本發(fā)明涉及包裝機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多種規(guī)格自助提款機(jī)新舊紙箱的自動(dòng)包裝生產(chǎn)線及采用該生產(chǎn)線的包裝工藝。

背景技術(shù)：

近年來(lái)我國(guó)自助提款機(jī)機(jī)市場(chǎng)持續(xù)高速增長(zhǎng)，每百萬(wàn)人均自助提款機(jī)數(shù)量從2007年底的104臺(tái)上升到2011年底的265臺(tái)，翻了一番多，但是和全球的人均覆蓋率相比有較大的差距，更遠(yuǎn)低于發(fā)到國(guó)家的擁有率。此外，中國(guó)的自助提款機(jī)主要集中分布在大中城市，在中小城市和農(nóng)村的布放率非常低，甚至一些偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)目前沒(méi)有布放。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化金蟬的加快，我國(guó)每年自助提款機(jī)需求量在不斷增加，有望超越美國(guó)成為全球第一大自助提款機(jī)市場(chǎng)。而目前的自助提款機(jī)的后包裝產(chǎn)線存在著效率低、人工消耗大及費(fèi)用高等問(wèn)題。

因此，自助提款機(jī)機(jī)的后包裝生產(chǎn)線的改進(jìn)就變得越來(lái)越重要，滿足整個(gè)工業(yè)發(fā)展的要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化機(jī)器取代人工操作，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種自助提款機(jī)自動(dòng)包裝生產(chǎn)線及采用該生產(chǎn)線的包裝工藝，解決多種尺寸規(guī)格自助提款機(jī)包裝難及包裝效率低的問(wèn)題，具有占地面積小，維護(hù)簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣泛，安全性好的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種自助提款機(jī)自動(dòng)包裝生產(chǎn)線，主要分為傳送帶區(qū)域和機(jī)器人區(qū)域兩個(gè)區(qū)域，包括機(jī)械系統(tǒng)、控制檢測(cè)系統(tǒng)和機(jī)器人系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，機(jī)械系統(tǒng)完成自助提款機(jī)的運(yùn)輸和打包操作；控制檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳輸，以及自助提款機(jī)和包裝紙箱的檢驗(yàn)；機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)套箱功能，可實(shí)現(xiàn)多種尺寸規(guī)格自助提款機(jī)的包裝操作。

本發(fā)明還提供一種自助提款機(jī)的自動(dòng)包裝工藝，采用上述自助提款機(jī)自動(dòng)包裝生產(chǎn)線，包括如下工藝步驟：

步驟一：自助提款機(jī)由AGV小車(chē)上料至上料機(jī)構(gòu)板式輸送帶上，控制系統(tǒng)將上料自助提款機(jī)的型號(hào)、尺寸規(guī)格信號(hào)發(fā)送至整條包裝生產(chǎn)線的各個(gè)工位；

步驟二：自助提款機(jī)上料至上料工位輸送帶上以后，由上料工位輸送帶將自助提款機(jī)輸送至套膜工位輸送帶，操作人員根據(jù)控制信號(hào)在泡沫薄膜盛放裝置中選取相對(duì)應(yīng)的薄膜和泡狀進(jìn)行包裝，套膜工位輸送帶將包有薄膜和泡沫的自助提款機(jī)輸送至自動(dòng)套箱工位輸送帶，由自動(dòng)對(duì)中糾偏機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自助提款機(jī)的糾偏和定位功能；

步驟三：自動(dòng)理料裝置固定紙箱在中央位置，保證六自由度機(jī)器人17每次抓取紙箱的位置精度；

步驟四：機(jī)器人通過(guò)套箱夾具抓取撐開(kāi)的紙箱進(jìn)行套箱動(dòng)作，自動(dòng)套箱工位輸送帶將自助提款機(jī)運(yùn)至套箱蓋工位輸送帶，由操作人員根據(jù)控制信號(hào)完成相應(yīng)型號(hào)的套箱蓋動(dòng)作；

