一种柔性化多工位连续夹紧装置及方法与流程

1.本发明属于包装领域，具体涉及一种柔性化多工位连续夹紧装置及方法。


背景技术：

2.随着卷烟食品产业的发展与进步，卷烟产品的包装越来越多样化，各种异型包装的卷烟产品层出不穷，包装方式也越来越多样化，其中，步进式多工位流水化作业生产线是各样生产线中的重要一种。
3.现有的步进式多工位生产线多数由凸耳同步带或间歇推动机构实现，与之而来的必然有目标工件受单向力作用在停止时缺少夹紧约束力，使工件停止位置随机不定，影响生产效率及产品稳定性，所以需要单独设置夹紧装置，以保证工件停止位置一致，目前有些多工位生产线已经设置了夹紧机构，现有夹紧机构存在的问题是：1、这些夹紧机构的各部件不能调节，所以其只能适用于某一种规格的工件，无法适用于不同工位间隔，也不能满足不同产品规格尺寸，且这些夹紧机构往往结构不够紧凑。2、这些夹紧机构的位置是固定的，只能完成夹紧和松开工件的动作，这就使得其在夹紧工件的同时必然会导致工件停止，待夹紧机构松开后，工件才能继续向下游移动，不能实现工件的连续工作。
4.综上，为适应异型包装柔性化卷烟生产线的包装需求，更高的运行稳定性及生产效率给连续夹紧机构提出了更高的要求。因此亟需研发一种柔性化多工位连续夹紧装置，使其能够在步进式多工位生产线中，满足多种产品规格及不同的定位间隔的生产需求，且结构简单紧凑，柔性化生产的同时兼顾连续性，对异型包装生产线的改进及创新具有重要意义。
5.为了解决以上问题，提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于能快速实现不同工位间隔且满足不同产品规格尺寸的夹紧，达到在柔性化生产需求的同时兼顾产品生产的连续性的要求，使烟包装填过程中保证条盒不发生偏移，提高烟包装填的准确率和完成率。
7.本发明以上目的通过以下技术方案实现：
8.本发明第一方面提供一种柔性化多工位连续夹紧装置，其包括四连杆底座组件n1和活动加紧组件n2；
9.所述活动加紧组件n2位于所述四连杆底座组件n1上，且所述四连杆底座组件n1带动所述活动加紧组件n2沿圆弧轨迹运动，以同时产生在垂直方向上和水平方向上的位移；
10.所述活动加紧组件n2包括多个夹紧活动板10，所述夹紧活动板10在垂直方向上具有第一高度和第二高度，且第一高度大于第二高度；所述夹紧活动板10在第一高度时夹紧工件，所述夹紧活动板10在第二高度时松开工件。
11.优选地，所述活动加紧组件n2还包括夹紧底板9；
12.所述夹紧底板9连接至所述四连杆底座组件n1上，且多个所述夹紧活动板10位于
所述夹紧底板9上；
13.所述四连杆底座组件n1通过所述夹紧底板9带动多个所述夹紧活动板10沿圆弧轨迹运动，以同时产生在垂直方向上和水平方向上的位移。
14.优选地，所述活动加紧组件n2还包括缓冲板11。所述缓冲板11实为缓冲垫，是在夹紧活动板10上粘贴上去的橡胶缓冲垫，用以夹紧时的缓冲作用，防止夹紧活动板10和烟盒硬接触。
15.优选地，相邻所述夹紧活动板10之间的距离为m。距离m即为多工位中的“工位”间距，此间距可满足目前大部分烟盒在此工位距离内完成工位动作；而此处位移距离见图5中夹紧装置做圆周运动，位移距离仅描述装置在“夹紧”和“放松”过程中夹紧活动板移动的距离，水平位移y和竖直方向位移x是由伺服电缸5伸缩控制，来实现对工件夹紧距离l的微调。
16.优选地，所述四连杆底座组件n1包括伺服电缸5、推杆6、推动推杆轴承7、第一连杆3、第二连杆4和抬板2；
17.所述推杆6分别与所所述推杆轴承7述伺服电缸5和所述推杆轴承7连接，所述第一连杆3分别与所述推杆轴承7和所述第二连杆4连接，所述抬板2与所述第二连杆4连接；
18.以上各部件的运动过程为：
19.所述伺服电缸5带动所述推杆6推动所述推杆轴承7沿圆弧轨迹运动，所述推杆轴承7进而带动所述第一连杆3沿圆弧轨迹运动，所述第一连杆3进而带动所述第二连杆4沿圆弧轨迹运动，所述第二连杆4进而带动所述抬板2沿圆弧轨迹运动，从而使所述抬板2在垂直方向上和水平方向上同时运动。
20.优选地，所述四连杆底座组件n1还包括限位板8。其用于限定所述夹紧活动板10的位置。
21.优选地，所述四连杆底座组件n1还包括底板1，其用于承接所述四连杆底座组件n1上各部件。
22.优选地，所述四连杆底座组件n1还包括腰槽12，通过所述腰槽12调节所述限位板8在垂直方向上的上下位置，从而调节所述夹紧活动板10的位置。位移量是在夹紧和放松过程中必然产生的位移量，并非设计过程中所设定的数据。
23.本发明所述的柔性化多工位连续夹紧装置具体的使用过程为，所述伺服电缸5带动所述推杆6推动所述推杆轴承7沿圆弧轨迹运动，所述推杆轴承7进而带动所述第一连杆3沿圆弧轨迹运动，所述第一连杆3进而带动所述第二连杆4沿圆弧轨迹运动，所述第二连杆4进而带动所述抬板2沿圆弧轨迹运动，从而使所述抬板2在垂直方向上和水平方向上同时运动。
24.所述抬板2和所述夹紧底板9连接，所述抬板2通过所述夹紧底板9带动多个所述夹紧活动板10沿圆弧轨迹运动，以同时产生在垂直方向上和水平方向上的位移。
