一种全品规件烟开箱系统及其开箱方法

技术领域

本发明涉及一种全品规件烟开箱系统及其开箱方法，属于全品规件烟开箱技术领域。

背景技术

由于标准烟件烟尺寸都是固定的，旧的开箱机在功能上都是为适应标准烟而设计。随着草行业的发展，各种细支烟、异型烟的出现，对开箱设备也提出了新的功能需求。异型烟长度、宽度、高度较标准烟都有较大差异，传统的开箱机已无法适用于品类繁多的件烟开箱。

若需要兼容不同尺寸的件烟，则需要开箱机构能够实现针对不同尺寸的烟箱进行自动定位，推烟机构的推烟板也需要随烟箱尺寸能自动调整适应。这样一来，设计一种新的全品规件烟开箱系统就很迫切。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全品规件烟开箱系统及其开箱方法，以实现不同尺寸的件烟烟箱的开箱工作，降低人力物力，减少设备种类，同时提升系统兼容性，提高工作效率。

本发明的技术方案：一种全品规件烟开箱系统，包括传输线，沿着传输线的输送方向依次安装有下封盖展开机构、上封盖展开机构、抱夹开侧耳机构以及对中机构，在对中机构的两侧分别安装有推烟机构和缓存皮带机，在传输线靠近推烟机构的一侧固定安装有导向挡杆。

进一步，所述下封盖展开机构和上封盖展开机构结构相同，均包括门架、升降架、螺旋升降机、升降电机、双向抱夹机构、下降对中机构以及封盖展开装置，在门架上对称地固定安装有第一直线导轨，在第一直线导轨之间滑动连接有升降架，在门架的顶部对称地安装有两台螺旋升降机，且两台螺旋升降机的升降杆与升降架铰链连接，所述两台螺旋升降机之间通过水平传动轴传动连接，在其中一台螺旋升降机一侧固定安装有升降电机，所述升降电机的输出轴通过链轮机构与该台螺旋升降机的输入轴传动连接，在升降架上安装有双向抱夹机构和下降对中机构，在双向抱夹机构上安装有封盖展开装置。

更进一步，所述双向抱夹机构包括对称地固定在升降架两端的第二直线导轨，在两端的第二直线导轨上均滑动连接有横移板，在横移板的底部固定连接有抱夹臂，在抱夹臂下端固定连接有封盖展开装置，在升降架上且位于两端横移板之间固定安装有气缸支架，在气缸支架上分别固定连接有长抱夹气缸和短抱夹气缸，且长抱夹气缸和短抱夹气缸的伸缩杆分别与两端的横移板传动连接。

更进一步，所述下降对中机构包括固定连接在升降架上的水平支撑板，在水平支撑板上固定安装有一对导套，在导套内滑动连接有导柱，在导柱的下端固定连接有保护罩，在保护罩内固定安装有光电检测开关，在保护罩的底部滑动连接有与光电检测开关对应的触发杆，在水平支撑板的顶部转动连接有链轮A，在升降架上转动连接有链轮B，且链轮A和链轮B之间连接有联动链条，所述联动链条的一端保护罩固定连接，另一端与门架固定连接，在水平支撑板上还固定连接有气弹簧，且气弹簧的伸缩杆穿过水平支撑板后与保护罩的顶部固定连接。

更进一步，所述封盖展开装置包括与抱夹臂固定连接的连接板，在连接板的顶部固定连接有切刀展开气缸，在连接板上部平行地固定安装有两个滑槽，在两个滑槽内分别滑动连接有上齿条和下齿条，在连接板上且位于上齿条和下齿条之间转动连接有同步齿轮，且同步齿轮同时与上齿条和下齿条啮合，在上齿条和下齿条上分别固定连接有左活动板和右活动板，且切刀展开气缸的伸缩杆与左活动板传动连接，在左活动板和右活动板的上端对称地固定安装有切刀升降气缸，在左活动板和右活动板的下端对称地固定安装有第三直线导轨，在第三直线导轨上滑动连接有切刀安装座，且切刀升降气缸的伸缩杆与切刀安装座传动连接，在切刀安装座上固定连接有切刀，在连接板的下部分别固定连接有压烟板和吸盘伸缩气缸，在吸盘伸缩气缸的伸缩杆上固定连接有封盖吸盘。