步驟五：上述操作完成后由套箱蓋工位輸送帶將自助提款機(jī)輸送至打帶機(jī)，打帶機(jī)根據(jù)自助提款機(jī)信號(hào)調(diào)取相應(yīng)尺寸規(guī)格的打帶程序完成打帶動(dòng)作；

步驟六：最后由旋轉(zhuǎn)平臺(tái)將包裝完成自助提款機(jī)送至下料工位輸送帶，完成全部的包裝工序。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的自助提款機(jī)自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的平面圖。

圖2為本發(fā)明的自助提款機(jī)自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的立體圖。

圖3為本發(fā)明的套箱夾具示意圖。

圖4為本發(fā)明的自動(dòng)理料裝置示意圖。

圖5為本發(fā)明的自動(dòng)對(duì)中糾偏機(jī)示意圖。

(注意：附圖中的所示結(jié)構(gòu)只是為了說(shuō)明發(fā)明特征的示意，并非是要依據(jù)附圖所示結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，根據(jù)發(fā)明所述的自助提款機(jī)自動(dòng)包裝生產(chǎn)線，主要分為傳送帶區(qū)域和機(jī)器人區(qū)域兩個(gè)區(qū)域，包括機(jī)械系統(tǒng)、控制檢測(cè)系統(tǒng)和機(jī)器人系統(tǒng)。

其中，機(jī)械系統(tǒng)包括各工位輸送帶部分、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、對(duì)中糾偏機(jī)構(gòu)、套膜機(jī)構(gòu)等諸如此類的操作機(jī)構(gòu)，用于完成自助提款機(jī)的運(yùn)輸和打包操作；控制檢測(cè)系統(tǒng)包括伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、用于信號(hào)輸入的光電開(kāi)關(guān)、位置反饋的光柵尺、PLC模塊，以及與輸送線、打帶機(jī)構(gòu)及機(jī)器人系統(tǒng)信號(hào)相互傳輸?shù)奈⒖刂破鳌⒁约暗轿粰z測(cè)光電開(kāi)關(guān)等，用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸以及自助提款機(jī)和包裝紙箱的檢驗(yàn)；機(jī)器人系統(tǒng)包括操作機(jī)器人以及由機(jī)器人控制的套箱裝置，用于實(shí)現(xiàn)套箱功能，尤其是可實(shí)現(xiàn)多種尺寸規(guī)格自助提款機(jī)的包裝操作。

其中，傳送帶區(qū)域包括：上料工位輸送帶1、自助提款機(jī)2、套膜工位輸送帶3、薄膜泡沫盛放裝置4、自動(dòng)套箱工位輸送帶5、自動(dòng)對(duì)中糾偏機(jī)構(gòu)6、箱蓋盛放裝置8、套箱蓋工位輸送帶9、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)10、打帶機(jī)11、下料工位輸送帶12、手動(dòng)啟停開(kāi)關(guān)13。

按照包裝步驟上述單元的設(shè)置順序依次為：上料工位輸送帶1、自助提款機(jī)2、套膜工位輸送帶3、薄膜泡沫盛放裝置4、自動(dòng)套箱工位輸送帶5、自動(dòng)對(duì)中糾偏機(jī)構(gòu)6、箱蓋盛放裝置8、套箱蓋工位輸送帶9、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)10、打帶機(jī)11和下料工位輸送帶12。同時(shí)，在整條包裝生產(chǎn)線上各個(gè)工位處都設(shè)有手動(dòng)啟停開(kāi)關(guān)13，保證在工作中出現(xiàn)故障時(shí)，可以由人工根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行安全急停操作。

