一种吸水袋自动化装配设备

技术领域

本发明涉及自动化装配生产线领域，尤其涉及一种吸水袋自动化装配设备。

背景技术

吸水袋，是由无毒、无味、透明、柔软的乳胶或聚乙烯注塑而成，登山、骑行，户外旅游时可放背包的任何空隙里，灌水简单，饮用方便，随喝随吸，携带柔软舒适；吸水袋添加抗菌材质才能多次使用。吸水袋的水嘴非常重要。必要时要开合方便，单手操作或者牙齿开启。必须将吸水袋的安全，无毒放在第一位。

吸水袋在生产过程中，需要对其各个零部件进行分别成型后再将其各个部分进行热压复合后形成成品，传统生产过程中人工干预较多，即通过人工进行对已经成型后的零部件进行转运至自动化热压合装置上进行热压合，而后人工将其取出至置物架上进行冷却，如此生产方式存在以下弊端，如人工在将零部件放入自动化热压合装置中可能存在无法准确定位零部件的位置，导致热压合后良品率较低；零部件在热压合过程中发生偏移导致热压后的成品密封性能变差。

现有的自动化装配设备，其通过自动化设备替代人工，自动化程度高，人为误差小，装配效率高，装配周期短且装配质量合格率高，但针对现有的应用在吸水袋领域内的自动化转配设备，由于其材质特殊，对设备要求较高，本申请人基于对吸水袋自动装配领域的思考，产生研究一款自动化程度更高的针对吸水袋自动装配设备的想法。

发明内容

因此，针对上述构思，本发明提出一种吸水袋自动化装配设备，解决了现有吸水袋生产装配设备在工作过程中由于需要过多的人工干预易导致存在人工误差，成品率降低，自动化程度不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种吸水袋自动化装配设备，包括输送装置和工作箱体，所述输送装置包括输入输送带和输出输送带，所述工作箱体内设置有装配转盘、环绕设置于所述装配转盘的三个装配工位，所述装配转盘的中心处设置有机械手，所述装配转盘可沿自身轴线方向360°进行旋转，三个装配工位在水平面上的夹角相同，均为120°；

所述输入输送带和所述输出输送带均延伸至所述工作箱体，所述输入输送带包括第一输入输送带和第二输入输送带，所述第一输入输送带、所述第二输入输送带和所述输出输送带处于同一水平面，所述第一输入输送带上间隔设置有第一置料槽，所述第一置料槽上设置有第一定位凸起，所述第二输入输送带上设置有第二置料槽；

所述装配工位上设置有第一热压模具，所述第一热压模具上设置有第一热压模腔，所述第一热压模腔的四周边缘集成设置有第一加热部，所述第一热压模腔的两侧对称设置有第二定位凸起；

所述机械手上位于其自由端末端设置有夹持板，所述夹持板的下底面上设置有第二热压模腔，所述第二热压模腔的四周边缘集成设置有第二加热部，所述第二热压模腔的两侧对称有可伸缩的第三定位凸起，所述第三定位凸起和所述第一定位凸起相配合，所述第三定位凸起和所述第二定位凸起相配合；

所述第一定位凸起和所述第二定位凸起的结构相同，所述第一定位凸起为圆台形结构，所述第三定位凸起为圆台形结构，所述第三定位凸起上设置有圆台形凹槽，所述圆台形凹槽与所述第一定位凸起配合连接；

所述第一热压模腔上设置有第一通风孔，所述第二热压模腔上设置有第二通风孔，所述第一通风孔和所述第二通风孔均连接有风机，所述风机能够通过正转产生正压气流或者通过反转产生负压气流。

进一步的，所述圆台形凹槽设置于所述第三定位凸起的上表面，所述圆台形凹槽在水平面上的设置区域完全覆盖所述第三定位凸起的上表面。

进一步的，所述第一热压模腔上设置有第一卡槽，所述第二热压模腔上设置有第二卡槽，所述第一卡槽和所述第二卡槽的竖直截面均为半圆弧形结构，所述第一卡槽和所述第二卡槽相互配合形成用于卡置吸管的卡置孔。

进一步的，所述第一通风孔和所述第二通风孔上均集成设置有压力传感器。

进一步的，所述夹持板包括相互对称的第一夹持板和第二夹持板，所述第一夹持板上设置有定位轴，所述第二夹持板上设置有定位孔，所述定位轴和所述定位孔相互插接配合，所述夹持板内设置有驱动电机，通过所述驱动电机所述第一夹持板和所述第二夹持板可以进行相互拼接或者相互远离的动作。

