一种箱体矫形套箱系统的制作方法

本技术涉及自动化生产，尤其涉及一种箱体矫形套箱系统。

背景技术：

1、在空调柜机等大型产品的生产线末端，套箱包装是一个关键环节。传统上，这一环节主要依靠人工作业完成，通常需要两名或多名工人协同操作，将预成型的纸箱套在产品上。这种人工方式存在明显的弊端：首先，劳动强度大，工人易疲劳；其次，生产效率受限于人工操作速度，节拍不稳定，难以满足大规模生产的需求；最后，人工操作的一致性较差，可能导致包装质量波动。

2、为了解决上述问题，行业内出现了采用工业机器人进行自动套箱的尝试。现有的自动化方案通常包括使用机器人抓取纸箱，并将其移动至产品上方进行套箱。然而，在实际应用中，这类自动化方案的成功率和稳定性往往不理想，尤其是在处理大尺寸、薄壁的纸箱时，存在一个尚未被有效解决的技术难题。

3、具体而言，纸箱在堆叠、运输或被机器人吸盘抓取后，其固有的非刚性特点会导致箱体发生形变，原本的矩形开口常常会变成菱形或不规则的平行四边形。当机器人携带这种变形的纸箱进行套箱时，纸箱的内壁会与产品的边角发生干涉、碰撞，导致套箱失败。

4、因此，需要对现有的产品自动套箱技术进行改进，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种箱体矫形套箱系统，该箱体矫形套箱系统通过设置具有相互垂直定位面的箱体矫形单元，并由抓取机构将被抓取的纸箱依次抵靠于两个定位面以强制恢复其直角形状，以克服现有技术中存在的因纸箱变形导致自动套箱失败率高、稳定性差的问题。

2、一种箱体矫形套箱系统，包括：

3、产品定位单元，具有套箱工位，所述产品定位单元用于将产品定位于所述套箱工位；

4、箱体矫形单元，设于所述套箱工位处，所述箱体矫形单元设有相互垂直的第一定位面和第二定位面；

5、抓取机构，用于抓取并移动纸箱；

6、其中，所述抓取机构被配置为：

7、抓取纸箱，使所述纸箱的第一侧面抵接所述第一定位面，在维持所述第一侧面与所述第一定位挡板抵接的状态下，移动所述纸箱，使与所述第一侧面相邻的第二侧面抵接所述第二定位面，而后将所述纸箱套设于所述产品上。

8、进一步的，所述箱体矫形单元包括固定设置的第一定位挡板和第二定位挡板，所述第一定位挡板与所述第二定位挡板相垂直；

9、所述第一定位挡板的定位面构成所述第一定位面，所述第二定位挡板的定位面构成所述第二定位面。

10、采用无动力的机械挡板结构。无需额外的驱动件（如气缸、电机）和传感器，其结构非常简单，制造成本低。同时，没有活动部件也意味着故障点少，运行稳定可靠，几乎无需维护。在实现上述的优异矫形效果的基础上，具有结构简单、成本低廉、可靠性高的额外优势。

11、进一步的，所述箱体矫形单元设于所述产品定位单元的上方，且高于位于所述套箱工位的所述产品。

12、矫形单元位于产品定位单元的上方，矫形动作在产品的正上方完成，所以纸箱完成矫形后，抓取机构只需执行一个单一的、垂直向下的运动，即可完成套箱。这种布局避免了纸箱在矫形后再进行长距离的水平平移，减少了因移动可能导致的二次变形风险。简化了机器人的运动轨迹，缩短了作业循环时间，提高了整体的生产效率。

13、进一步的，所述产品定位单元包括：

14、产品输送线，具有所述套箱工位，用于输送所述产品至所述套箱工位；

15、产品到位检测器，用于检测所述产品是否到达所述套箱工位；

16、第一产品定位机构，用于在所述产品输送线的宽度方向对所述产品进行限位；

17、第二产品定位机构，用于在所述产品输送线的长度方向对所述产品进行限位。

18、产品定位单元的构成包括产品输送线、检测器以及分别用于宽度方向和长度方向限位的第一产品定位机构、第二产品定位机构。提供了一个能够在xy平面两个维度上对产品进行精确定位的完整方案。产品在长度和宽度方向上都被牢固地限位，所以无论来料位置有何种微小偏差，最终到达套箱工位的产品位置都将是唯一的、高精度的。为后续高精度的套箱动作提供了可靠的基准，确保了矫形后的纸箱能够准确无误地与产品对齐，进一步保障了套箱的成功率。

