一种装托玻璃瓶的装箱设备及其装箱方法
阅读说明：本技术 一种装托玻璃瓶的装箱设备及其装箱方法 ([db:专利名称-en]) 是由 王海辉 张琨 丛明利 杨仲晖 许维凯 李联光 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种装托玻璃瓶的装箱设备,包括用于对纸箱进行输送和定位的纸箱输送定位装置、用于对底托进行定位的装托平台和装箱机械手,纸箱输送定位装置上设有至少一个装箱工位,装托平台上设有与装箱工位对应的装托工位；装箱机械手的末端连接有抓瓶夹具,抓瓶夹具用于抓取玻璃瓶、移动玻璃瓶至底托的承载孔内并抓取底托。因此本发明避免了底托与纸箱之间的间隙以及纸箱的制造误差对玻璃瓶装托定位的影响,实现了玻璃瓶与底托承载孔的准确定位安装,无需安排专人进行整理摆正,节省人力资源,降低了包装成本和包装时间,大幅提高了包装效率。另外,本发明还公开了一种用于上述装箱设备的装托玻璃瓶的装箱方法。([db:摘要-en])
技术领域
本发明涉及医药包装技术领域，更具体地说，涉及一种装托玻璃瓶的装箱设备。此外，本发明还涉及一种用于上述装托玻璃瓶的装箱设备的装箱方法。
背景技术
在医药包装行业内，部分高端输液产品或者具有特殊药性的产品，如避光性，仍需要通过玻璃瓶进行包装储存。玻璃瓶的装箱形式包括将玻璃瓶单个装入纸盒内进行装箱和将玻璃瓶一次装入底托与顶托的空腔内装箱两种。
对于后者，现有技术中首先将底托放入纸箱内，再将玻璃瓶放入底托内的承载孔中。
但是由于底托与纸箱之间存在间隙和纸箱自身的制造误差，每次玻璃瓶装托时的底托的位置并不一致，使得玻璃瓶难以精确放入底托的承载孔内，因此需要安排工人进行整理，浪费人力，同时增加了包装时间，降低了包装效率。
综上所述，如何提高装托玻璃瓶的包装效率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种装托玻璃瓶的装箱设备，玻璃瓶装入底托后将底托放入纸箱内，实现了玻璃瓶与底托承载孔的准确定位安装，提高了包装效率。
此外，本发明还提供了一种用于上述装托玻璃瓶的装箱设备的装箱方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种装托玻璃瓶的装箱设备，包括用于对纸箱进行输送和定位的纸箱输送定位装置、用于对底托进行定位的装托平台和装箱机械手，所述纸箱输送定位装置上设有至少一个装箱工位，所述装托平台上设有与所述装箱工位对应的装托工位；
所述装箱机械手的末端连接有抓瓶夹具，所述抓瓶夹具用于抓取玻璃瓶、移动所述玻璃瓶至所述底托的承载孔内并抓取所述底托。
优选的，所述抓瓶夹具包括夹具固定架、用于与所述底托卡接的抓托板、至少一对抓托气缸以及若干个用于抓取所述玻璃瓶的抓瓶头，所述抓瓶头阵列设置于所述夹具固定架上；
一对所述抓托气缸连接于所述夹具固定架的相对的两侧面，且所述抓托气缸的轴线垂直于所述夹具固定架的侧面；
所述抓托板与所述抓托气缸的活塞杆连接，以便所述抓托气缸通过控制所述活塞杆的伸出长度使所述抓托板与所述底托卡接或者脱离。
优选的，所述装托平台包括平台机架、用于安装所述底托的活动平台和用于定位所述装托工位的定位结构，所述定位结构连接于所述活动平台的上表面。
优选的，所述装托工位设于所述装箱工位的正上方，所述抓瓶夹具设置于所述装托平台的上方；
所述活动平台与所述平台机架滑动连接或者转动连接，以便所述抓瓶夹具抓取所述底托后可继续下降至所述装箱工位。
优选的，所述活动平台的数量为两个，且两个所述活动平台关于所述平台机架长度方向上的轴线对称；
所述活动平台和所述平台机架中的一者上设有滑轨，另一者上设有与所述滑轨卡接配合的滑块。