进一步，所述抱夹开侧耳机构包括立式机架以及对称地固定安装在立式机架上部的第四直线导轨，第四直线导轨上滑动连接有升降支架，在第四直线导轨之间固定安装有升降滑台气缸，且升降滑台气缸的滑台与升降支架固定连接，在升降支架上固定连接有第五直线导轨，在第五直线导轨的两端分别滑动连接有左滑动座和右滑动座，同时在升降支架上分别固定安装有左侧长气缸和右侧短气缸，所述左侧长气缸和右侧短气缸的伸缩杆分别与左滑动座和右滑动座传动连接，在左滑动座和右滑动座的底部均固定连接有旋转气缸，在旋转气缸的旋转台上固定连接有曲杆，在曲杆的下端固定连接有侧耳吸盘，在左滑动座上还固定连接有推进板，在立式机架的中部固定连接有侧耳压紧气缸，在侧耳压紧气缸的伸缩杆上固定连接有侧耳压紧杆。

进一步，所述抱夹对中机构包括L形机架以及对称地固定在L形机架顶部的第六直线导轨，在第六直线导轨的两端分别滑动连接有左滑移座和右滑移座，在左滑移座和右滑移座之间连接有剪叉伸缩臂，在第六直线导轨上且位于左滑移座和右滑移座之间固定连接有气缸安装板，在气缸安装板上固定连接有夹烟气缸，且夹烟气缸的伸缩杆与左滑移座传动连接，在左滑移座和右滑移座上均滑动连接有一对竖向导杆和一个夹烟板升降气缸，在竖向导杆的下端固定连接有夹烟板，且夹烟板升降气缸的伸缩杆与夹烟板传动连接。

进一步，所述推烟机构包括推烟机架以及固定在推烟机架顶部的推烟气缸，在推烟机架的顶部还对称地滑动连接有两根推烟杆，在两根推烟杆的端部固定连接有推烟板组件，且推烟气缸的伸缩杆与推烟板组件传动连接。

更进一步，所述推烟板组件包括同时与两根推烟杆和推烟气缸的伸缩杆固定连接的推烟安装板，在推烟安装板的两侧对称地固定连接有宽度展开气缸，在宽度展开气缸的伸缩杆上固定连接有宽度展开板，在推烟安装板的内侧对称地固定连接有第七直线导轨，在第七直线导轨上滑动连接有高度调节板，在高度调节板顶部固定连接有高度展开板，在推烟安装板的中部安装有链轮链条机构，在链轮链条机构的链条上固定连接有连接片，且连接片与高度调节板固定连接，在推烟机架上转动连接有高度调节传动轴，在推烟机架上且位于高度调节传动轴的一端固定安装有高度调节电机，且高度调节电机的输出轴与高度调节传动轴的端部传动连接，高度调节传动轴的另一端与链轮链条机构传动连接。

同时，本发明还提供一种基于上述全品规件烟开箱系统的开箱方法，包括以下步骤：

步骤一、首先将烟箱沿传输线输送，当烟箱输送至下封盖展开机构或上封盖展开机构所在工位时，停止输送，此时通过下封盖展开机构和上封盖展开机构分别打开烟箱的下封盖和上封盖，在打开烟箱的下封盖或上封盖时，采用下封盖展开机构或上封盖展开机构上的封盖展开装置压住烟箱的两侧上封盖或下封盖，然后用封盖吸盘吸住烟箱下封盖或上封盖后往外拉出一定缝隙，此时将两把切刀插入缝隙中，并使两把切刀同时左右展开，用于切断上封盖或下封盖与烟箱之间的胶带，这就完成了上封盖或下封盖展开的工作；

步骤二、展开后上封盖或下封盖在传输线侧部的导向挡杆的作用下，将会使上封盖或下封盖在之后的输送过程中一直处于展开状态，当烟箱输送至抱夹开侧耳机构所在工位时，停止输送，此时通过抱夹开侧耳机构上的侧耳吸盘吸住烟箱侧耳往外拉，拉开烟箱侧耳，在通过侧耳压紧杆压住拉开后的侧耳，由于传输线上的导向挡杆与侧耳压紧杆衔接，使得烟箱的侧耳在输送过程中同样一直处于展开状态；

