一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置与方法与流程

1.本发明涉及烟草包装机械技术领域，具体为一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置与方法。


背景技术：

2.侧开式烟盒是一种提前预成型烟盒，其上盖为侧面开启，属于非标异型烟盒类的范畴，由于烟盒的打开方法和装烟入盒形式的局限，目前行业内尚无成熟的设备可以进行自动的机械化生产。烟草企业在进行侧开式烟盒内烟支包装时，需由人工首先将烟盒盖打开，再掀开装饰用内衬纸，然后将其他卷烟包装设备提前预包装好的20支香烟拆掉外包装，最后将其中排列好的20支烟抽出轻轻放入异形烟盒中。
3.该手工生产的模式主要存在以下方面的问题：
4.第一，由于侧开式烟盒结构及其下部底衬纸的限制，人工装烟的过程中必须按照一定的角度分步放入烟支才能保证烟支的外观质量，因此效率低下。各企业均招募大量工人集中生产，而工人工资及管理费用对卷烟企业而言也是一笔庞大的重复性支出。
5.第二，装入异型烟盒的20支香烟必须由其他卷烟包装设备提前按照所需的排列格式大批量生产出来，占用了其他正常的生产资源，造成正常在用设备利用率的下降和生产资源的浪费；
6.第三，预包装好的烟支小包必须经过人工整理，才能进行贮存和转运，而且在进行侧开式小盒包装前还要人工拆除原包裹好烟包的内外包装材料，取出烟支，造成了人力资源和原辅材料的直接浪费。
7.第四，在产品质量控制方面，由于人工个体在责任心以及熟练程度方面存在的差异，以及每天长时间连续、重复的机械性的装烟动作，容易导致人的精神恍惚以及机体疲劳等现象的产生，因此对产品的在线质量控制方面也是一个潜在的不利因素。基于以上问题，我们提供一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置与方法。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供了一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置与方法,实现侧开式烟盒的烟支的柔性自动装盒。侧开式烟盒由于其内部工艺结构的限制，导致烟支不能一次性直接填充入盒，关键点在于在烟盒内腔底部有半封式的底衬纸遮挡而不是敞开式设计，因此烟支既不能上下垂直放入，也不能水平放入，必须由人工将烟支倾斜一定的角度，轻轻斜插入盒。本发明主要由烟盒自动输送及打开机构，烟支束供应及成型机构和烟支自动柔性装烟装置三大部件构成。
9.本发明可以通过以下技术方案实现：一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置，包括安装基座，所述安装基座上设置有多条间歇输送带，所述安装基座上沿间歇输送带运输方向依次设置有用于对烟盒进行前处理的烟盒开盖机构和衬纸打开机构，及用于实现柔性装烟的随动倾角烟束输送机构和用于推烟与整烟的柔性推烟入盒机构。
10.本发明的进一步技术改进在于：烟盒开盖机构包括往复运动的摇摆连杆和做圆弧运动的吸盘转杆，所述摇摆连杆的上方转动设置多个旋转套，每个所述旋转套与摇摆连杆之间通过连接杆进行连接，连接杆的一端与旋转套固定连接，另一端与摇摆连杆转动连接，所述吸盘转杆的端部设置有真空吸盘。
11.本发明的进一步技术改进在于：衬纸打开机构的结构组件与烟盒开盖机构完全相同，包括将盒内衬纸以衬纸与烟盒的粘结线为圆心匀速打开的衬纸吸盘和推动盒内衬纸运动的衬纸拨叉。
12.本发明的进一步技术改进在于：随动倾角烟束输送机构包括可旋转角度的精密丝杠组件，所述精密丝杠组件的滑块上固定连接有伸缩输送杆，所述伸缩输送杆的端部固定连接有随动式模盒。
13.本发明的进一步技术改进在于：随动式模盒包括模盒本体，在模盒本体的出烟口处对称设置底衬纸导向板，所述模盒本体后端侧面固定有模盒固定座。
14.本发明的进一步技术改进在于：柔性推烟入盒机构包括柔性装烟组合装置，所述柔性装烟组合装置内设置有用于推烟入盒的出烟挡板以及对烟支进行限位的烟支限位板，出烟挡板与烟支限位板同步同向运动，柔性推烟入盒机构内还设置有用于整理烟支束的水平压块，且水平压块与出烟挡板同步反向运动。
15.本发明的进一步技术改进在于：柔性推烟入盒机构还包括对称设置的两组精密丝杠，所述柔性装烟组合装置的两端架设安装在两组精密丝杠的滑块顶部位置，每组所述精密丝杠的端部均设置有柔性机械手电机二为其提供动力。