19、进一步的，所述第一产品定位机构包括第一驱动件、推板和限位挡板，所述第一驱动件与所述推板连接，所述第一驱动件与所述限位挡板分别设于所述产品输送线的两侧，所述第一驱动件用于驱动所述推板沿所述产品输送线的宽度方向移动；

20、所述第二产品定位机构包括第二驱动件，所述第二驱动件用于沿所述产品输送线的长度方向阻挡所述产品的运动。

21、第一产品定位机构和第二产品定位机构采用驱动件（如气缸）的方式，动作响应速度快，定位精确，且易于通过plc等控制器进行自动化控制。提供了一种技术成熟、成本可控且稳定可靠的产品精确定位实现方式。

22、进一步的，所述箱体矫形套箱系统还包括：

23、箱体下压单元，所述箱体下压单元设于所述套箱工位处，用于下压所述纸箱。

24、在套箱过程中，特别是对于尺寸较大或配合较紧的纸箱，纸箱内壁与产品表面之间的摩擦力可能会阻碍其顺利下滑，甚至导致纸箱上部拱起。增设了箱体下压单元，在套箱时能够对纸箱顶部施加一个额外的主动下压力，这个下压力可以有效克服摩擦阻力。确保了纸箱能够顺畅、完整地套到位，避免了因摩擦导致的套箱不到位或卡滞问题，提高了最终的包装质量。

25、进一步的，所述箱体下压单元包括第三驱动件及压板，所述第三驱动件与所述压板连接，所述第三驱动件用于驱动所述压板沿竖直方向运动。

26、箱体下压单元的一种具体实现方式，由第三驱动件（如气缸）和压板构成。采用驱动件和压板的结构，可以方便地控制下压的时机、行程和力度，以适应不同规格的纸箱。提供了一种通用性强、控制灵活且动作可靠的辅助下压实现方式。

27、进一步的，所述箱体矫形套箱系统还包括箱体二次定位装置，用于在所述抓取机构抓取所述纸箱前，对所述纸箱进行预定位，所述箱体二次定位装置包括：

28、固定的直角定位基台；

29、推料机构，用于将所述纸箱推向所述直角定位基台。

30、抓取机构首先从料仓抓取纸箱，并将纸箱移动至箱体二次定位装置上，箱体二次定位装置通过推料机构将纸箱推向一个固定的直角定位基台进行预定位，随后抓取机构再次抓取预定位后纸箱并进行后续套箱工作。如果没有预定位，来料纸箱的位置和姿态是随机的，抓取机构需要配备视觉系统来识别抓取点，增加了成本和复杂性。增加了二次定位装置，每个待抓取的纸箱都被预先放置到了一个固定不变的基准位置。抓取机构可以采用固定的程序点位进行抓取，无需视觉引导，这不仅大大简化了抓取机构的控制系统和编程难度，降低了设备成本，还使得抓取动作更快速、更稳定，提升了整个自动化流程的节拍和可靠性。

31、进一步的，所述推料机构包括第一推料机构和第二推料机构；

32、所述第一推料机构和所述第二推料机构分别用于沿所述直角定位基台的两直角定位边推动所述纸箱。

33、推料机构包括分别沿直角定位基台两个直角边推动纸箱的第一推料机构和第二推料机构。通过两个方向的推料机构协同作用，能够确保纸箱的两个相邻边都与定位基台的两个基准边紧密贴合。实现了一个高精度的二维平面预定位，其定位效果比单边推送更为可靠和精确。

34、本实用新型的有益效果为：

35、本实用新型提供的一种箱体矫形套箱系统，该箱体矫形套箱系统设置具有相互垂直的第一和第二定位面的箱体矫形单元，并通过抓取机构的特定动作，先使纸箱第一侧面抵接第一定位面，然后在维持该抵接的状态下，再移动纸箱使第二侧面抵接第二定位面。由于纸箱（特别是大尺寸纸箱）具有非刚性，在被抓取后其开口往往会从矩形变为菱形。在现有技术中，这种变形的纸箱直接套向产品时，极易因边角干涉而失败。通过上述特定的“先靠位、再平移矫形”的动作，利用两个刚性的、相互垂直的定位面，强制性地将被抓取机构抓持的、已变形的纸箱重新塑形，使其开口恢复为标准的矩形。纸箱在套箱前的一瞬间被矫正为规整的形状，所以它能够顺利地、无干涉地套在下方已定位的产品上。解决了因纸箱变形导致的自动套箱失败问题，极大地提高了自动化套箱的成功率和系统的运行稳定性。