进一步的，当所述第一夹持板和所述第二夹持板相互远离时，所述第一夹持板和所述第二夹持板之间的间距大小为1mm-3mm。

进一步的，所述第一夹持板和所述第二夹持板之间靠近或远离的速度为1m/s-1.5m/s。

进一步的，所述第一夹持板和所述第二夹持板内均集成设置有振动电机。

进一步的，所述振动电机的振动类型为直线型振动，其通过自身振动带动第一夹持板和第二夹持板共同振动，使二者在竖直方向上上下振动，二者的振动轨迹在垂直面上为直线。

进一步的，所述振动电机的振动频率为8-10次/秒，振动范围为以初始位置为基准上下活动范围在0.1-0.3mm。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明所提出的技术方案内容相较于现有的吸水袋装配生产线，其最大的优点在于通过提升设备的自动化程度来提升产品装配过程中的精度，提升产品的成品率，本发明中具体通过相互配合的输送装置和工作箱体来实现吸水袋的自动化装配工作，产品通过输入输送带运输至工作箱体内，通过工作箱体内的机械手将产品抓取至装配工位上进行全自动的装配作业后通过输出输送带进行输出；吸水袋分为上袋体、下袋体和吸管，第一输入输送带上间隔设置有第一置料槽，第一置料槽上设置有第一定位凸起，第一定位凸起的设置目的就是为了保证上袋体或者下袋体能够精准放置在第一置料槽上，便于当机械手对上袋体或者下袋体进行拾取的时候能够保证其以预设的状态进入装配工位，保证后期的热压合工序精度高，产品的成品率更高；机械手上位于其自由端末端上设置有夹持板，夹持板的下底面上设置有第二热压模腔，第二热压模腔上设置有第三定位凸起，当机械手将袋体从输入输送带上运输转移至装配工位上时，预先通过机械手上的第三定位凸起和输入输送带上的第一定位凸起进行配合定位，而后通过第二热压模腔上的第二通风孔产生负压气流将袋体吸附在第二热压模腔上进行转运，此时袋体通过机械手上的第三定位凸起进行定位，而当袋体运输至装配工位上进行热压合作业时，第三定位凸起与第二定位凸起进行配合又能够保证袋体以正确的状态放置在装配工位上，相较于传统的人工进行袋体运输，机械自动化运输避免了因为人工运输导致的精度不高导致成品率下降，热压后密封性能较差的技术问题，同时避免了工人不小心触碰到热压模具被烫伤的风险；通过第三定位凸起和第二定位凸起的分别配合实现袋体在运输过程中始终能够保持预设的状态而不会发生偏移，第一热压模腔上设置的第一通风孔和第二热压模腔上设置的第二通风孔均是为了实现在运输过程中对袋体进行吸附或者分离。

2、通过将所述圆台形凹槽的结构设置为完全覆盖所述第三定位凸起的上表面，其目的是为了保证当第三定位凸起和第一定位凸起或者是第二定位凸起进行配合进行袋体转移过程中袋体不会发生偏移或者是袋体上的定位孔脱离定位凸起。

3、通过设置有第一卡槽和第二卡槽，热压过程中二者相互配合形成一个完整的用于卡置吸管的卡置孔，一方面所形成的卡置孔能够在热压过程中对吸管进行固定，避免其移位；另一方面能够呈环绕状将吸管与上下袋体进行紧密热压。

4、通过在第一通风孔上和第二通风孔上集成设置有压力传感器，其作用在于在进行袋体的热压合工作时，当下袋体放置在第一热压模腔上时，设置于第一热压模腔上的第一通风孔将下袋体紧密吸附在第一热压模腔上，而后当上袋体放置在第二热压模腔上时，设置于第二热压模腔上的第二通风孔将上袋体紧密吸附在第二热压模腔上，而后进行上下袋体与吸管的热压复合作业，此时上下袋体在复合完成后保持中空状态，热压复合后第一通风孔和第二通风孔产生的气流由原本的负压变化为正压，对热压完成后的吸水袋进行向内挤压，由于热压复合后的吸水袋为完全封闭结构，通过气流对其挤压，而后通过压力传感器对吸水袋表面进行压力检测，能够检测其是否存在漏气现象，密封性能是否良好。

5、将所述夹持板设置为相互对称的第一夹持板和第二夹持板，其目的是在完成热压复合后进行脱模的过程中避免吸水袋边缘黏连在夹持板上无法自然掉落，影响后续流水线工作，当完成了热压复合工作后，夹持板上的驱动电机控制第一夹持板和第二夹持板实现相互快速远离的动作，二者相互分离的速度可以达到1m/s-1.5m/s,二者之间的间距控制在1mm-3mm，保持如上参数进行移动可以做到短距离快速移动，吸水袋在这个过程中会彻底与夹持板相互分离，即使因为热压而出现黏连的情况也会在这个过程中被拉扯分离。

