一种多功能伺服整列机的制作方法

本发明涉及多功能伺服整列机。

背景技术：

1、在宠物用品行业，猫砂、猫粮、狗粮等产品常采用真空包装形式进行封装，以延长保质期、减少体积、便于储运。然而，真空包装袋在实际装箱过程中面临诸多痛点：一方面，真空袋表面张力大、材质较脆，在与外箱或设备刮擦时极易破损，导致漏真空，影响产品品质；另一方面，宠物食品存在长条颗粒形状、小颗粒形状等多种形态，其对应的真空包装袋在完成封装后，外形呈现不规则、尺寸差异大的特点，多个包装袋堆叠在一起时，整体外形尺寸很难统一，导致装箱时外箱尺寸难以确定，需要预留较大的冗余空间，不仅浪费包装材料，也增加了运输成本。同时，因外形尺寸不一，依靠人工进行整理排列装箱的难度极大，劳动强度高且效率低下。

2、比如中国发明专利，专利号为2017114360824（申请日2017.12.26；授权公告日2023.12.08）公开的一种卧式装袋机，包括：进料装置；将来自所述进料装置的单元袋进行排列，从而形成多组满仓单元袋组的整列装置；将多组满仓单元袋组从所述整列装置水平推送输出的上移载装置；将来自所述整列装置的多组满仓单元袋组水平夹紧并翻转90度的侧压翻转装置；袋仓装置；横向取袋装置；送袋开袋装置；取袋套袋装置；袋口导向及管控装置；用于将所述侧压翻转装置翻转后的多组满仓单元袋组推入所述袋口导向及管控装置固定的集装袋中，并将该集装袋推离所述袋口导向及管控装置而到达预定工位的推料入袋装置；整袋移载装置；整袋翻转装置；袋口整理管控装置。本发明自动快捷地实现取袋、开袋，以及将小袋装入大袋。

3、上述自动化设备以装袋为主，对于装箱的自动化设备也多针对规则外形的包装袋设计，在实际生产过程中，如果直接将散乱的真空小袋放入外箱，由于小袋之间的空隙和自身外形的差异，极易造成外箱鼓包、尺寸超差，且装箱动作对真空袋的挤压也可能造成袋体破损。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，针对现有技术中真空包装小袋外形不规则、装箱前难以形成整齐统一的物料组，导致装箱尺寸不一、易刮破漏真空的问题，提供一种多功能伺服整列机，能够在装箱前自动完成多个物料的定量分组、整平、压紧和四周拍齐，使物料组成为外形规整的矩形体，确保每一组物料均以相同的尺寸进入外箱，彻底解决因产品形状导致的外包装尺寸波动问题，并实现高达3000包每小时的高速整列，产品合格率达到99.5%。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种多功能伺服整列机，包括：机架以及控制设备切换不同规格物料包装的控制装置，设于机架上的上料区、排列装箱区以及分别与上料区和排列装箱区交汇的移送整平过渡区；

4、上料区包括由多条平行设置的链条组成的输送模组以及将输送模组输送的物料整平并适配不同尺寸物料通过的初步整平通道，输送模组设有多组放料室，可根据每个箱子装箱量向每组放料室放置等量物料，每组放料室设有多个可放置单个物料的料仓；

5、移送整平过渡区包括设于输送模组与排列装箱区之间的中间夹紧部件以及将放料室内的物料夹持输送至中间夹紧部件的夹紧输送夹具以及将中间夹紧部件整平的物料输送至排列装箱区的四周拍齐夹具；

6、由夹紧输送夹具将一个放料室内的物料输送至中间夹紧部件，再由中间夹紧部件将上面的物料夹合压紧，物料压紧后，再由四周拍齐夹具进行输送，在输送过程中四周拍齐夹具将物料四周压合拍平；

7、排列装箱区包括输送线，输送线布设有若干摆放仓；还包括与每个摆放仓相应、配合摆放仓压紧物料以防倾倒并跟随输送线同步的压杆推送部件。

8、进一步地，上料区还包括调节机构，调节机构包括设于输送模组上方与输送模组呈平行设置并可相向运动的两移动座；两移动座底部两端分别设有竖杆，两竖杆连接有挡板；两侧挡板围成初步整平通道；还包括驱动两移动座移动以调节初步整平通道大小的丝杆模组。通过调节机构，可以根据不同产品包装的宽度或长度，调节初步整平通道的间距，使得物料在进入放料室之前就被约束成整齐的单列，为后续的分组排列奠定基础。

