一種基于凸輪機構的自動取模方法和機械臂的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及包裝盒加工領域，特別一種能夠自動取模的設備和方法。
【背景技術】
[0002]在包裝盒的工業生產過程中，普遍使用內模具提供支撐作用，以輔助將切割好的紙張、板材等折疊成各種形狀的包裝盒，并且在粘合劑的作用下固定成型。在包裝盒成型后，需要將內模具取出，完成該包裝盒的生產過程。傳統工業采用手動完成內模具和包裝盒的分離，效率低下。近年來，工業界研制了各種自動化生產線以實現這一生產過程。
[0003]—種常用的現有的異形包裝盒成型取模的自動化生產系統使用氣動吸附原理。在該系統的取模部件前端往往帶有真空吸盤，真空吸盤在汽缸的帶動下利用真空和大氣壓間的氣壓差將內模具吸附起來，從而實現內模具和包裝盒的分離。由于該系統需要汽缸作為氣源，具有成本高，結構復雜，性能受汽缸所產生的氣壓的影響不穩定，連接汽缸和真空吸盤的真空吸管容易纏繞，造成氣壓的不穩定而影響生產效率，以及噪音大等缺點。
[0004]另一種在取模的自動化生產系統中常用的技術手段是利用計算機控制的機械臂機構。仿生或結構簡單的機械臂在電子計算機的控制下，實現定位內模具并且抓取的動作，從而實現內模具和已成型的包裝盒的分離過程。這一方法相比與真空吸附要更加精確和穩定，但是存在著成本高，結構復雜并且對不同形狀、材質的包裝及內模具適應性差等缺點。在實際生產過程中難于維護維修、容易造成產品損傷影響美觀等缺點，尚不適于大規模工業生產的需求。
[0005]因此，需要具有簡化工藝、降低成本的，同時能提高系統的穩定性的取模方法和機械。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的問題是提供一種基于凸輪機構的自動取模方法和機械臂，不依賴于真空吸附等復雜機構，提供穩定生產效率、能夠保證取模精確，不影響包裝美觀，并且便于升級和改造。
[0007]本發明的具體技術方案是一種基于凸輪導軌機構的取模機械臂，包括引導部件、定位部件和取模部件，其特征在于，
[0008]所述引導部件包括第一凸輪導軌和第二凸輪導軌，在整個取模過程中，第一凸輪導軌和第二凸輪導軌具有順序設置的下降區域、平滑區域、第一上升區域、第二上升區域和循環區域，在所述的下降區域，第一凸輪導軌和第二凸輪導軌具有平行并對稱的下降導軌面，下降導軌面與水平面具有斜角，在所述的平滑區域，第一凸輪導軌和第二凸輪導軌具有平行并對稱的平滑區域水平導軌面，在所述的第一上升區域，第一凸輪導軌具有第一上升區域水平導軌面，第二凸輪導軌具有第一上升區域上升導軌面，第一上升區域水平導軌面與平滑區域水平導軌面共面，在所述的第二上升區域，第一凸輪導軌具有第二上升區域上升導軌面，第二凸輪導軌具有第二上升區域水平導軌面，所述的循環區域連接下降區域的首端和第二上升區域的末端；
[0009]所述的定位部件包括第一凸輪滾子、第一從動桿、導向柱和推動部件，所述的第一凸輪滾子安裝在第一凸輪導軌上，所述的第一從動桿安裝在第一凸輪滾子的轉軸上，所述的導向柱固定安裝在第一從動桿的下端，導向柱的軸線與水平面垂直并且導向柱外壁具有與水平面垂直的直槽，所述的推動部件的一端安裝在第一從動桿上并用于推動帶有模具的包裝盒在水平的生產線上移動；
[0010]所述的取模部件包括第二凸輪滾子、第二從動桿和倒鉤，所述的第二凸輪滾子安裝在第二凸輪導軌上，所述的第二從動桿安裝在第二凸輪滾子的轉軸上，所述的倒鉤包括鉤體和伸縮部，所述的鉤體位于導向柱直槽內并與第二從動桿固定連接，所述的伸縮部通過扭簧安裝在鉤體上，在施以外力時，所述的伸縮部抵抗扭簧的扭力收入導向柱的直槽內。
[0011]更進一步地，所述的導向柱有兩根。
[0012]更進一步地，所述的推動部件的自由端為叉形件。
[0013]更進一步地，所述的推動部件的一端通過鉸鏈安裝在第一從動桿上并通過扭簧的作用使推動部件維持在平衡位置。