优选的，所述活动平台与所述平台机架之间设置有开合气缸，所述开合气缸的一端与所述活动平台连接，另一端与所述平台机架连接。
优选的，所述定位结构包括用于定位所述装托工位的长边的长边推板、用于定位所述装托工位的短边的短边推板、长边定位气缸和短边定位气缸，所述长边定位气缸和所述短边定位气缸均安装于所述活动平台上，所述长边推板与所述长边定位气缸的活塞杆连接，所述短边推板与所述短边定位气缸的活塞杆连接。
优选的，所述纸箱输送定位装置包括输送机架、安装于所述输送机架上的输送滚筒、用于定位所述装箱工位的阻挡板、驱动所述阻挡板的阻挡气缸以及阻挡气缸固定板，所述阻挡气缸固定板安装于所述输送机架上，所述阻挡气缸安装于所述阻挡气缸固定板上，所述阻挡气缸的活塞杆与所述阻挡板连接。
优选的，所述纸箱输送定位装置还包括用于防止所述纸箱偏离所述装箱工位的护栏以及护栏支架，所述护栏支架连接于所述输送机架，所述护栏安装于所述护栏支架。
一种装托玻璃瓶的装箱方法，适用于上述任一项所述的装托玻璃瓶的装箱设备，包括：
控制抓瓶夹具抓取玻璃瓶；
控制所述抓瓶夹具移动至装托工位，并将所述玻璃瓶装入底托上的承载孔内；
控制所述抓瓶夹具卡接所述底托；
控制所述抓瓶夹具移动至所述装箱工位，并将所述底托装入纸箱内；
控制所述抓瓶夹具放开所述玻璃瓶与所述底托。
本发明提供的装托玻璃瓶的装箱设备，包括用于对纸箱进行输送和定位的纸箱输送定位装置、用于对底托进行定位的装托平台和装箱机械手，纸箱输送定位装置上设有至少一个装箱工位，装托平台上设有与装箱工位对应的装托工位；装箱机械手的末端连接有抓瓶夹具，抓瓶夹具用于抓取玻璃瓶、移动玻璃瓶至底托的承载孔内并抓取底托。
在使用时，装箱机械手控制抓瓶夹具抓取玻璃瓶；装箱机械手控制抓瓶夹具移动至装托工位，并将玻璃瓶装入底托上的承载孔内，然后控制抓瓶夹具卡接底托；最后装箱机械手控制抓瓶夹具移动至装箱工位，并将底托装入纸箱内。
因此，本发明采用了将玻璃瓶装入底托内后将底托放入纸箱内的装箱顺序，相比于现有技术，规避了底托与纸箱之间的间隙以及纸箱的制造误差对玻璃瓶装托定位的影响，实现了玻璃瓶与底托承载孔的准确定位安装，无需安排专人进行整理摆正，节省人力资源，降低了包装成本和包装时间，大幅提高了包装效率。
此外，本发明还提供了一种用于上述装托玻璃瓶的装箱设备的装箱方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的装托玻璃瓶的装箱设备的具体实施例的主视示意图；
图2为图1中的装托玻璃瓶的装箱设备的左视示意图；
图3为图1中的抓瓶夹具的结构示意图；
图4为图1中的装托平台的主视示意图；
图5为图3中的装托平台的俯视示意图；
图6为图1中的纸箱输送定位装置的主视示意图；
图7为图5中的纸箱输送定位装置的左视示意图；
图8为本发明所提供的装托玻璃瓶的装箱方法的流程示意图；
图9为图8中装箱方法中玻璃瓶与底托装配后的结构示意图。
图1-图9中：
1为抓瓶夹具、11为夹具固定架、12为抓瓶头、13为抓托气缸、14为抓托板、2为装托平台、21为平台机架、22为滑轨、23为滑块、24为开合气缸、25为活动平台、26为长边定位气缸、27为长边推板、28为短边定位气缸、29为短边推板、210为定位块、3为纸箱输送定位装置、31为输送机架、32为输送滚筒、33为护栏支架、34为护栏、35为阻挡气缸固定板、36为阻挡气缸、37为阻挡板、4为玻璃瓶、5为底托、6为纸箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种装托玻璃瓶的装箱设备，玻璃瓶装入底托后将底托放入纸箱内，实现了玻璃瓶与底托承载孔的准确定位安装，提高了包装效率。
本发明还提供了一种用于上述装托玻璃瓶的装箱设备的装箱方法。
