关于新型导向装置在制造业包装箱打包的研究与应用

关于新型导向装置在制造业包装箱打包的研究与应用

陈蔡飞扬

格力电器 ( 芜湖 ) 有限公司，安徽省芜湖市， 241003

摘要：在制造打包行业中包装箱的开箱、封箱效率尤为重要，最主流的是利用自动化设备替代人工，杜绝简单重复的机械工作浪费人力现象。而市场存在多种开箱结构不能完全实现自动折箱功能，原因为纸箱长短合页存在干涉现象，即纸箱打开后合页间隙过小，推杆推动过程遭遇阻力无法完成开箱折页，此时常常需裁剪包装箱边角，而这样会造成纸箱缺失承重力下降、原材料浪费，还导致包装物品损坏，对产品合格率严重影响。

关键词：自动化开箱、气缸、包装材料

1. 背景

在制造业包装材料中，包装纸箱一直占据着重要的地位。包装纸箱作为运输包装材料，既经济、有堆放方便、易于处理。作为高功能、低成本的运输容器，包装箱已成为世界各国所采用的最重要的包装形式之一。

但是我国制作业中，包装箱的打包方式仍采用人工打包，存在劳动工作量大，打包过程质量不受控的隐患。21世纪后， 国外包装箱机械工业迅速发展，国内企业纷纷模仿引进，但是由于国外引进的设备价格高昂而望而却步，从而为机械设备企业打开销路。形成比较先进的纸箱包装机械，如自动开箱机、自动封箱机等，但是根据制作业生产的发展对纸箱包装机械要求越来越高。所以优化开箱机的各个结构，提升全自动开箱机的能力变得尤为重要。

2. 自动开箱机整体结构

2.1 送料机构：送料机构的主框架上装有纸箱左右挡板，用以固定纸箱板，防止纸箱翻倒。挡板通过丝杆连接，从而可以通过旋转手轮调节纸箱挡板位置，以适应不同宽度的纸箱板。

2.2 取料机构：取料机构设计为曲柄滑块机构，滑块上装有吸盘，完成对纸箱的吸紧，通过气缸推动曲柄使滑块在光杆上做直线往返运动。

2.3 成型推箱装置：成型装置成为一个固定在主机架的杆。当吸箱机构吸取纸箱向纸箱折边机构移动时，纸箱板壁碰到成型装置在压痕处弯折逐渐将纸箱板折成纸箱。

2.4 输送封底装置：折箱机构进入成型轨道，通过气缸运动带动纸箱进入输送轨道，封底装置由胶带封底机构和压实撞杆机构组成。纸箱压板压紧纸箱，与纸箱导轨共同完成纸箱的定位压紧，从而完成纸箱胶带封底工作。

3、新型导向装置的改进

通过在全自动开箱、折箱设备中增加气缸推动导向装置，实现推动阻挡机构从折页成性轨道的内部伸出到开箱定型机构去把已经打开的包装箱前盖折页挡住，加快了包装箱折页成型时间及固定运动轨道，保证包装箱在指定的轨道运动并经过封胶带装置，成品自动输送出设备外。

3.1 气缸的选型

3.1.1气缸作用力的大小：根据工作所需要的驱动力大小来确定活塞杆上的推力和拉力,由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了,输出力不够,气缸不能正常工作。缸径选大了,不仅使设备笨重,成本高,同时耗气量增大,造成能源浪费。

3.1.2气缸行程的长短:气缸的行程与使用场合和机构的行程比有关,不同的安装形式其缸径的行程比不同，根据使用场合的实际行程来验算下活塞杆的强度是否产生纵向弯曲。

3.1.3新型导向装置气缸选型:已知气缸所驱动的滑块总位移为650mm,根据四杆机构的知识可以求得所需驱动气缸的行程为250mm,所需气缸的缸径为50mm,故选用的气缸型号为:CA2L50-250S。

表 1.1 新型导向装置示意图

4、新型导向装置的工作原理

传统的导向装置工作方案是：纸箱折前盖和折后盖杋构同时将纸箱的前盖与后盖折好,将信息传给纸箱折侧盖机构。纸箱侧盖折边机构为固定座上固定轴承座,左、右折侧盖打击杆与轴承座铰接,左、右侧盖打击杆与气缸端轴铰接。当折前盖和折后盖完成以后,纸箱侧盖折边机构的气缸同时延伸带动曲拐向上回转完成折侧盖动作，同时将折盖折好的纸箱抬高。

新型导向装置工作方案是：气缸推动导向装置的固定模块用沉头螺栓固定在全自动开箱机设备的折前盖机构外部，整体组成安装在折箱成型轨道中，通过机构接收由PLC传输的折箱成型指令，气缸通气后由左向右推动，使折前盖机构后部推动销跟随气缸顶部的挡块支架向前运动，由于推动导向中间模块支架固定，弧形过渡导向直接向右运动，伸向设备的开箱成型轨道，折叠打开成型包装箱的底部折页，固定在纸箱的底部，待后盖档杆完成后折页的成型后再通过PLC指令气缸推动返回，推动导向机构返回原点位置，完成由开箱成型轨道滑向折箱封底传输带上，完成包装箱折页完成并进行胶带封底的案例

本文所述新型导向装置可以完全实现开箱折页功能，杜绝包装箱裁剪边角承重力下降的隐患。通过气缸推动导向装置，减少包装箱原材料浪费现象，取消人工进行简单重复的机械工作。同其他导向装置比较，新型导向装置可以实现制作业包装箱打包成本节约，效率更高，为其他包装材料实现自动化生产提供宝贵的经验。