[0014]—種基于凸輪導軌機構的自動取模方法，所述的模具具有與所述的導向柱配合的臺階孔，該臺階孔為通孔并且內壁具有朝下的臺階面，其特征在于，包括以下步驟，
[0015]I)取模機械臂在循環區域內運動，推動部件與帶有模具的包裝盒相遇并推動帶有模具的包裝盒在水平的傳送帶上平穩移動；
[0016]2)當取模機械臂運行至下降區域時，第一凸輪導軌和第二凸輪導軌同時向下傾斜，取模機械臂整體下降，使導向柱插入到模具的臺階孔內并抵住臺階孔下端的包裝盒盒底，倒鉤的伸縮部卡住臺階面；
[0017]3)隨后取模機械臂帶動帶有模具的包裝盒通過平滑區域；
[0018]4)在第一上升區域，第一凸輪導軌上下位置保持不變，第二凸輪導軌上升，從而使與第二從動桿連接的倒鉤沿著導向柱上的直槽上升，帶動模具上升實現模具和包裝盒分離；
[0019]5)在第二上升區域，第二凸輪導軌上下位置保持不變，第一凸輪導軌上升帶動第一從動桿和導向柱脫離包裝盒。
[0020]本發明的有益效果是本發明的取模機械臂基于純機械結構，具有性能穩定、結構簡單、使用壽命長等優點，并且在不同內模具的配合下，對不同材質、形狀的包裝和適應性強，生產線易于升級和維護。由于不需要使用汽缸產生的真空進行吸附，簡化了系統復雜程度，減少噪音，改善工作環境。推動部件端部為叉形件，能夠平穩的推動帶有模具的包裝盒在水平的傳送帶上移動，提高取模精度。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的基于凸輪導軌機構的取模機械臂的立體結構示意圖；
[0022]圖2為本發明的基于凸輪導軌機構的取模機械臂的引導部件立體結構示意圖；
[0023]圖3為與本發明的取模機械臂配合的模具立體結構示意圖；
[0024]圖4為與本發明的取模機械臂配合的模具的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖，對本發明的技術方案作進一步地描述。
[0026]如圖1-2所示，取模機械臂機構包括引導部件:第一凸輪導軌101和第二凸輪導軌102 ;用于定位的定位部件:第一凸輪滾子103、第一從動桿105、一個或多個導向柱107和推動部件110，該一個或多個導向柱107上具有直槽108 ;用于完成取模動作的取模部件:第二凸輪滾子104、第二從動桿106和倒鉤109，該倒鉤109與第二從動桿106連接并可隨其移動，并且在彈簧的作用下能夠收入導向柱107的直槽108內。所述的推動部件110的一端通過鉸鏈安裝在第一從動桿105上并通過扭簧的作用使推動部件110維持在最大上擺位置。
[0027]所述引導部件包括第一凸輪導軌101和第二凸輪導軌102，在整個取模過程中，第一凸輪導軌101和第二凸輪導軌102具有順序設置的下降區域a、平滑區域b、第一上升區域C、第二上升區域d和循環區域e，在所述的下降區域a，第一凸輪導軌101和第二凸輪導軌102具有平行并對稱的下降導軌面，下降導軌面與水平面具有斜角，在所述的平滑區域b，第一凸輪導軌101和第二凸輪導軌102具有平行并對稱的平滑區域水平導軌面，在所述的第一上升區域C，第一凸輪導軌101具有第一上升區域水平導軌面，第二凸輪導軌102具有第一上升區域上升導軌面，第一上升區域水平導軌面與平滑區域水平導軌面共面，在所述的第二上升區域d，第一凸輪導軌101具有第二上升區域上升導軌面，第二凸輪導軌102具有第二上升區域水平導軌面，所述的循環區域e連接下降區域a的首端和第二上升區域d的末端。
[0028]如圖3-4所示，為優選的包裝盒內的模具的剖面圖。在模具的有預置臺階孔21。臺階孔21包括上部細端211和下部粗端212。預置臺階孔的上部細端211的直徑大于導向柱107的直徑，并且小于導向柱107的直徑和倒鉤109伸出的部分的和。在預置臺階孔21的下部粗端212的直徑大于導向柱107的直徑，并且大于導向柱107的直徑和倒鉤109伸縮部的和。生產過程中，包裝盒面彩將以所示內模具為框架折疊，僅頂部打開。當帶有內模具的已三面折疊成型的包裝盒進入取模流程時，導向柱107在取模機構的帶動下插入臺階孔21。由