请参考图1-图9，图1为本发明所提供的装托玻璃瓶的装箱设备的具体实施例的主视示意图；图2为图1中的装托玻璃瓶的装箱设备的左视示意图；图3为图1中的抓瓶夹具的结构示意图；图4为图1中的装托平台的主视示意图；图5为图3中的装托平台的俯视示意图；图6为图1中的纸箱输送定位装置的主视示意图；图7为图5中的纸箱输送定位装置的左视示意图；图8为本发明所提供的装托玻璃瓶的装箱方法的流程示意图；图9为图8中装箱方法中玻璃瓶与底托装配后的结构示意图。
本发明提供的装托玻璃瓶的装箱设备，包括用于对纸箱6进行输送和定位的纸箱输送定位装置3、用于对底托5进行定位的装托平台2和装箱机械手，纸箱输送定位装置3上设有至少一个装箱工位，装托平台2上设有与装箱工位对应的装托工位；装箱机械手的末端连接有抓瓶夹具1，抓瓶夹具1用于抓取玻璃瓶4、移动玻璃瓶4至底托5的承载孔内并抓取底托5。
装箱机械手与抓瓶夹具1连接，用于调节抓瓶夹具1的空间位置，装箱机械手的具体结构请参考现有技术，在此不再赘述。
优选的，装箱机械手与抓瓶夹具1之间可以为可拆卸连接，以方便装箱机械手与抓瓶夹具1的单独维修和更换。
需要进行说明的是，装托工位与装箱工位相对应，可以是装托工位与装箱工位一一对应，也可以是装托工位与装箱工位一对多，当然还可以是装托工位与装箱工位多对一，只要装箱机械臂可通过固定的运行路径带动抓瓶夹具1由装托工位进入装箱工位即可。
优选的，为了提高包装效率，可以设有至少两个装箱工位，装托工位、抓瓶夹具1均与装箱工位一一对应，因此多个抓瓶夹具1可同时对玻璃瓶4进行装箱包装过程，极大地提高了包装效率。
在使用时，装箱机械手控制抓瓶夹具1抓取玻璃瓶4；装箱机械手控制抓瓶夹具1移动至装托工位，并将玻璃瓶4装入底托5上的承载孔内，然后控制抓瓶夹具1卡接底托5；最后装箱机械手控制抓瓶夹具1移动至装箱工位，并将底托5装入纸箱6内。
需要进行说明的是，底托5多为泡沫等弹性材料或吸震材料制成，以便具有良好的缓冲吸震功能；底托5上设有若干个阵列排列的承载孔，承载孔用于定位、分隔放置于底托5上的玻璃瓶4，并可对玻璃瓶4起到一定的承载作用。请参考图9，承载孔多为盲孔，承载孔的样式以及承载孔在底托5上的分布方式等请参考现有技术，在此不再赘述。
在本实施例中，采用将玻璃瓶4装入底托5后将底托5放入纸箱6内的装箱顺序，相比于现有技术，规避了底托5与纸箱6之间的间隙以及纸箱6的制造误差对玻璃瓶4装托定位的影响，实现了玻璃瓶4与底托5承载孔的准确定位安装，无需安排专人进行整理摆正，节省人力资源，降低了包装成本和包装时间，大幅提高了包装效率。
在上述实施例的基础上，对抓瓶夹具1的结构进行限定，抓瓶夹具1可以包括夹具固定架11、用于与底托5卡接的抓托板14、至少一对抓托气缸13以及若干个用于抓取玻璃瓶4的抓瓶头12，抓瓶头12阵列设置于夹具固定架11上；一对抓托气缸13连接于夹具固定架11的相对的两侧面，且抓托气缸13的轴线垂直于夹具固定架11的侧面；抓托板14与抓托气缸13的活塞杆连接，以便抓托气缸13通过控制活塞杆的伸出长度使抓托板14与底托5卡接或者脱离。
抓瓶头12在夹具固定架11上阵列排列，其具体排列方式根据玻璃瓶4的外径、纸箱6的尺寸以及相邻两玻璃瓶4之间的间距等进行确定。
抓瓶头12与夹具固定架11之间可以为不可拆卸连接，比如焊接，连接强度高且便于加工。
当然，抓瓶头12与夹具固定架11之间也可以为可拆卸连接，以便对损坏的抓瓶头12进行单独维修更换，避免了对抓瓶夹具1进行整体更换，降低了维护费用。