9、进一步地，放料室包括间隔设于输送模组上的多个推料节板；料仓由相邻的两个推料节板围成。推料节板不仅将物料向前推送，还依靠其之间的空间构成了独立的料仓，确保每个料仓内只容纳一个物料，实现了物料的定量分隔。

10、进一步地，还包括入口输送机构，入口输送机构与输送模组进料端交汇，且两者间具有供推料节板活动的间隙，入口输送机构还设有容纳推料节板穿过的型腔；物料位于入口输送机构时，推料节板从入口输送机构底部往上穿过型腔，推料节板将物料推至输送模组。通过这种交汇配合的结构，既保证了推料节板能够稳定将入口输送机构上的物料承接转移，又不会对两类输送结构的运行造成干涉，让物料从上料到分料的衔接更加顺畅，避免了物料转移过程中发生卡料、错位的问题，提升了设备运行的稳定性和连续性。

11、进一步地，夹紧输送夹具包括第一移动连接座以及设于第一移动连接座的第一升降驱动装置；第一移动连接座两侧对称滑设有第一升降导柱，两第一升降导柱的底部共同连接有与第一升降驱动装置输出端连接的夹具固定板，每个第一升降导柱顶部设有沿径向凸出的限位凸台；第一移动连接座还设有朝四周拍齐夹具方向延伸的限位柱；夹具固定板间距设有数量与料仓一致的单夹，单夹用于夹持料仓内的物料。通过该设置，能够带动所有单夹同步升降，完成对料仓内物料的夹持取料动作，第一升降导柱配合限位凸台、限位柱，既可以保证单夹升降动作平稳不偏移，在升降到位后也能起到限位保护作用，避免移动超程引发结构碰撞，保证单夹与料仓的对位精度，确保每次夹持的稳定性和一致性。所有单夹与料仓一一对应设置的方式，可以一次性将整排分隔好的物料全部同步夹紧，提升取料步骤的效率，适配整列机的连续化生产节奏。

12、进一步地，每个单夹包括底部具有滑轨的固定条、z形固定座、l形移动座、移动夹板、固定夹板、伸缩气缸以及软垫；z形固定座固定于固定条一端，固定夹板和伸缩气缸设于z形固定座，且伸缩气缸的输出端穿过z形固定座；l形移动座与滑轨滑动连接，且伸缩气缸的输出端与其连接，移动夹板设于l形移动座上并与固定夹板呈平行状态；固定夹板靠近一侧面的l形移动座上设置有缓冲座，缓冲座上设有缓冲器；移动夹板和固定夹板相对侧面设有软垫。通过该结构设计，伸缩气缸可推动l形移动座沿滑轨滑动，带动移动夹板向固定夹板靠近，实现对物料的夹持动作；缓冲器能够对移动夹板的移动行程进行缓冲限位，避免夹持过程中冲击力过大造成物料损伤；软垫则进一步增大夹持摩擦力的同时，对物料表面起到防护作用，避免夹伤工件，让整个夹持动作更加平稳可靠，有效保障了取料作业的成品合格率。

13、进一步地，四周拍齐夹具包括第二移动连接座以及设于第二移动连接座的第二升降驱动装置；第二移动连接座两侧对称滑设有第二升降导柱，两第二升降导柱底部共同连接有模组上固定座；模组上固定座左右两侧分别滑设有左、右拍齐板以及驱动左、右拍齐板做相向运动的第一皮带及伺服电机驱动机构；模组上固定座还设有模组下固定座，模组下固定座底部设有与左、右拍齐板滑动连接的第一导向轨，模组下固定座前侧间距设有多根水平滑柱；模组下固定座后侧设有后固定拍齐板，水平滑柱滑设有前移动拍齐板；后固定拍齐板上设有前后拍齐气缸，前后拍齐气缸的输出端设有与前移动拍齐板连接的推动块。通过伺服驱动的左右拍齐和气缸驱动的前后拍齐，能够从四个方向对物料组施力，将原本松散的物料组压缩成紧密规整的矩形体，使每组物料的外形尺寸高度一致。