機(jī)器人區(qū)域包括：套箱夾具7、機(jī)器人安全護(hù)欄14、自動(dòng)理料裝置15、機(jī)器人底座16、六自由度機(jī)器人17和包裝紙箱18。其中，六自由度機(jī)器人17位于機(jī)器人安全護(hù)欄14中央位置的機(jī)器人底座16上，機(jī)器人17兩邊放置兩組自動(dòng)理料裝置15和包裝紙箱18，套箱夾具7則設(shè)置在機(jī)器人17的操作臂上并由此被操作。

機(jī)器人區(qū)域位于傳送帶區(qū)域一旁，機(jī)器人區(qū)域中的六自由度機(jī)器人17對(duì)自動(dòng)套箱工位輸送帶5上的自助提款機(jī)2進(jìn)行自動(dòng)包裝操作。

如圖2所示，上料工位輸送帶1為整個(gè)傳送帶區(qū)域的起始位置，自助提款機(jī)2由AGV(自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車(chē))小車(chē)上料至上料機(jī)構(gòu)板式輸送帶1上，控制系統(tǒng)將上料自助提款機(jī)2的型號(hào)、尺寸規(guī)格信號(hào)發(fā)送至整條包裝生產(chǎn)線的各個(gè)工位。作為優(yōu)選的，所述上料工位輸送帶1采用板式結(jié)構(gòu)。

其中，控制檢測(cè)系統(tǒng)主要包括伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、用于信號(hào)輸入的光電開(kāi)關(guān)、位置反饋的光柵尺、PLC模塊(Praogrammable Logic Controller,可編程邏輯控制器)，以及與輸送線、打帶機(jī)構(gòu)及機(jī)器人系統(tǒng)信號(hào)相互傳輸?shù)奈⒖刂破鳎糜诳刂茩C(jī)械系統(tǒng)與整條自助提款機(jī)包裝生產(chǎn)線的套箱及打帶同步工作，其中位置反饋的光柵尺及到位檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)會(huì)檢測(cè)到自助提款機(jī)2和包裝紙箱18的位置，將信號(hào)反饋于PLC，PLC會(huì)根據(jù)運(yùn)算程序識(shí)別不同尺寸規(guī)格的自助提款機(jī)2及與之相配合的包裝紙箱18。

自助提款機(jī)2上料至上料工位輸送帶1上以后，由上料工位輸送帶1將自助提款機(jī)2輸送至套膜工位輸送帶3，操作人員根據(jù)控制信號(hào)在泡沫薄膜盛放裝置4中選取相對(duì)應(yīng)的薄膜和泡狀進(jìn)行包裝，套膜工位輸送帶3將包有薄膜和泡沫的自助提款機(jī)2輸送至自動(dòng)套箱工位輸送帶5，由自動(dòng)對(duì)中糾偏機(jī)構(gòu)6實(shí)現(xiàn)自助提款機(jī)2的糾偏和定位功能。

如圖5所示，自動(dòng)對(duì)中糾偏機(jī)構(gòu)6包括伺服電機(jī)及減速器6-3，采用T型絲杠座6-2，配有高精度雙旋向絲杠6-1完成位置糾偏和定位，利用光柵傳感器進(jìn)行位置反饋。自助提款機(jī)2停在指定位置等待六自由度機(jī)器人17配合套箱夾具7進(jìn)行套箱動(dòng)作。

由于根據(jù)發(fā)明所述的自助提款機(jī)自動(dòng)包裝生產(chǎn)線可以針對(duì)多種尺寸規(guī)格的自助提款機(jī)2進(jìn)行包裝，因此相應(yīng)的包裝紙箱可以是高硬度、高平整度的新紙箱，也可以是低硬度、低平整度的二手紙箱。

在本發(fā)明中，針對(duì)自助提款機(jī)的包裝間隙非常小，在套箱工位為實(shí)現(xiàn)套箱精度，采用專門(mén)的自動(dòng)理料裝置15和套箱夾具7。