6、通过在第一夹持板和第二夹持板内均集成设置有振动电机，设置振动电机的目的在于配合第一夹持板和第二夹持板相互拼接或者相互远离的动作，当第一夹持板和第二夹持板进行相互分离辅助吸水袋脱模的过程中，振动电机同步进行运动，其采用竖直方向上直线型振动的形式，且振动频率达到快速振动的8-10次/秒，振动范围为以初始位置为基准上下活动范围在0.1-0.3mm，通过小范围高频振动，配合第一夹持板和第二夹持板的小间距快速分离，能够使热压复合后的吸水袋完整向下掉落且不会发生损坏。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明俯视结构示意图；

图2为本发明工作箱体内部结构俯视图；

图3为本发明装配工位和第二输入输送带配合结构示意图；

图4为本发明夹持板和第一热压模具配合结构示意图；

图5为图4中D-D处视图；

图6为图4中B处放大图；

图7为本发明中第一夹持板和第二夹持板相互分离结构示意图；

图8为图7中E处放大图；

图9为本发明中第三定位凸起和第二定位凸起配合结构示意图；

附图标记说明：第一输入输送带1、第一置料槽11、第一定位凸起111、第二输入输送带2、第二置料槽21、推板211、输出输送带3、工作箱体4、装配转盘5、装配工位6、第一热压模具61、第一热压模腔62、第二定位凸起63、第一通风孔64、第一卡槽65、第一加热部66、机械手7、夹持板71、第一夹持板711、第二夹持板712、定位轴713、定位孔714、第二热压模腔72、第三定位凸起73、圆台形凹槽731、第二通风孔74、第二卡槽75、第二加热部76、第一风机01、第二风机03、卡置孔02。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1-图9，本发明提供一种吸水袋自动化装配设备，包括输送装置和工作箱体4，所述输送装置包括输入输送带和输出输送带3，所述工作箱体4内设置有装配转盘5、环绕设置于所述装配转盘5的三个装配工位6，所述装配转盘5的中心处设置有机械手7，所述装配转盘5可沿自身轴线方向360°进行旋转，所述机械手7通过相互铰接的转动臂可在工作箱体4内的三维空间内任意进行移动并在任意位置固定，其中机械手7的结构为公知结构，在此不多赘述；三个所述装配工位6在水平面上的夹角相同，均为120°；

所述输入输送带和所述输出输送带3均延伸至所述工作箱体4，所述输入输送带包括第一输入输送带1和第二输入输送带2，所述第一输入输送带1、所述第二输入输送带2和所述输出输送带3处于同一水平面，所述第一输入输送带1上间隔设置有第一置料槽11，所述第一置料槽11上设置有第一定位凸起111，所述第二输入输送带2上设置有第二置料槽21，所述第二置料槽21上设置有用于将吸管推入装配工位6中的推板211，其随着第二输入输送带2的输送可将吸管平稳推入装配工位6中进行热压合；

所述装配工位6上设置有第一热压模具61，所述第一热压模具61上设置有第一热压模腔62，所述第一热压模腔62的四周边缘集成设置有第一加热部66，所述第一热压模腔62的两侧对称设置有第二定位凸起63；

所述机械手7上位于其自由端末端设置有夹持板71，所述夹持板71可沿自身中心点为转动点在水平面上360°旋转，所述夹持板71的下底面上设置有第二热压模腔72，所述第二热压模腔72的四周边缘集成设置有第二加热部76，所述第二热压模腔72的两侧对称有可伸缩的第三定位凸起73，所述第三定位凸起73和所述第一定位凸起111相配合，所述第三定位凸起73和所述第二定位凸起63相配合，所述第一定位凸起111和所述第二定位凸起63结构相同，所述第一加热部66和所述第二加热部76均为电加热板；

所述第一定位凸起111为圆台形结构，所述第三定位凸起73为圆台形结构，所述第三定位凸起73上设置有圆台形凹槽731，所述圆台形凹槽731完全覆盖所述第三定位凸起73的上表面，所述圆台形凹槽731与所述第一定位凸起111配合连接，当所述圆台形凹槽731和所述第二定位凸起63相互定位配合后，所述第三定位凸起73会向内收缩，为所述第二定位凸起63提供移动空间，直至所述第一加热部66和所述第二加热部76完全贴合，对吸水袋进行热压作业；

所述第一热压模腔62上设置有第一通风孔64，所述第二热压模腔72上设置有第二通风孔74，所述第一通风孔64和所述第二通风孔74均连接有风机，所述风机能够通过正反转产生正压气流或负压气流，当所述风机产生负压气流时能够将吸水袋的上袋体或者下袋体进行吸附，当所述风机产生正压气流时能够对吸水袋的密封性能进行检测或者是将吸水袋吹离第一热压模腔62或者第二热压模腔72；