步骤三、当上封盖、下封盖以及侧耳均被打开的烟箱输送至抱夹对中机构时，抱夹对中机构通过两侧的夹烟板对称向内收缩，使烟箱位于推烟机构的中线位置，此时根据烟箱的尺寸调整推烟板组件的高度和左右宽度，保证推烟板组件能够一次性将烟箱内的烟垛推出，推烟板组件调整好后，推烟机构上的推烟板组件伸出，将烟箱内的烟垛推入缓存皮带机中，最后烟垛由缓存皮带机分发出场。

由于采用了上述技术方案，本发明的优点在于：本发明能够实现不同尺寸的件烟烟箱的开箱工作，降低人力物力，减少设备种类，同时提升系统兼容性，提高工作效率。同时，本发明的下封盖展开机构和上封盖展开机构中的双向抱夹机构抱夹范围增大，而且下降对中机构中也采用了动滑轮和定滑轮行程倍距关系，使得两种机构在水平和竖直方向能适应的烟箱尺寸种类增加；同理，推烟机构的推烟板组件高度和左右宽度可以调节，保证推烟板组件能够一次性将烟箱内的烟垛推出，以满足不同尺寸烟箱的推烟工作。

附图说明

图1是本发明的结构示意图的立体图；

图2是本发明的结构示意图的主视图；

图3是下封盖展开机构的结构示意图的主视图；

图4是图3的立体图；

图5是图4的局部结构示意图；

图6是图5的立体图；

图7是双向抱夹机构的结构示意图的立体图；

图8是下降对中机构的结构示意图的立体图；

图9是封盖展开装置的结构示意图的立体图；

图10是封盖展开装置的结构示意图的主视图；

图11是图10的右视图；

图12是上封盖展开机构的结构示意图的主视图；

图13是抱夹开侧耳机构的结构示意图的主视图；

图14是图13的左视图；

图15是图13的立体图；

图16是对中机构的结构示意图的立体图；

图17是图16的局部结构示意图；

图18是推烟机构的结构示意图的立体图；

图19是图18的仰视图；

图20是推烟板组件的外部结构示意图；

图21是推烟板组件的第一层内部结构示意图；

图22是推烟板组件的第二层内部结构示意图；

图23是推烟板组件的第三层内部结构示意图；

图24是对中机构和推烟机构工作时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的实施例：全品规件烟开箱系统的结构示意图如图1及图2所示，包括传输线1，沿着传输线1的输送方向依次安装有下封盖展开机构2、上封盖展开机构3、抱夹开侧耳机构4以及抱夹对中机构7，在抱夹对中机构7的两侧分别安装有推烟机构6和缓存皮带机8，在传输线1靠近推烟机构6的一侧固定安装有导向挡杆5。

参见图3～6，所述下封盖展开机构2和上封盖展开机构3结构相同，均包括门架101、升降架103、螺旋升降机104、升降电机105、双向抱夹机构106、下降对中机构108以及封盖展开装置109，在门架101上对称地固定安装有第一直线导轨102，在第一直线导轨102之间滑动连接有升降架103，在门架101的顶部对称地安装有两台螺旋升降机104，且两台螺旋升降机104的升降杆与升降架103铰链连接，所述两台螺旋升降机104之间通过水平传动轴107传动连接，在其中一台螺旋升降机104一侧固定安装有升降电机105，所述升降电机105的输出轴通过链轮机构与该台螺旋升降机104的输入轴传动连接，在升降架103上安装有双向抱夹机构106和下降对中机构108，在双向抱夹机构106上安装有封盖展开装置109。

参见图7，所述双向抱夹机构106包括对称地固定在升降架103两端的第二直线导轨1061，在两端的第二直线导轨1061上均滑动连接有横移板1062，在横移板1062的底部固定连接有抱夹臂1065，在抱夹臂1065下端固定连接有封盖展开装置109，在升降架103上且位于两端横移板1062之间固定安装有气缸支架1066，在气缸支架1066上分别固定连接有长抱夹气缸1063和短抱夹气缸1064，且长抱夹气缸1063和短抱夹气缸1064的伸缩杆分别与两端的横移板1062传动连接。