如圖4所示，自動(dòng)理料裝置15接收自助提款機(jī)2的型號(hào)的控制信號(hào)自動(dòng)對(duì)包裝紙箱18進(jìn)行位置固定。自動(dòng)理料裝置15主要包括：底架15-1、載料底板15-2、可動(dòng)理料圍欄A 15-3、可動(dòng)理料圍欄B 15-4、中央位置15-5、調(diào)平地腳15-6、伺服電機(jī)15-7、雙向絲杠與導(dǎo)軌15-8、到位檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)15-9、PLC模塊(Praogrammable Logic Controller,可編程邏輯控制器)。

自動(dòng)理料裝置15的工作過(guò)程為：每次包裝紙箱18上料后，微控制器都會(huì)通過(guò)TCP(Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議)將包裝紙箱型號(hào)、尺寸規(guī)格發(fā)送給每個(gè)工位及控制機(jī)構(gòu)，這樣自動(dòng)理料裝置15的伺服電機(jī)15-7就會(huì)根據(jù)PLC的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，帶動(dòng)雙旋向絲杠導(dǎo)軌15-8運(yùn)動(dòng)，使與導(dǎo)軌相連接的可動(dòng)理料圍欄A15-3、可動(dòng)理料圍欄B 15-4進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)包裝紙箱15-5位置固定，同時(shí)可動(dòng)理料圍欄A 15-3、可動(dòng)理料圍欄B 15-4運(yùn)動(dòng)到指定位置后到位檢測(cè)開(kāi)關(guān)15-9會(huì)有信號(hào)反饋于PLC，若沒(méi)有到位檢測(cè)信號(hào)，則繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直至到位。

這樣一來(lái)，通過(guò)自動(dòng)理料裝置15固定紙箱18在中央位置15-5，保證六自由度機(jī)器人17每次抓取紙箱18的位置精度。本發(fā)明可以對(duì)11種規(guī)格紙箱進(jìn)行理料，自動(dòng)理料裝置15可以根據(jù)不同種紙箱可進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，滿足包裝紙箱18與自助提款機(jī)2之間非常小的間隙套箱精度要求。

此外，由于11種規(guī)格的包裝紙箱存在尺寸差別大及種類多等特點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)專門(mén)的套箱夾具7。如圖3所示，套箱夾具7具備紙箱大面積吸取、紙箱雙側(cè)面固定、夾取范圍可調(diào)等功能，包括：伺服電機(jī)7-1、絲杠7-2、導(dǎo)軌滑塊7-3、夾具連接件7-4、夾具框架7-5、真空吸盤(pán)7-6、兩側(cè)限位擺桿7-7、側(cè)面吸盤(pán)7-8、氣缸7-9。

具體的，在夾具框架7-5中央設(shè)置夾具連接件7-4，在夾具框架7-5中央軸線上設(shè)置絲杠7-2，絲杠7-2由伺服電機(jī)7-1驅(qū)動(dòng)。在夾具框架7-5的四個(gè)角，設(shè)置四組每組四個(gè)即4*4布置方式的位于頂部的真空吸盤(pán)7-6。在夾具框架7-5的兩側(cè)設(shè)置兩側(cè)限位擺桿7-7，在兩側(cè)限位擺桿7-7上設(shè)置相向設(shè)置的側(cè)面吸盤(pán)7-8。在兩側(cè)限位擺桿7-7上還設(shè)置有氣缸7-9。

夾取操作時(shí)，4*4布置的真空吸盤(pán)7-6吸取紙箱的一面，兩側(cè)限位擺桿7-7采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)由氣缸7-9驅(qū)動(dòng)，兩側(cè)限位擺桿7-7安裝側(cè)面吸盤(pán)7-8實(shí)現(xiàn)對(duì)紙箱兩個(gè)側(cè)面固定的功能。真空吸盤(pán)7-6安裝在導(dǎo)軌滑塊7-3上，伺服電機(jī)7-1根據(jù)控制信號(hào)確定此次自助提款機(jī)2型號(hào)、尺寸規(guī)格，驅(qū)動(dòng)雙旋螺母沿絲杠7-2實(shí)現(xiàn)紙箱寬度自適應(yīng)調(diào)節(jié)。套箱夾具7與機(jī)械人17連接通過(guò)夾具連接件7-4實(shí)現(xiàn)，夾具連接件7-4固定于夾具框架7-5上。