14、进一步地，中间夹紧部件包括平台，平台底部设有安装支架，安装支架上设有沿平台长度方向延伸的第二导向轨，第二导向轨左右两端滑设有滑座，两滑座分别设有上端活动穿过平台延伸至外部的夹紧板；安装支架还设有驱动左右两滑座相靠近或远离的第二皮带及伺服电机驱动机构。中间夹紧部件接收来自夹紧输送夹具送来的一组物料后，两夹紧板相向移动，将整组物料沿其排列方向压紧，消除物料之间的纵向间隙，为后续四周拍齐提供初步的紧实状态。

15、进一步地，压杆推送部件包括链条组以及驱动链条组运作的伺服电机驱动机构，链条组上间隔设有若干固定座，固定座上侧开设有嵌槽，且嵌槽上固定有朝输送线径向水平延伸的推压杆。推压杆在物料放入摆放仓后立刻从侧方压住物料，随摆放仓同步前行，既防止了物料在移动中倾倒散乱，又不会对真空袋造成额外压力导致破损。

16、进一步地，还包括设于机架上的导向机构，夹紧输送夹具和四周拍齐夹具分别设于导向机构上，导向机构包括分别驱动夹紧输送夹具和四周拍齐夹具移动的伺服驱动部件。两个夹具各自拥有高精度的伺服导向机构，能够实现高速、精准的往复移送，满足了3000包每小时的节拍要求。

17、综上所述，采用上述多功能伺服整列机的整列方法，包括以下步骤：

18、步骤一，控制装置根据当前产品规格设定装箱数量、初步整平通道宽度、各夹具行程参数；上料区的输送模组运行，入口输送机构将物料送至推料节板处，推料节板从下往上依次将单个物料推入料仓，每组放料室中的料仓数量等于预设的装箱数量；

19、步骤二，该组放料室满载后，输送模组将其移送至移送整平过渡区与夹紧输送夹具对应的位置；夹紧输送夹具下降，各单夹同时夹持对应料仓内的物料，然后上升并平移至中间夹紧部件上方，下降将物料释放到中间夹紧部件的平台上；

20、步骤三，中间夹紧部件的两个夹紧板相向移动，将物料组沿排列方向夹紧，消除纵向间隙，之后夹紧板复位；

21、步骤四，四周拍齐夹具从上方下降，夹取中间夹紧部件上的物料，左拍齐板和右拍齐板在第一皮带及伺服电机驱动机构作用下相向拍齐，前移动拍齐板在前后拍齐气缸作用下向后固定拍齐板方向移动，完成对物料组左右方向和前后方向的四面拍齐，形成规整矩形体；

22、步骤五，四周拍齐夹具提升并夹持该规整物料组，沿导向机构平移至排列装箱区，将物料组放入输送线上的对应摆放仓内；

23、步骤六，压杆推送部件的推压杆随链条组同步移动并压住摆放仓内物料组的侧方，摆放仓随输送线向前移动至装箱工位，由机器人或机械手进行装箱；以上步骤循环进行。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

25、1.解决外包装尺寸不一的问题。通过初步整平通道、定量分组、中间夹紧和四周拍齐，使每组物料在装箱前都被整理成外形尺寸高度统一的矩形体，各面平整，消除因物料间空隙和外形差异导致的尺寸波动，极大降低了装箱难度，外箱尺寸可精确设计，节约包装成本。

26、2.有效防止真空包装破损漏气。物料在夹持和拍齐过程中，所有接触真空袋的夹板、拍齐板均设有软垫，且夹紧力、拍齐力均通过伺服驱动或带缓冲的气缸精确控制，避免硬性挤压和刮擦，将真空袋破损率降至极低，保障产品品质。

27、3.生产效率高，适应性强。整机采用伺服驱动，动作节拍快，能够达到3000包每小时的高速整列，合格率高达99.5%。同时，通过控制装置可快速切换不同产品规格，调节机构、各夹具行程均可自动调整，一机多用，满足猫砂、猫粮、狗粮等多种长条、小颗粒产品包装的整列需求。

28、4.运行稳定，减少人工。整列、拍齐、移送、压杆推送全流程自动化，无需人工干预，降低了劳动强度和人工成本。压杆推送部件在物料转移过程中持续保持对物料组的压持，防止倾倒，保证了后续自动装箱的连续性和可靠性。