16.本发明的进一步技术改进在于：柔性装烟组合装置侧面安装有柔性机械手电机一，其输出端固定连接有传动轴，所述传动轴外侧固定有多个传动齿轮，每个传动齿轮两侧分别啮合连接有两个传动齿条，出烟挡板和烟支限位板与其中一个传动齿条固定连接，水平压块与另一个传动齿条固定连接。
17.一种侧开烟盒自动柔性装烟装置的装烟方法，该方法包括如下步骤：
18.步骤一、烟盒开盖：由烟盒开盖机构(3)上做圆弧轨迹运动的真空吸盘吸附住烟盒上盖，翻转90
°
打开烟盒上盖，同时在真空吸盘解除吸附前扶持住烟盒上盖并保持打开状态；
19.步骤二、衬纸打开：与步骤一中烟盒开盖的方式完全相同；
20.步骤三、随动倾斜送烟：当烟盒随间隙输送带到达装烟位置时，随动倾角烟束输送机构转动角度并将其上的随动式模盒向前倾斜直线输送，使烟支束端部顺利进入烟盒内；
21.步骤四、柔性装烟入盒：柔性推烟入盒机构中的推烟挡板在随动式模盒的回程过程中将烟支束推入烟盒，且有烟支限位板进行限位，随后推烟挡板与烟支限位板抬升，水平压块对烟盒的烟支束进行平整，完成装烟。
22.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
23.1.本发明重点是实现侧开式烟盒柔性装烟自动化生产以替代人工包装。设计包装能力140-160包/分钟，(人工手工包装平均6-7包/分钟)是人工包装速度的20倍，亦即单位时间内一台设备可以完成20位工人的工作量。
24.2.保证了产品质量的一致性，避免了人工因素偶尔导致的产品瑕疵。
25.3.取消了原工艺预包装的工序，避免了其他在线设备利用率以及原辅材料的浪
费。
26.4.为企业节约了相当可观的手工装烟人员工资及管理费用，更利于生产企业的现场管理。
附图说明
27.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
28.图1为本发明的整体立体结构示意图；
29.图2为本发明的烟盒开盖机构结构连接示意图；
30.图3为本发明的吸盘转杆传动结构示意图；
31.图4为本发明图2中a处的局部放大图；
32.图5为本发明的衬纸打开机构结构连接示意图；
33.图6为本发明图1中b处的局部放大图；
34.图7为本发明的随动倾角烟束输送机构结构连接示意图
35.图8为本发明随动式模盒的结构示意图；
36.图9为本发明的出烟挡板、烟支限位板和水平压块传动结构示意图。
37.图中：1、第一安装板；2、间歇输送带；3、烟盒开盖机构；4、衬纸打开机构；5、柔性推烟入盒机构；6、随动倾角烟束输送机构；301、第一安装板；302、导杆伺服电机；303、开盒伺服电机；304、导杆摇臂；305、摇摆连杆；306、旋转套；307、连接杆；308、盒盖导杆；309、弧槽；310、吸盘转杆；311、固定架；312、盒盖固定导轨；313、开盒齿轮；314、开盒齿条；315、开盒弧齿；41、连动轴；501、柔性装烟组合装置；502、柔性机械手电机一；503、柔性机械手电机二；5011、传动齿轮；5012、传动齿条；5013、出烟挡板；5014、烟支限位板；5015、水平压块；601、竖直安装板；602、倾角传动轴；603、精密丝杠组件；604、伺服传动系统；605、伸缩输送杆；7、随动式模盒；701、模盒本体；702、底衬纸导向板；703、出烟挡板槽；704、模盒固定座。
具体实施方式
38.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
39.请参阅图1所示，一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置，包括安装基座、间歇输送带2、烟盒开盖机构3、衬纸打开机构4、随动倾角烟束输送机构6和柔性推烟入盒机构5，其中，间歇输送带2安装在安装基座上，且间歇输送带2安装有多个，在本实施例中，设置为三通道模式，即均匀布设了三条间歇输送带2；
40.沿着间歇输送带2的传输方向，在安装基座上以此设置有烟盒开盖机构3、衬纸打开机构4、随动倾角烟束输送机构6和柔性推烟入盒机构5；
41.具体地，如图2-图4所示，烟盒开盖机构3包括第一安装板3011，第一安装板3011的顶部安装有开盒伺服电机303和导杆伺服电机302，第一安装板3011的一侧安装有三组用于烟盒开盖的组件，分别设置在三条间歇输送带2的正上方转动设置有旋转套306；
