一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构的制作方法

本发明涉及自动化包装物流输送及码垛，特别涉及一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构。

背景技术：

1、在瓦楞纸箱的自动化生产、包装及仓储物流流水线中，纸箱在输送过程中常需要根据下游工艺进行多方向的分拣换向与姿态调整。

2、现有的转向与堆垛衔接机构普遍存在以下问题：传统夹持转向机构多采用气缸直接驱动刚性夹板对纸箱外壁施加对夹力，在高速动态夹持与换向过程中，瞬时冲击极易夹伤或压瘪瓦楞纸箱表面的瓦楞结构。常规十字分流输送线在转向时纸箱定位精度差，进入多向输送轨道后容易产生偏载或偏航，导致后端码垛机械手抓取时中心坐标累积公差大，码垛层间对齐不良，堆垛不稳定甚至产生倒垛。针对不同规格尺寸的正方形瓦楞纸箱，传统换向机构需要停机并人工调整机械限位或重新示教，自动化程度及换产效率低下。

3、故此，现有的自动化包装物流输送及码垛技术领域需要进一步改善。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构，利用纯机械连杆与斜向导槽的正交联动实现对角等速定心，结合弹性缓冲单元与凸轮限位板结构，在旋转过程中无损、自适应地完成纸箱的定心、转向、开闭与多向分流，并与末端码垛机精准配合，显著提高堆垛稳定性与作业效率。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下方案：一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构，包括中间座，所述中间座四周连接有多条输送轨道，所述中间座上设置有换向旋转座，所述换向旋转座上设置有用于将正方形瓦楞纸箱进行居中的居中定位装置，所述居中定位装置内设置有弹性缓冲单元，所述中间座上设置有能在所述换向旋转座旋转过程中控制不同尺寸方形瓦楞纸箱居中定位的居中尺寸自适应单元，所述换向旋转座上设置有多组能将瓦楞纸输送至多个方向所述输送轨道上的辅助输送辊组件，所述居中定位装置上设置有能将不同方向进入至所述换向旋转座的瓦楞纸箱进行导向的导向结构；

3、所述输送轨道的输出末端设置有用于承接定心转向后瓦楞纸箱并进行分层排布堆垛的码垛机，所述码垛机包括码垛支撑架、设置于所述码垛支撑架上的升降移载机构，以及设置于所述升降移载机构输出端的码垛抓取端拾器。

4、进一步地，所述输送轨道的数量为四组，且围绕所述中间座的四个方向设置。

5、进一步地，所述换向旋转座包括固定底座，所述固定底座上设置有旋转电机，所述旋转电机的输出端设置有旋转底座。

6、进一步地，所述居中定位装置包括设置于所述旋转底座上的四个斜向导槽，所述斜向导槽内活动设置有斜向滑块，四个所述斜向导槽朝向所述旋转底座的四个边角方向设置，所述斜向滑块上设置有直角形定位板，四个所述斜向滑块之间还设置有同步张合组件。

7、进一步地，所述同步张合组件包括设置于所述斜向滑块底部的驱动轴体，还包括两个纵向同步杆和两个横向同步杆，所述纵向同步杆上设置有纵向直槽口，所述横向同步杆上设置有横向直槽口；

8、所述旋转底座下表面两侧各设置有横向导轨，两个所述横向导轨之间设置有纵向导轨，所述横向导轨上活动设置有横向滑块，所述纵向导轨上活动设置有纵向滑块，所述横向滑块和对应一侧所述纵向同步杆固定连接，所述纵向滑块和所述横向同步杆固定连接，同一侧的两个所述驱动轴体活动安装于对应一侧的所述纵向直槽口上，同一端的两个所述驱动轴体活动安装于所述横向直槽口内。

9、进一步地，所述弹性缓冲单元包括设置于所述横向滑块上的导轴套，在所述横向滑块活动方向设置有和所述旋转底座固定连接的导轴体，所述导轴套套设于所述导轴体上进行活动，所述导轴体上套设有压紧于所述横向导轨一端和所述横向滑块一端的弹簧体。

10、进一步地，所述居中尺寸自适应单元包括设置于所述中间座上的斜向伸缩装置，所述斜向伸缩装置的输出端设置有垂直于所述斜向伸缩装置输出方向的斜向限位板，所述纵向滑块和横向滑块上设置有导轮结构，通过所述斜向伸缩装置调节所述斜向限位板的深入距离，从而在所述导轮结构周转的过程中压紧所述导轮结构的收缩距离，从而改变四个所述直角形定位板在周转90°的过程中调节张合距离，适应不同方形尺寸的瓦楞纸箱进行居中。

11、进一步地，所述辅助输送辊组件为四组，分别朝向四个所述输送轨道方向设置；

12、所述导向结构包括设置于所述输送轨道对应两侧的所述直角形定位板上的斜导板结构。

13、进一步地，所述码垛抓取端拾器包括与所述升降移载机构输出端连接的安装基板，所述安装基板底面阵列分布有多组真空吸盘，所述安装基板的两侧对称设置有侧向夹持气缸，所述侧向夹持气缸的输出端连接有防晃柔性夹板。

14、一种堆垛方法，包括以下步骤：

15、步骤s1、尺寸自适应预调节：根据待输送瓦楞纸箱的规格尺寸，控制斜向伸缩装置驱动斜向限位板伸出至预设进深位置，以设定旋转过程中的收缩极限距离；

16、步骤s2、导向进料与柔性对角居中：瓦楞纸箱沿任一输送轨道向中间座输送，经直角形定位板外侧的斜导板结构导向滑入换向旋转座上方；弹簧体弹性释放预紧力，通过横向滑块带动纵向同步杆、横向同步杆以及驱动轴体联动，驱动四个斜向滑块沿各自的斜向导槽沿对角线向中心等速同步收缩，直至四个直角形定位板柔性贴合卡紧瓦楞纸箱的四个角部完成居中定位；