参见图8，所述下降对中机构108包括固定连接在升降架103上的水平支撑板1081，在水平支撑板1081上固定安装有一对导套1082，在导套1082内滑动连接有导柱1083，在导柱1083的下端固定连接有保护罩1088，在保护罩1088内固定安装有光电检测开关1086，在保护罩1088的底部滑动连接有与光电检测开关1086对应的触发杆1087，在水平支撑板1081的顶部转动连接有链轮A1089，在升降架103上转动连接有链轮B1090，且链轮A1089和链轮B1090之间连接有联动链条1085，所述联动链条1085的一端保护罩1088固定连接，另一端与门架101固定连接，在水平支撑板1081上还固定连接有气弹簧1084，且气弹簧1084的伸缩杆穿过水平支撑板1081后与保护罩1088的顶部固定连接。

参见图9～11，所述封盖展开装置109包括与抱夹臂1065固定连接的连接板1091，在连接板1091的顶部固定连接有切刀展开气缸1093，在连接板1091上部平行地固定安装有两个滑槽1104，在两个滑槽1104内分别滑动连接有上齿条1092和下齿条1099，在连接板1091上且位于上齿条1092和下齿条1099之间转动连接有同步齿轮1096，且同步齿轮1096同时与上齿条1092和下齿条1099啮合，在上齿条1092和下齿条1099上分别固定连接有左活动板1097和右活动板1095，且切刀展开气缸1093的伸缩杆与左活动板1097传动连接，在左活动板1097和右活动板1095的上端对称地固定安装有切刀升降气缸1098，在左活动板1097和右活动板1095的下端对称地固定安装有第三直线导轨1106，在第三直线导轨1106上滑动连接有切刀安装座1105，且切刀升降气缸1098的伸缩杆与切刀安装座1105传动连接，在切刀安装座1105上固定连接有切刀1101，在连接板1091的下部分别固定连接有压烟板1100和吸盘伸缩气缸1094，在吸盘伸缩气缸1094的伸缩杆上固定连接有封盖吸盘1102。

下封盖展开机构2的工作原理如下：

当件烟到达下封盖展开机构2工位时，升降电机105驱动螺旋升降机104转动，使升降架103上的下降对中机构108下降，直至下降对中机构108上的触发杆1087与烟箱顶部接触，此时光电检测开关1086被触发，并将触发信号发送给PLC控制系统，PLC控制系统开始有序控制各个机构执行动作。此时，传输线1和升降电机105停止工作，使烟箱停留在下封盖展开机构2正下方，然后长抱夹气缸1063动作，使左侧的封盖展开装置109向右侧的封盖展开装置109靠拢，直至两侧的封盖展开装置109上的压烟板1100从两侧压住烟箱的两侧上封盖，然后吸盘伸缩气缸1094伸出，封盖吸盘1102吸住烟箱下封盖往外拉出5～10mm的缝隙。此时切刀1101位于最高处并且处于封盖展开装置109的中央位置，当封盖吸盘1102拉出下封盖之后，切刀升降气缸1098立即伸出，使得切刀1101插入下封盖与烟箱之间的缝隙中。此时，切刀展开气缸1093也伸出，使得两把切刀1101往两边分开的时候切断下封盖与烟箱之间的胶带，这就完成了下封盖展开的动作。

另外，由于下降对中机构108通过联动链条1085与门架101连接，在链轮A1089和链轮B1090的作用下，升降架103与下降对中机构108便形成了行程倍距关系，即：升降架103下降的距离正好是下降对中机构108下降距离的2倍。由于封盖展开装置109是固定在升降架103下方的，因此，当下降对中机构108下端的触发杆1087与烟箱顶部接触时，封盖展开装置109的压烟板1100刚好到达烟箱上封盖的位置。