优选的，为了方便抓瓶头12的维修，请参考图3，夹具固定架11可以包括机械手固定座、两个与机械手固定座垂直连接的侧安装板以及与机械手固定座平行的抓瓶头安装板，抓瓶头安装板与两个侧安装板均为可拆卸连接，一方面便于对抓瓶头12进行单个检修和更换，另一方面可以通过更换不同的抓瓶头安装板适应多种不同规格的纸箱6的装箱需要。
抓托气缸13可以设置为一对，也可以设置为两对，具体需要根据实际生产情况中底托5所需的卡接力的大小进行确定。
优选的，当纸箱6的尺寸过大时，应当设置两对抓托气缸13，以防止抓取完成后的运动过程中底托5掉落。
在需要抓取底托5时，首先装箱机械手控制抓瓶夹具1移动至装托工位的上方；然后装箱机械手带动抓瓶夹具1下降直至玻璃瓶4被安装进入底托5的承载孔内；最后抓托气缸13的活塞杆回缩，带动抓托板14相互靠近实现对底托5的卡接。
在需要投放底托5时，首先装箱机械手控制抓瓶夹具1由装托工位上方移动至装箱工位下方；然后装箱机械手带动抓瓶夹具1下降直至玻璃瓶4的瓶底与纸箱6的箱底接触；最后抓托气缸13的活塞杆伸长，带动抓托板14相互远离，使得抓托板14与底托5脱离。
在本实施例中，通过控制抓托气缸13的伸出长度调节抓托板14与底托5卡接或者脱离，结构简单、便于制作，同时对纸箱6与底托5之间安装缝隙的要求小，因此底托5装入纸箱6后二者间的缝隙较少，可有效地减少玻璃瓶4的晃动，包装效果好。
当然，也可以将抓托气缸13更换为液压油缸、电动推杆等直线位移控制机构。
在上述实施例的基础上，对装托平台2的结构进行限制，装托平台2可以包括平台机架21、用于安装底托5的活动平台25和用于定位装托工位的定位结构，定位结构连接于活动平台25的上表面。
在工作时，将底托5放置在活动平台25的上表面上，并通过定位机构对底托5进行定位，实现对装托工位的入料。
优选的，将底托5放置于活动平台25的过程，可以通过装箱机械手上的另一末端工具实现，也可以通过其他机械手实现。
定位结构可以是固定在活动平台25上的固定件，比如定位板、定位凸台等，也可以是活动结构，以便根据纸箱6的规格调整装托工位的大小。
在上述实施例的基础上，为了扩大装箱设备的适用范围，定位结构可以包括用于定位装托工位的长边的长边推板27、用于定位装托工位的短边的短边推板29、长边定位气缸26和短边定位气缸28，长边定位气缸26和短边定位气缸28均安装于活动平台25上，长边推板27与长边定位气缸26的活塞杆连接，短边推板29与短边定位气缸28的活塞杆连接。
因此，可以通过控制长边定位气缸26的伸出长度、调节长边推板27在活动平台25上的位置，并通过控制短边定位气缸28的伸出长度、调节短边推板29在活动平台25上的位置，从而实现对装托工位位置的定位。
同时，长边推板27和短边推板29的设置也增强了定位结构的适用范围，使其可以适用于不同规格的纸箱6。
优选的，请参考图5，当装托工位至少为两个时，在两个相邻装托工位之间，活动平台25上可以设有用来划分两个相邻装托工位的定位块210。
在上述实施例的基础上，为了优化装箱机械手的行进路径、减少移动所需的时间，装托工位可以设置于装箱工位的正上方，并将抓瓶夹具1设置于装托平台2的上方；活动平台25与平台机架21滑动连接或者转动连接，以便抓瓶夹具1抓取底托5后可继续下降至装箱工位。
当活动平台25与平台机架21为滑动连接时，在抓瓶夹具1抓取底托5后，控制活动平台25与平台机架21相对滑动，以露出活动平台25下方的装箱工位，方便装箱机械手继续下降。
当活动平台25与平台机架21为转动连接时，在抓瓶夹具1抓取底托5后，控制活动平台25与平台机架21相对转动，以露出活动平台25下方的装箱工位，方便装箱机械手继续下降。
优选的，可以在活动平台25上设有压力传感器或者质量传感器，并将其与控制活动平台25位置的控制装置连接，以实现滑动连接或者转动连接的自动化。
