盖页之间通过点胶粘接在一起。

实施例1

如图2-9所示，本发明提供了一种多规格箱体自动开缝装置，包括开缝部件6和对中部件3，所述开缝部件6安装在内框架2的直线导轨上且位于输送部件4两侧，对中部件3安装在内框架2下方并于开缝部件6相连接；所述开缝部件6包括测高组件63、开缝机构64、摆杆组件66和顶升组件67，测高组件63和开缝机构64均安装在直线导轨62上，摆杆组件66与测高组件63和开缝机构64相连接，顶升组件67与开缝机构64相连接；通过顶升组件67顶升开缝机构64，带动摆杆组件66动作，摆杆组件66带动测高组件63动作。

还包括气动挡板7，气动挡板7安装在输送部件4上。

对中部件3主要由连接座、动力缸、轴承、同步逆向装置等零部件组成，动力缸提供动力，在同步逆向装置作用下带动开缝部件6进行同步反向直线运动，以同步夹抱的形式实现箱体的对中定位。

开缝部件6与对中部件3的同步逆止装置连接，同时对中，同时打开，自动适应箱体的长度L。

两套开缝部件6沿输送部件4输送方向的两侧布置。开缝部件6包括安装在内框架2的直线导轨上的安装支座61，并且该安装支座61与对中部件3的连接座连接，直线导轨62安装在安装支座61两侧，测高组件63安装在直线导轨62，开缝机构64安装在直线导轨62，夹箱板组件65安装在安装支座61，摆杆组件66安装在安装支座61，并且该摆杆组件66与测高导轨631、划中缝导轨655连接，顶升组件67安装在安装支座61，并且该顶升组件67与划中缝安装板657连接。

测高组件63包括测高连接板632，测高导轨631安装在测高连接板632，测高支板633安装在测高连接板631，测高压板634安装在测高支板633，安装板635安装在测高压板634，压板到位检测组件636安装在安装板635。

开缝机构64包括划中缝安装板657，侧戳Ⅰ安装板641安装在划中缝安装板657，侧戳Ⅰ短动力缸642安装在侧戳Ⅰ安装板641，侧戳Ⅰ连接板644安装在侧戳Ⅰ短动力缸642，侧戳Ⅰ锯齿刀片643安装在侧戳Ⅰ连接板644；侧戳Ⅱ安装板648安装在划中缝安装板657，侧戳Ⅱ长动力缸645安装在侧戳Ⅱ安装板648，侧戳Ⅱ连接板647安装在侧戳Ⅱ长动力缸645，侧戳Ⅱ锯齿刀片646安装在侧戳Ⅱ连接板647；划中缝划缝动力缸656安装在划中缝安装板657，划中缝动力缸安装板649安装在划中缝划缝动力缸656，划中缝伸缩动力缸650安装在划中缝动力缸安装板649，划中缝连接板651安装在划中缝伸缩动力缸650，划中缝划刀652安装在划中缝连接板651，划中缝连接块654安装在划中缝连接板651，划中缝滚轮653安装在划中缝连接块654，划中缝导轨655安装在划中缝安装板657。

摆杆组件66包括摆杆安装座661，摆杆662安装在摆杆安装座661，摆杆连接轴663安装在摆杆662，摆杆滚轮664安装在摆杆连接轴663。

顶升组件67包括顶升安装座675，顶升轴承Ⅰ671安装在顶升安装座675，顶升动力缸672安装在顶升安装座675，顶升轴承Ⅱ674安装在顶升动力缸672，顶升连接座安装在顶升轴承Ⅱ674。

顶升动力缸672带动开缝机构64做升降运动，摆杆滚轮664在沿着划中缝导轨655做直线运动，带动摆杆组件66做旋转运动；摆杆组件66另一摆杆滚轮664沿着测高导轨631做直线运动，带动测高组件63做升降运动；测高组件63和开缝机构64沿着直线导轨62做同时做升降运动，测高组件63测高面到输送面距离与划中缝划刀652刀面到输送面距离之比在动作过程始终保持为2:1，开缝机构64能够自动对刀，找准箱体中缝，从而实现机械测高功能。

实施例2

如图10所示，本发明公开了一种多规格箱体自动开缝装置的气动系统，包括气源80，与气源80连接的过滤减压阀81，与过滤减压阀81连接的残压释放阀82，与残压释放阀82连接的电磁阀83，与电磁阀83连接的气动挡板动力缸71、对中动力缸31、顶升动力缸672、划中缝伸缩动力缸650、划中缝划缝动力缸656、侧戳Ⅰ短动力缸642、侧戳Ⅱ长动力缸645。气动动力缸驱动气动挡板7上升，检测到箱体到达指定位置，对中动力缸驱动对中部件3进行箱体对中；完成对中后顶升动力缸672驱动执行测高，测高压板下降将箱体压紧，测高完成，开缝机构64完成对刀；划中缝伸缩动力缸650驱动划刀伸出，划中缝划缝动力缸656驱动划刀划动，划中缝划缝动力缸656复位，划中缝伸缩动力缸650复位，划中缝完成；侧戳Ⅰ短动力缸642、侧戳Ⅱ长动力缸645分别驱动侧戳Ⅰ锯齿刀片643和侧戳Ⅱ锯齿刀片646侧戳，侧戳完成后侧戳Ⅰ短动力缸、侧戳Ⅱ长动力缸复位，侧戳完成；对中动力缸、顶升动力缸672、气动挡板动力缸复位，箱体输出，箱体开缝完成。