所述第一热压模腔62上设置有第一卡槽65，所述第二热压模腔72上设置有第二卡槽75，所述第一卡槽65和所述第二卡槽75的竖直截面均为半圆弧形结构，所述第一卡槽65和所述第二卡槽75相互配合形成用于卡置吸管的卡置孔02,所述第一通风孔64和所述第二通风孔74上均集成设置有压力传感器,压力传感器为公知零部件且其采用集成设置，故在此不多赘述且附图中未示出，其作用在于完成热压合后配合第一通风孔64和第二通风孔74对吸水袋进行密封性能的检测。

所述夹持板71包括相互对称的第一夹持板711和第二夹持板712，所述第一夹持板711上设置有定位轴713，所述第二夹持板712上设置有定位孔714，所述定位轴713和所述定位孔714相互插接配合，所述夹持板71内设置有驱动电机，通过所述驱动电机所述第一夹持板711和所述第二夹持板712可以进行相互拼接或者相互远离的动作，驱动电机为公知部件，在此不多赘述；当所述第一夹持板711和所述第二夹持板712相互远离时，所述第一夹持板711和所述第二夹持板712之间的间距H大小为1mm-3mm，所述第一夹持板711和所述第二夹持板712之间靠近或远离的速度为1m/s-1.5m/s，上述仅提供参数范围，其均可通过电脑控制驱动电机使参数在上述范围内选取，本实施例中选取间距H大小为1mm，第一夹持板711和第二夹持板712移动速度为1m/s，且附图中为了明显表面间距采用夸张画法，即实际间距H以数值范围为准；所述第一夹持板711和所述第二夹持板712内均集成设置有振动电机，所述振动电机的振动类型为直线型振动，其通过自身振动带动第一夹持板711和第二夹持板712共同振动，使二者在竖直方向上上下振动，二者的振动轨迹在垂直面上为直线，振动电机为公知部件，其内置于第一夹持板711和第二夹持板712内，在此不多赘述且附图中未示出，所述振动电机的振动频率为8-10次/秒，振动范围为以初始位置为基准上下活动范围在0.1-0.3mm，通过电脑控制可使其在上述参数范围内进行调整，本实施例中选取振动频率8次/秒，活动范围为以初始位置为基准上下活动范围在0.1mm。

本发明的工作方式为：吸水袋的上袋体和下袋体为相同的结构，其上设置有定位孔，通过定位孔与第一输入输送带1上第一置料槽11上的第一定位凸起111配合，平稳在第一输入输送带1上进行运输；

当其运输至工作箱体4时，通过机械手7转动将机械手7上的夹持板71与第一置料槽进行配合，此时第一定位凸起111和第三定位凸起73相互配合，夹持板71上的第一风机01启动产生负压气流将下袋体吸附上来；

此时下袋体上定位孔由第一定位凸起111转移至与第三定位凸起73配合，下袋体在这个过程中保持形态不变，并跟随机械手7转运至装配工位6上的第一热压模具61上。此时机械手7上的夹持板71上的第三定位凸起73与第一热压模具61上的第二定位凸起63进行配合，夹持板71上的第一风机01转化为产生正压气流，第一热压模具61上的第二风机03产生负压气流，下袋体上定位孔由第三定位凸起73转移至第二定位凸起63，下袋体在这个过程中保持形态不变；

进一步的，装配转盘5开始顺时针转动（俯视状态下），下袋体伴随装配转盘5顺时针旋转120°至靠近第二输入输送带2，进而配合第二输入输送带2进行吸管的插接；

进一步的，装配转盘5继续顺时针转动120°，装配好吸管的下袋体伴随装配转盘5进行转动，此时机械手7将上袋体吸附并直接在装配工位上进行上袋体、吸管和下袋体三者的热压合作业，这个过程中上袋体被夹持板71吸附，下袋体被第一热压模具61吸附，通过第三定位凸起73和第二定位凸起63的配合实现精准定位，且由于上袋体和下袋体均处于被吸附的状态，二者分别贴合第一热压模腔62和第二热压模腔72，热压复合后的吸水袋内气体处于饱和状态；此时通过第一通风孔64和第二通风孔74输出正压气流对吸水袋施加压力，进而配合压力传感器能够检测吸水袋的密封性能，而热压完成后第二通风孔74继续转化至负压气流将吸水袋吸附固定在夹持板71上，转移至输出输送带3上时夹持板71上第二通风孔74转化为正压气流，同时第一夹持板711和第二夹持板712相互振动且分离，保证吸水袋快速且顺利从夹持板71上掉落至输出输送带3上；而当下袋体通过装配工位6从第一输入输送带1转移至第二输入输送带2进行吸管插接作业这个过程中，机械手7可以同步将下一个下袋体从第一输入输送带1上转移至下一个装配工位上，如此循环工作，自动化程度高且热压合精度高。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。