在本实施例中，由于装托工位设置于装箱工位的正上方，装箱机械手在移动过程中只需进行竖直方向上的移动，而无需在水平面内对装箱工位的位置进行对位，一方面简化了行进路径、提高了包装效率，另一方面也简化了对位结构，使得装箱设备的结构相对简单、降低了生产成本。
优选的，活动平台25的数量可以为两个，且两个活动平台25关于平台机架21长度方向上的轴线对称；活动平台25和平台机架21中的一者上设有滑轨22，另一者上设有与滑轨22卡接配合的滑块23。
滑轨22设置的位置，可以仅位于平台机架21长度方向的两端，当然，请参考图4和图5，也可以在平台机架21长度方向上的其他位置设置有滑轨22。
优选的，活动平台25与平台机架21之间可以设置有开合气缸24，开合气缸24的一端与活动平台25连接，另一端与平台机架21连接，以带动两个活动平台25相互靠近或者相互远离，实现了活动平台25位置调节的自动化。
优选的，开合气缸24可以连接于平台机架21长度方向上的中点上，且开合气缸24的轴线方向与平台机架21的长度方向垂直。
当然，开合气缸24也可以替换为电动推杆、液压油缸等具有相似功能的结构。
在上述实施例的基础上，对纸箱输送定位装置3的结构进行限定，纸箱输送定位装置3可以包括输送机架31、安装于输送机架31上的输送滚筒32、用于定位装箱工位的阻挡板37、驱动阻挡板37的阻挡气缸36以及阻挡气缸固定板35，阻挡气缸固定板35安装于输送机架31上，阻挡气缸36安装于阻挡气缸固定板35上，阻挡气缸36的活塞杆与阻挡板37连接。
输送滚筒32通过与纸箱6之间的摩擦力带动纸箱6向前运动，输送滚筒32的规格和结构等请参考现有技术，在此不再赘述。
优选的，阻挡板37可以为矩形板，且阻挡板37与输送滚筒32所在的平面垂直，以便实现对纸箱6的精确定位，防止纸箱6前倾。
在工作时，纸箱6通过输送滚筒32传递至装箱工位，阻挡气缸36的活塞杆伸长带动阻挡板37被向上推出，从而限制了纸箱6继续运动，实现了对装箱工位的定位。
当设置有多个装箱工位时，以纸箱输送定位装置3运动方向一端计的第二个装箱工位靠近第一个装箱的长边的位置为基准，距离基准一个纸箱6长度位置处可以设置有接近开关，在第一个纸箱6靠近接近开关后，接近开关控制多个阻挡气缸36将阻挡板37推出。
优选的，为了防止纸箱6偏离装箱工位，纸箱输送定位装置3还可以包括有护栏34以及护栏支架33，护栏支架33连接于输送机架31上，护栏34安装于护栏支架33上。
护栏34的具体高度根据实际生产中纸箱6的高度进行确定，护栏34的样式和材质等请参考现有技术，在此不再赘述。
优选的，考虑到不同纸箱6的宽度不同，护栏支架33可以与输送机架31滑动连接，以便根据不同的纸箱6的宽度调节两个护栏支架33之间的距离。
除了上述装托玻璃瓶的装箱设备，本发明还提供一种用于上述实施例公开的装箱设备的装箱方法，包括：
步骤S1，控制抓瓶夹具1抓取玻璃瓶4；
步骤S2，控制抓瓶夹具1移动至装托工位，并将玻璃瓶4装入底托5上的承载孔内；
步骤S3，控制抓瓶夹具1卡接底托5；
步骤S4，控制抓瓶夹具1移动至装箱工位，并将底托5装入纸箱6内；
步骤S5，控制抓瓶夹具1放开玻璃瓶4与底托5。
需要对步骤S1、步骤S2、以及步骤S4进行说明的是，优选的，通过装箱机械手控制抓瓶夹具1的行进路径，定位速度快、控制精度高。
需要对步骤S2和步骤S4进行说明的是，为了优化运行路径、提高包装效率，优选的，可以将装箱工位设置于装托工位的正下方。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的装托玻璃瓶的装箱设备及其装箱方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。