参见图12，上封盖展开机构3的结构和工作原理与下封盖展开机构2是相同，但烟箱的上封盖和下封盖是对称设置的，因此，上封盖展开机构3上的封盖吸盘1102布置在压烟板1100和切刀1101上部。

参见图13～15，所述抱夹开侧耳机构4包括立式机架401以及对称地固定安装在立式机架401上部的第四直线导轨409，第四直线导轨409上滑动连接有升降支架406，在第四直线导轨409之间固定安装有升降滑台气缸411，且升降滑台气缸411的滑台与升降支架406固定连接，在升降支架406上固定连接有第五直线导轨413，在第五直线导轨413的两端分别滑动连接有左滑动座414和右滑动座415，同时在升降支架406上分别固定安装有左侧长气缸407和右侧短气缸408，所述左侧长气缸407和右侧短气缸408的伸缩杆分别与左滑动座414和右滑动座415传动连接，在左滑动座414和右滑动座415的底部均固定连接有旋转气缸405，在旋转气缸405的旋转台上固定连接有曲杆410，在曲杆410的下端固定连接有侧耳吸盘403，在左滑动座414上还固定连接有推进板404，在立式机架401的中部固定连接有侧耳压紧气缸412，在侧耳压紧气缸412的伸缩杆上固定连接有侧耳压紧杆402。

当烟箱到达抱夹开侧耳机构4工位时，首先推进板404会寻找到烟箱前端位置，左侧长气缸407动作，通过推进板404向后推动烟箱，通过光电开关定位使烟箱到达抱夹开侧耳机构4中部位置，然后升降滑台气缸411控制两边侧耳吸盘403下降，旋转气缸405动作，使侧耳吸盘403转向烟箱侧耳部位并吸住烟箱侧耳。此时旋转气缸405反向运动，拉开烟箱侧耳，最后侧耳压紧气缸412动作，使侧耳压紧杆402压住侧耳，然后吸盘松开，上升复位。之后，由于传输线1上的导向挡杆5与侧耳压紧杆402衔接，使得烟箱的侧耳在输送过程中同样一直处于展开状态。

参见图16～17，所述抱夹对中机构7包括L形机架701以及对称地固定在L形机架701顶部的第六直线导轨702，在第六直线导轨702的两端分别滑动连接有左滑移座710和右滑移座706，在左滑移座710和右滑移座706之间连接有剪叉伸缩臂709，在第六直线导轨702上且位于左滑移座710和右滑移座706之间固定连接有气缸安装板703，在气缸安装板703上固定连接有夹烟气缸705，且夹烟气缸705的伸缩杆与左滑移座710传动连接，在左滑移座710和右滑移座706上均滑动连接有一对竖向导杆708和一个夹烟板升降气缸707，在竖向导杆708的下端固定连接有夹烟板704，且夹烟板升降气缸707的伸缩杆与夹烟板704传动连接。

当上封盖、下封盖以及侧耳均被打开的烟箱输送至抱夹对中机构7所在工位时，夹烟板升降气缸707带动两侧的夹烟板704下降，然后夹烟气缸705动作，使两侧的夹烟板704同时向内收缩，使烟箱位于推烟机构6的中线位置，便于推烟机构6将烟箱中的烟跺推出。

参见图18～19，所述推烟机构6包括推烟机架601以及固定在推烟机架601顶部的推烟气缸603，在推烟机架601的顶部还对称地滑动连接有两根推烟杆602，在两根推烟杆602的端部固定连接有推烟板组件605，且推烟气缸603的伸缩杆与推烟板组件605传动连接。

推烟机构6的工作主要是通过推烟气缸603带动推烟板组件605前后移动，使推烟板组件605进入烟箱，并将烟箱内的烟跺推入缓存皮带机8。

参见图20～23，所述推烟板组件605包括同时与两根推烟杆602和推烟气缸603的伸缩杆固定连接的推烟安装板613，在推烟安装板613的两侧对称地固定连接有宽度展开气缸612，在宽度展开气缸612的伸缩杆上固定连接有宽度展开板609，在推烟安装板613的内侧对称地固定连接有第七直线导轨611，在第七直线导轨611上滑动连接有高度调节板615，在高度调节板615顶部固定连接有高度展开板610，在推烟安装板613的中部安装有链轮链条机构616，在链轮链条机构616的链条上固定连接有连接片614，且连接片614与高度调节板615固定连接，在推烟机架601上转动连接有高度调节传动轴607，在推烟机架601上且位于高度调节传动轴607的一端固定安装有高度调节电机605，且高度调节电机605的输出轴与高度调节传动轴607的端部传动连接，高度调节传动轴607的另一端与链轮链条机构616传动连接。为了对宽度展开板609和高度展开板610进行保护，在其外部还安装有防护板608。