42.第一安装板3011的底部均匀开设有半圆形让位空，且分别位于在三条间歇输送带2的正上方，每个半圆形让位孔正上方转动设置有旋转套306，三个旋转套306下方共同设置有一个摇摆连杆305，摇摆连杆305与旋转套306之间设置连接杆307，连接杆307的一端与旋
转套306固定连接，连接杆307的另一端与摇摆连杆305转动连接，摇摆连杆305的一端设置有导杆摇臂304，导杆摇臂304的一端与导杆伺服电机302的输出端固定连接，导杆摇臂304的另一端与摇摆连杆305转动连接，旋转套306的外周固定设置有盒盖导杆308；
43.半圆形让位孔的正上方开设有弧槽309，弧槽309内滑动设置有开盒弧齿315，开盒伺服电机303的输出端通过齿轮齿条机构驱动开盒弧齿315在弧槽309内运动，齿轮齿条机构包括啮合传动配合的开盒齿轮313和开盒齿条314，开盒弧齿315的一侧固定设置有吸盘转杆310，吸盘转杆310的一端安装有真空吸盘；此外，在间歇输送带2延伸方向的上方还设置有与第一安装板3011固定连接的固定架311，固定架311下方一定高度处安装有盒盖固定导轨312；
44.烟盒开盖机构3在运转时，首先开盒伺服电机303驱动的开盒齿轮313、开盒齿条314及开盒弧齿315往复动作，带动三组做圆弧轨迹运动的真空吸盘，吸盘内置隐藏式负压腔，负压腔负责吸盘工作时的负压通断供应，水平位置吸附住烟盒上盖，翻转90
°
打开盒盖时负压关闭释放；
45.同时，由导杆伺服电机302驱动的机械凸轮带动导杆摇臂304运动，从而旋转套306转动，进而与旋转套306固定连接的盒盖导杆308随之运动，其主要作用是在真空吸盘打开烟盒上盖后释放前扶持住盒盖保持打开状态，此时间歇输送带2上的烟盒处于停顿静止状态。当烟盒沿间歇输送带2继续前行时，由盒盖导杆308扶持的打开后的烟盒上盖在其导引下进入安装在固定架311上的盒盖固定导轨312，并在其后的运动中沿导轨呈盒盖开启状态进入下道工序，至此实现了本实施例中每次三组的盒盖自动打开功能；
46.具体地，如图5所示，衬纸打开机构4的组成结构与盒盖打开机构完全相同，在衬纸打开机构4中，真空吸盘的动力来源于盒盖打开机构的传动，通过两个机构之间的连动轴41实现，一方面无需额外增加伺服传动成本，另一方面是保证了执行机构与盒盖打开工序的同步。衬纸打开机构4的作用是将盖打开后覆盖其内的一层衬纸完全打开，以便于烟支束的进入；
47.当打开盒盖后的烟盒运行至衬纸打开位置时，盒内衬纸为专用的无痕衬纸吸盘立刻吸附住盒内衬纸并以衬纸与烟盒的粘结线为圆心匀速打开，与此同时衬纸拨叉(等同于盒盖导杆308)迅速跟进，扶持已经打开盒内衬纸并导引其进入衬纸固定导轨(等同于盒盖固定导轨312)。至此完成了本发明柔性装烟的第一个步骤即烟盒盖以及盒内衬纸的全部打开并运行至待装烟工序。
48.具体地，如图6-7所示，随动倾角烟束输送机构6包括安装在间歇输送带2一侧的竖直安装板601，竖直安装板601上设置有倾角传动轴602，且倾角传动轴602外侧固定设置有承载板，承载板的顶部固定设置有精密丝杠组件603，精密丝杠组件603通过伺服传动系统604进行驱动，精密丝杠组件603的滑块上固定连接有伸缩输送杆605，伸缩输送杆605的端部固定连接有随动式模盒7；
49.其中，如图8所示，随动式模盒7用于针对侧开式烟盒的内部结构设计，因为散装的烟支束不能以垂直或水平方式直接装入烟盒，因此必须先将二十支香烟组成烟支束预先预制成型；随动式模盒7主要由模盒本体701、底衬纸导向板702和模盒固定座704组成，模盒本体701的顶部一面中部开设有出烟挡板槽703，在模盒本体701的出烟口处对称设置底衬纸导向板702，模盒固定座704设置在模盒本体701后端侧面，模盒本体701通过模盒固定座704
与伸缩输送杆605端部固定连接；
50.在随动倾角烟束输送机构6中，随动式模盒7与输送伸缩杆相连，在回程位置且处于水平状态时，由烟支存储装置输出经过质量检验的烟支束，并将其装载进入随动式模盒7中，此时完成本装置柔性装烟的一个步骤，即烟支束的水平输出；
51.当完成衬纸打开工序后的烟盒运行至对应的装烟位置时，倾角传动轴602在随动伺服电机的驱动下参照与间歇静止位置的烟盒形成的夹角，带动倾角烟支输送装置向下旋转，同时伺服传动系统604带动精密丝杠组件603驱动的伸缩输送杆605及其上的随动式模盒7向前倾斜直线输送，完成本发明柔性装烟的另一个步骤即烟支束的倾角输出；