套箱夾具7的兩側(cè)限位擺桿7-7與包裝紙箱18放置方向一致，通過(guò)真空吸盤(pán)7-6和側(cè)面吸盤(pán)7-8吸取紙箱18后，由于紙箱18機(jī)器人17抬起套箱夾具7向上運(yùn)動(dòng)，紙箱依靠自重?fù)伍_(kāi)為立方體，套箱夾具7的兩側(cè)限位擺桿7-7做垂直于真空吸盤(pán)7-6方向，側(cè)面吸附固定紙箱18，機(jī)器人17抓取撐開(kāi)的紙箱18進(jìn)行套箱動(dòng)作，自動(dòng)套箱工位輸送帶5將自助提款機(jī)2運(yùn)至套箱蓋工位輸送帶9，由操作人員根據(jù)控制信號(hào)完成相應(yīng)型號(hào)的套箱蓋動(dòng)作。

上述操作完成后由套箱蓋工位輸送帶9將自助提款機(jī)2輸送至打帶機(jī)11，打帶機(jī)11根據(jù)自助提款機(jī)2信號(hào)調(diào)取相應(yīng)尺寸規(guī)格的打帶程序完成打帶動(dòng)作。最后由旋轉(zhuǎn)平臺(tái)10將包裝完成自助提款機(jī)2送至下料工位輸送帶12，完成全部的包裝工序。

根據(jù)以上描述可知，根據(jù)發(fā)明所述的自助提款機(jī)自動(dòng)包裝生產(chǎn)線，相對(duì)于現(xiàn)有的包裝生產(chǎn)線具有以下顯著的進(jìn)步和優(yōu)點(diǎn)：

(1)通過(guò)控制系統(tǒng)與包裝生產(chǎn)線的各個(gè)工位相連，產(chǎn)品有順序的經(jīng)過(guò)各個(gè)工位進(jìn)行逐層包裝，并由前一工位發(fā)信號(hào)于后一工位，便于后一工位完成相對(duì)應(yīng)尺寸規(guī)格的包裝動(dòng)作，同時(shí)重要環(huán)節(jié)裝有相機(jī)，由視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)校驗(yàn)，確保包裝紙箱與自助提款機(jī)的型號(hào)、尺寸規(guī)格相匹配。

(2)自動(dòng)套箱機(jī)構(gòu)可以完成尺寸規(guī)格相差較大的新舊紙箱的包裝動(dòng)作，并且可以在包裝紙箱與自助提款機(jī)之間存在非常小間隙的工況下實(shí)現(xiàn)。解決了人工操作難度大和工作效率低等難點(diǎn)。

(3)為保證自動(dòng)包裝的精準(zhǔn)度設(shè)計(jì)了自動(dòng)對(duì)中機(jī)構(gòu)、自動(dòng)理料機(jī)構(gòu)和自動(dòng)套箱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了包裝紙箱18與自助提款機(jī)2之間非常小的間隙套箱精度要求下的自動(dòng)包裝操作。

(4)采用六自由機(jī)器人，跨度大，維護(hù)簡(jiǎn)單，可滿足多種規(guī)格自助提款機(jī)機(jī)的套箱動(dòng)作。

(5)生產(chǎn)線中采用的吸盤(pán)可調(diào)套箱夾具，避免開(kāi)箱機(jī)只能針對(duì)新紙箱的局限性。

(6)可以把尺寸規(guī)格相差較大的產(chǎn)品整合成一條生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)套箱打帶功能，大大減少了人工參與，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看做到了節(jié)省成本并提高了生產(chǎn)效率。

以上所述，僅為發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)以上所述，僅為發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。