当烟箱发生变化后，推烟板组件605的宽度和高度需要进行调整，以保证推烟板组件605能够一次性将烟箱内的烟垛推出。调整推烟板组件605的宽度时，可以控制宽度展开气缸612的 伸缩杆，从而使推烟板组件605两侧的宽度展开板609向外或者向内移动，以达到调节推烟板组件605的宽度的目的。同理，调节推烟板组件605的高度时，高度调节电机605动作，带动链轮链条机构616转动，进而带动链轮链条机构616上的链条移动，链条上的连接片614则带动高度调节板615上下移动，从而使高度调节板615上的高度展开板610也一同上下移动，这样便可达到调节推烟板组件605的高度的目的。

本发明全品规件烟开箱系统的整体工作过程包括以下步骤：

步骤一、首先将烟箱沿传输线1输送，当烟箱输送至下封盖展开机构2或上封盖展开机构3所在工位时，停止输送，此时通过下封盖展开机构2和上封盖展开机构3分别打开烟箱的下封盖和上封盖，在打开烟箱的下封盖或上封盖时，采用下封盖展开机构2或上封盖展开机构3上的封盖展开装置109压住烟箱的两侧上封盖或下封盖，然后用封盖吸盘1102吸住烟箱下封盖或上封盖后往外拉出一定缝隙，此时将两把切刀1101插入缝隙中，并使两把切刀1101同时左右展开，用于切断上封盖或下封盖与烟箱之间的胶带，这就完成了上封盖或下封盖展开的工作；

步骤二、展开后上封盖或下封盖在传输线1侧部的导向挡杆5的作用下，将会使上封盖或下封盖在之后的输送过程中一直处于展开状态，当烟箱输送至抱夹开侧耳机构4所在工位时，停止输送，此时通过抱夹开侧耳机构4上的侧耳吸盘403吸住烟箱侧耳往外拉，拉开烟箱侧耳，在通过侧耳压紧杆402压住拉开后的侧耳，由于传输线1上的导向挡杆5与侧耳压紧杆402衔接，使得烟箱的侧耳在输送过程中同样一直处于展开状态；

步骤三、当上封盖、下封盖以及侧耳均被打开的烟箱输送至抱夹对中机构7时，抱夹对中机构7通过两侧的夹烟板704对称向内收缩，使烟箱位于推烟机构6的中线位置，此时根据烟箱的尺寸调整推烟板组件605的高度和左右宽度，保证推烟板组件605能够一次性将烟箱内的烟垛推出，推烟板组件605调整好后，参见图24，推烟机构6上的推烟板组件605伸出，将烟箱内的烟垛推入缓存皮带机8中，最后烟垛由缓存皮带机8分发出场。

值得说明的时，为了实现自动化控制，本申请中各个电机、气缸的动作均采用现有的上位机和PLC系统进行统一控制，并在每个工位配置位置传感器，以检测开箱系统的各个动作是否到位以及烟箱运行至哪个工位。

综上所述，本发明能够实现不同尺寸的件烟烟箱的开箱工作，降低人力物力，减少设备种类，同时提升系统兼容性，提高工作效率。同时，本发明的下封盖展开机构2和上封盖展开机构3中的双向抱夹机构106抱夹范围增大，而且下降对中机构108中也采用了动滑轮和定滑轮行程倍距关系，使得两种机构在水平和竖直方向能适应的烟箱尺寸种类增加；同理，推烟机构6的推烟板组件605高度和左右宽度可以调节，保证推烟板组件605能够一次性将烟箱内的烟垛推出，以满足不同尺寸烟箱的推烟工作。