52.倾斜输送的随动式模盒7直接将烟支束按照计算好的角度送入打开后的烟盒，为了防止烟支输出时与底衬纸发生触碰，这时底衬纸导向板702便发挥了作用，在向前输送时，由于底衬纸导向板702前端设计为向下的斜角，当烟支输出时底衬纸导向板702会随着烟支推送抬起并撑起底衬纸，如此便完成烟支束端部的顺利进入，以便后续完成推烟入盒。
53.具体地，如图1、图6和图9所示，柔性推烟入盒机构5包括柔性装烟组合装置501、柔性机械手电机一502和柔性机械手电机二503，其中柔性机械手电机二503对称设置在包括柔性装烟组合装置501的底部，且两个柔性机械手电机二503的输出端均设置有精密丝杠，柔性装烟组合装置501与精密丝杠的滑块固定连接；
54.柔性机械手电机一502安装在柔性装烟组合装置501的一侧，用于为柔性装烟组合装置501提供动力；柔性装烟组合装置501包括与柔性机械手电机一502输出端固定连接有传动轴，传动轴的外侧设置有三组装烟组件，每组装烟组件中均包括与传动轴固定连接的传动齿轮5011，传动齿轮5011两侧分别啮合传动配合有两个传动齿条5012，其中一个传动齿条5012侧面固定连接有出烟挡板5013，其底部固定连接有烟支限位板5014，另一个传动齿条5012的侧面固定设置有水平压块5015；
55.在进行装烟时，出烟挡板5013和烟支限位板5014在柔性机械手电机一502的驱动下向下运行25mm至出烟位置，出烟挡板5013处于随动式模盒7内腔位置，随动式模盒7在伸缩输送杆605的作用下，急速回退脱离烟盒并恢复水平状态等待下一组烟支束的进入。而随动式模盒7内烟支在出烟挡板5013的阻尼下留在了打开的烟盒内，烟支限位板5014是为了防止随动式模盒7脱离后烟支束处于半自由状态出现的散乱而设计，能够有效的将烟支束限制在烟盒内的理论位置；需要说明的是，出烟挡板5013的功用有两个，第一个功能是将烟支从随动式模盒7内推出；第二个功能是当随动式模盒7完全脱离烟支后，柔性机械手电机二503驱动精密丝杠将整个柔性装烟组合装置501水平直线间歇移动，带动出烟挡板5013类似于拍板的作用将烟支束分两步柔性的推送入盒；
56.当烟支束完全进入烟盒后，为了保证其在盒内规范整齐的有序排列，需对其进行最后必要的平整。这时，由柔性机械手电机一502驱动的传动齿轮5011和传动齿条5012相互作用，一个传动齿条5012出烟挡板5013和烟支限位板5014快速提升脱离烟支，另一个传动齿条5012控制水平压块5015同步下落，同时柔性机械手电机二503驱动精密丝杠将整个柔性装烟组合装置501按照计算好的理论尺寸对盒内烟支进行平整，至此完成最后柔性装烟步骤。而整个柔性装烟组合装置501旋即归位，等待下一个动作周期的循环。
57.由此可见，通过以上的具体实施例，本发明实现了侧开式烟盒柔性装烟的自动化生产的设计功能。由于是三通道设计，显著提高了工作效率，降低了人力成本，系列的在线
质量检测功能避免了人工因素导致的产品质量波动，提升了产品质量。
58.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置，包括安装基座，所述安装基座上设置有多条间歇输送带(2)，其特征在于，所述安装基座上沿间歇输送带(2)运输方向依次设置有用于对烟盒进行前处理的烟盒开盖机构(3)和衬纸打开机构(4)，及用于实现柔性装烟的随动倾角烟束输送机构(6)和用于推烟与整烟的柔性推烟入盒机构(5)。2.根据权利要求1所述的一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置，其特征在于，所述烟盒开盖机构(3)包括往复运动的摇摆连杆(305)和做圆弧运动的吸盘转杆(310)，所述摇摆连杆(305)的上方转动设置多个旋转套(306)，每个所述旋转套(306)与摇摆连杆(305)之间通过连接杆(307)进行连接，连接杆(307)的一端与旋转套(306)固定连接，另一端与摇摆连杆(305)转动连接，所述吸盘转杆(310)的端部设置有真空吸盘。3.根据权利要求2所述的一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置，其特征在于，所述衬纸打开机构(4)的结构组件与烟盒开盖机构(3)完全相同，包括将盒内衬纸以衬纸与烟盒的粘结线为圆心匀速打开的衬纸吸盘和推动盒内衬纸运动的衬纸拨叉。