17、步骤s3、定心旋转与机械凸轮联动开闭：旋转电机驱动旋转底座带动居中定位后的瓦楞纸箱向目标输送轨道方向偏转；在旋转周转过程中，导轮结构随动抵接并沿斜向限位板滚动受压，纵向滑块守弹簧体的弹力向外位移，经同步张合组件联动迫使四个直角形定位板沿斜向导槽向外同步张开，在旋转到位时完成对瓦楞纸箱的自动松开释放；

18、步骤s4、换向出料输送：换向旋转座上的辅助输送辊组件启动，将脱离夹持的瓦楞纸箱输送至对应的目标输送轨道上，并向码垛机方向移载；

19、步骤s5、末端移载与分层码垛：当瓦楞纸箱到达输送轨道输出末端时，升降移载机构带动码垛抓取端拾器下行，阵列真空吸盘吸附纸箱顶面，同时侧向夹持气缸驱动防晃柔性夹板贴合纸箱侧壁进行防晃锁紧；升降移载机构将瓦楞纸箱移载至码垛托盘上方并释放，依序按预设垛型进行逐层排布堆叠。

20、综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是：

21、本发明解决了现有自动化包装物流输送及码垛技术领域存在的不足，通过本发明的结构设置，具备以下的优点，通过横向与纵向同步杆的正交导向直槽口，约束四个直角形定位板沿45°对角线等速同步收放，保证不同尺寸的正方形纸箱几何中心与旋转轴心重合，避免纸箱在转向时甩飞移位。利用弹簧体提供预紧夹紧力，直角形定位板贴靠箱体边角时具有弹性缓冲行程，从根本上防止刚性冲击破坏瓦楞表面。旋转过程中利用导轮结构与斜向限位板的斜面抵接实现随动合拢，无需在旋转底座上安装多套动力气缸，结构紧凑可靠；通过调节斜向伸缩装置即可快速适应多种纸箱尺寸。前端高精度的定姿定心与多向分流，配合后端的阵列吸盘与柔性夹紧复合端拾器，彻底消除了进垛偏载与累积公差，大幅提升多层堆垛的垂直度与稳定性。

1.一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构，包括中间座（1），其特征在于：所述中间座（1）四周连接有多条输送轨道（2），所述中间座（1）上设置有换向旋转座（3），所述换向旋转座（3）上设置有用于将正方形瓦楞纸箱进行居中的居中定位装置（4），所述居中定位装置（4）内设置有弹性缓冲单元（5），所述中间座（1）上设置有能在所述换向旋转座（3）旋转过程中控制不同尺寸方形瓦楞纸箱居中定位的居中尺寸自适应单元（6），所述换向旋转座（3）上设置有多组能将瓦楞纸输送至多个方向所述输送轨道（2）上的辅助输送辊组件（7），所述居中定位装置（4）上设置有能将不同方向进入至所述换向旋转座（3）的瓦楞纸箱进行导向的导向结构（8）；

2.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构，其特征在于：所述输送轨道（2）的数量为四组，且围绕所述中间座（1）的四个方向设置。

3.根据权利要求2所述的一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构，其特征在于：所述换向旋转座（3）包括固定底座（301），所述固定底座（301）上设置有旋转电机（302），所述旋转电机（302）的输出端设置有旋转底座（303）。

4.根据权利要求3所述的一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构，其特征在于：所述居中定位装置（4）包括设置于所述旋转底座（303）上的四个斜向导槽（401），所述斜向导槽（401）内活动设置有斜向滑块，四个所述斜向导槽（401）朝向所述旋转底座（303）的四个边角方向设置，所述斜向滑块上设置有直角形定位板（403），四个所述斜向滑块之间还设置有同步张合组件（404）。

5.根据权利要求4所述的一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构，其特征在于：所述同步张合组件（404）包括设置于所述斜向滑块底部的驱动轴体（4041），还包括两个纵向同步杆（4042）和两个横向同步杆（4043），所述纵向同步杆（4042）上设置有纵向直槽口（4044），所述横向同步杆（4043）上设置有横向直槽口（4049）；

6.根据权利要求5所述的一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构，其特征在于：所述弹性缓冲单元（5）包括设置于所述横向滑块上的导轴套（501），在所述横向滑块活动方向设置有和所述旋转底座（303）固定连接的导轴体（502），所述导轴套（501）套设于所述导轴体（502）上进行活动，所述导轴体（502）上套设有能保持横向滑块向外压紧的的弹簧体（503）。

7.根据权利要求6所述的一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构，其特征在于：所述居中尺寸自适应单元（6）包括设置于所述中间座（1）上的斜向伸缩装置（601），所述斜向伸缩装置（601）的输出端设置有垂直于所述斜向伸缩装置（601）输出方向的斜向限位板（602），所述纵向滑块上设置有导轮结构（603）。

8.根据权利要求7所述的一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构，其特征在于：所述辅助输送辊组件（7）为四组，分别朝向四个所述输送轨道（2）方向设置；

9.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸箱输送柔性居中转向堆垛机构，其特征在于：所述码垛抓取端拾器包括与所述升降移载机构输出端连接的安装基板，所述安装基板底面阵列分布有多组真空吸盘，所述安装基板的两侧对称设置有侧向夹持气缸，所述侧向夹持气缸的输出端连接有防晃柔性夹板。