实施例3

如图11所示，本发明公开了一种多规格箱体自动开缝装置的控制系统及控制方法，所述控制系统包括检测装置和控制箱，所述检测装置包括气动挡板到位检测组件、箱体到位检测组件、对中到位检测组件、测高到位检测组件、划中缝到位检测组件、侧戳到位检测组件；所述挡板到位检测组件用于检测气动挡板7是否能挡住箱体，箱体到位检测组件用于检测箱体是否到位，对中到位检测组件用于检测箱体是否对中，测高到位检测组件用于检测开缝机构是否完成对刀，划中缝检测组件用于检测划中缝是否完成，侧戳到位检测组件用于检测侧戳是否完成；

所述控制箱发送箱体入料指令，控制输送部件输送箱体，挡烟检测组件触发后发出挡烟指令，气动挡板7上升；箱体到位检测组件检查到箱体到位后，发出对中指令，对中部件3进行对中；对中检测组件检测到对中完成后，发出测高指令，测高组件63下降，压紧箱体表面；测高检测组件检测到测高完成后，发出划中缝指令；划中缝检测组件检测到划中缝完成后，发出侧戳指令，侧戳检测组件检测侧戳完成后，发出指令让气动挡板7、顶升组件67和对中部件3复位，输送部件4将箱体输出，箱体开缝完成。

实施例4，

本发明公开了一种多规格箱体自动开缝装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：气动挡板7伸出，箱体输送到气动挡板处被挡停，箱体输送到位；

步骤二：对中部件3动作，对中完成后，通过顶升组件67顶升开缝机构64，带动摆杆组件66动作，摆杆组件66带动测高组件63动作，从而使测高组件63和开缝机构64沿着直线导轨做升降运动，测高组件63测高面到输送面距离与开缝部件6划刀面与输送面距离之比在动作过程始终保持固定比例，从而实现开缝机构64自动对刀，精确找到箱体中缝；

步骤三：划中缝划刀652伸出，执行划中缝，划中缝完成后复位；

步骤四：侧戳Ⅰ锯齿刀片643和侧戳Ⅱ锯齿刀片646同时伸出，执行侧戳，侧戳完成后缩回；

步骤五：气动挡板7下降，顶升组件67复位，对中部件3复位，输送部件4将箱体输出，箱体开缝完成.

其中，所述步骤一包括：

S10：开缝装置接到系统指令，气动挡板上升；

S11：输送部件输送箱体，箱体被气动挡板挡停，箱体输送到位；

所述步骤二包括：

S20：对中部件动作，夹箱板将箱体夹紧，对中完成；

S21：顶升组件动作，测高组件、开缝机构下降，测高压板压紧箱体，测高完成；

所述步骤三包括：

划中缝伸缩动力缸650动作带动划中缝划刀652伸出，划中缝划缝动力缸656动作，划中缝划刀652沿箱体5中缝将两侧胶带53同时一刀划开，划中缝划缝动力缸656复位，划中缝伸缩动力缸650复位，划中缝到位检测组件触发，划中缝完成。

所述步骤四包括：

侧戳Ⅰ短动力缸642、侧戳Ⅱ长动力缸645同时动作，带动侧戳Ⅰ锯齿刀片643、侧戳Ⅱ锯齿刀片646同时伸出，将箱体5四处侧缝处胶带53戳破，侧戳Ⅰ短动力缸642、侧戳Ⅱ长动力缸645复位，侧戳到位检测组件触发，侧戳完成。

所述步骤五包括：

S50：气动挡板、顶升组件、对中部件同时复位；

S51：输送部件将箱体输出，箱体开缝完成；

工作方式：

准备流程：

将箱体5侧躺于输送部件4上，使箱体5的上下盖的朝向与输送部件4的输送方向垂直且箱体5的上下盖的盖页的打开方向分别为向上和向下打开。

划箱流程：

开缝装置接到系统指令，控制气动系统执行命令，驱动开缝装置各机构依次连贯动作。开缝装置接到系统入料指令，触发气动挡板到位检测组件，气动挡板7在气动挡板动力缸驱动下伸出；箱体5被输送部件4输送到气动挡板7处被挡停，箱体5到位后触发到位检测组件，输送部件4停止输送；对中部件3在对中动力缸驱动下执行对中操作，夹箱板组件65夹紧箱体5触发对中到位检测组件，对中完成；顶升动力缸672动作，开缝机构64下降，测高压板634下降，压板634压紧箱体5触发到位检测组件636，测高完成，开缝机构对刀完成；划中缝伸缩动力缸650动作带动划中缝划刀652伸出，划中缝划缝动力缸656动作，划中缝划刀652沿箱体5中缝将两侧胶带53同时一刀划开，划中缝划缝动力缸656复位，划中缝伸缩动力缸650复位，划中缝到位检测组件触发，划中缝完成；侧戳Ⅰ短动力缸642、侧戳Ⅱ长动力缸645同时动作，带动侧戳Ⅰ锯齿刀片643、侧戳Ⅱ锯齿刀片646同时伸出，将箱体5四处侧缝处胶带53戳破，侧戳Ⅰ短动力缸642、侧戳Ⅱ长动力缸645复位，侧戳到位检测组件触发，侧戳完成；顶升动力缸672、对中动力缸31、气动挡板动力缸71复位，输送部件4将箱体5输出，箱体5开缝完成。本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。