4.根据权利要求1所述的一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置，其特征在于，所述随动倾角烟束输送机构(6)包括可旋转角度的精密丝杠组件(603)，所述精密丝杠组件(603)的滑块上固定连接有伸缩输送杆(605)，所述伸缩输送杆(605)的端部固定连接有随动式模盒(7)。5.根据权利要求4所述的一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置，其特征在于，所述随动式模盒(7)包括模盒本体(701)，在模盒本体(701)的出烟口处对称设置底衬纸导向板(702)，所述模盒本体(701)后端侧面固定有模盒固定座(704)。6.根据权利要求1所述的一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置，其特征在于，所述柔性推烟入盒机构(5)包括柔性装烟组合装置(501)，所述柔性装烟组合装置(501)内设置有用于推烟入盒的出烟挡板(5013)以及对烟支进行限位的烟支限位板(5014)，出烟挡板(5013)与烟支限位板(5014)同步同向运动，柔性推烟入盒机构(5)内还设置有用于整理烟支束的水平压块(5015)，且水平压块(5015)与出烟挡板(5013)同步反向运动。7.根据权利要求6所述的一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置，其特征在于，所述柔性推烟入盒机构(5)还包括对称设置的两组精密丝杠，所述柔性装烟组合装置(501)的两端架设安装在两组精密丝杠的滑块顶部位置，每组所述精密丝杠的端部均设置有柔性机械手电机二(503)为其提供动力。8.根据权利要求6所述的一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置，其特征在于，所述柔性装烟组合装置(501)侧面安装有柔性机械手电机一(502)，其输出端固定连接有传动轴，所述传动轴外侧固定有多个传动齿轮(5011)，每个传动齿轮(5011)两侧分别啮合连接有两个传动齿条(5012)，出烟挡板(5013)和烟支限位板(5014)与其中一个传动齿条(5012)固定连接，水平压块(5015)与另一个传动齿条(5012)固定连接。9.一种根据权利要求1-8任一项所述的侧开烟盒自动柔性装烟装置的装烟方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、烟盒开盖：由烟盒开盖机构(3)上做圆弧轨迹运动的真空吸盘吸附住烟盒上盖，翻转90
°
打开烟盒上盖，同时在真空吸盘解除吸附前扶持住烟盒上盖并保持打开状态；步骤二、衬纸打开：与步骤一中烟盒开盖的方式完全相同；步骤三、随动倾斜送烟：当烟盒随间隙输送带(2)到达装烟位置时，随动倾角烟束输送
机构(6)转动角度并将其上的随动式模盒(7)向前倾斜直线输送，使烟支束端部顺利进入烟盒内；步骤四、柔性装烟入盒：柔性推烟入盒机构(5)中的推烟挡板(5013)在随动式模盒(7)的回程过程中将烟支束推入烟盒，且有烟支限位板(5014)进行限位，随后推烟挡板(5013)与烟支限位板(5014)抬升，水平压块(5015)对烟盒的烟支束进行平整，完成装烟。

技术总结
本发明公开了一种侧开烟盒自动柔性装烟的装置与方法，涉及烟草包装机械技术领域；包括安装基座，所述安装基座上设置有多条间歇输送带，所述安装基座上沿间歇输送带运输方向依次设置有用于对烟盒进行前处理的烟盒开盖机构和衬纸打开机构，及用于实现柔性装烟的随动倾角烟束输送机构和用于推烟与整烟的柔性推烟入盒机构；本发明通过间隙输送带实现烟盒的自动供应和输送，并利用烟盒开盖机构和衬纸打开机构对烟盒进行自动打开，随后实现柔性装烟的随动倾角烟束输送机构和用于推烟与整烟的柔性推烟入盒机构对烟支束进行装填和柔性入盒过程，完全实现自动化生产，大大提高了效率。大大提高了效率。大大提高了效率。


技术研发人员：马骉 黄剑 胡风华 吴蔚峰 刘春来 张天保 胡屹东 钱立根 罗闰开 马从胜 江武
受保护的技术使用者：安徽安宁智能科技有限公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/7/28