25.所述夹紧活动板10在垂直方向上具有第一高度和第二高度，且第一高度大于第二高度；所述夹紧活动板10在第一高度时夹紧工件，所述夹紧活动板10在第二高度时松开工件。当所述夹紧活动板10在第一高度移动到第二高度时，其同样会产生向下游运动的在水平方向上的位移，这就使得工件可以同时继续向前进行。
26.本发明第二方面提供一种柔性化多工位连续夹紧方法，使用本发明第一方面所述的柔性化多工位连续夹紧装置，所述四连杆底座组件n1带动所述活动加紧组件n2沿圆弧轨
迹运动，以同时产生在垂直方向上和水平方向上的位移；
27.所述活动加紧组件n2包括多个夹紧活动板10，所述夹紧活动板10在垂直方向上具有第一高度和第二高度，且第一高度大于第二高度；所述夹紧活动板10在第一高度时夹紧工件，所述夹紧活动板10在第二高度时松开工件；
28.所述四连杆底座组件n1带动所述活动加紧组件n2沿圆弧轨迹运动，从而在夹紧工件和松开工件中转换。
29.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
30.1、本发明是柔性化多工位夹紧装置，其中柔性化的意思是指本发明夹紧装置可以适用于不同规格的工件或者是说根据实际情况是否启用夹紧装置。其中，柔性化多工位连续夹紧装置中伺服电缸在任意点启停，这就使得可以根据实际情况是否启用夹紧装置。
31.另外，本发明夹紧装置中活动夹紧板10在水平方向上的工作行程及前后位置可以根据不同规格的工件及工作状态进行设定，此外可以通过所述腰槽12调节所述限位板8在垂直方向上的上下位置，当夹紧装置在待机状态时，活动夹紧板组件紧靠限位板，工件在输送皮带上可以自由通过；当夹紧装置进入工作启动状态时，活动夹紧板组件沿圆弧轨迹向上抬起从而夹紧工件，当夹紧装置进入工作停止状态时，活动夹紧板组件沿圆弧轨迹向下回到待机状态。因此，可以根据不同规格的工件，调节活动夹紧板10在水平方向上的工作行程及前后活动夹紧板10的位置，以及限位板8在垂直方向上的上下位置，第二连杆4的中心长度，整个过程中活动夹紧板组件都可以上下、左右调节，超出调节范围的，还可以进行模块化更换，结构简单，操作便捷，从而达到柔性化的要求。
32.2、本发明所述夹紧活动板10是沿圆弧轨迹运动的，其同时产生在垂直方向上和水平方向上的位移；所述夹紧活动板10在垂直方向上具有第一高度和第二高度，且第一高度大于第二高度；所述夹紧活动板10在第一高度时夹紧工件，所述夹紧活动板10在第二高度时松开工件。当所述夹紧活动板10在第一高度移动到第二高度时，其同样会产生向下游运动的在水平方向上的位移，这就使得工件可以同时继续向前进行，减少循环周期时间，从而达到连续性的要求。解决了现有技术中的夹紧机构在完成夹紧和松开工件的动作时，必然会导致工件停止的问题。
33.3、本发明能够快速实现不同工位间隔且满足不同产品规格尺寸的夹紧，达到在柔性化生产需求的同时兼顾产品生产的连续性的要求，结构简单紧凑，可以安装在输送通道内部，不影响其他安装工位的操作，四连杆机构的应用，减小了电缸的工作行程，不但节省了空间，还提高了夹紧装置的工作稳定性。
附图说明
34.图1为本发明的整体部件示意图。
35.图2为本发明的四连杆底座机构示意图。
36.图3为本发明的可调节活动夹紧板组件示意图。
37.图4为本发明的可调节活动夹紧板组件中夹紧活动板和缓冲板结构示意图。
38.图5为本发明的柔性化多工位夹紧装置处于夹紧状态时示意图。
39.图6为本发明的柔性化多工位夹紧装置处于放松状态时示意图。
40.图7为本发明适用可变工位间距示意图。
41.图中：n1、四连杆底座组件；n2、活动加紧组件；1、底座；2、抬板；3、第一连杆；4、第二连杆；5、伺服电缸；6、推杆；7、推杆轴承；8、限位板；9、夹紧底板；10、夹紧活动板；11、缓冲板；12-输送带；13-凸耳(输送带)；14腰槽。
具体实施方式
42.下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
43.本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
44.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。
45.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
48.本发明实施例使用的柔性化多工位连续夹紧装置，包括四连杆底座组件n1和活动加紧组件n2；
49.所述活动加紧组件n2位于所述四连杆底座组件n1上，且所述四连杆底座组件n1带动所述活动加紧组件n2沿圆弧轨迹运动，以同时产生在垂直方向上和水平方向上的位移；
50.所述活动加紧组件n2包括多个夹紧活动板10，所述夹紧活动板10在垂直方向上具有第一高度和第二高度，且第一高度大于第二高度；所述夹紧活动板10在第一高度时夹紧工件，所述夹紧活动板10在第二高度时松开工件。
51.所述活动加紧组件n2还包括夹紧底板9；所述夹紧底板9连接至所述四连杆底座组件n1上，且多个所述夹紧活动板10位于所述夹紧底板9上；所述四连杆底座组件n1通过所述夹紧底板9带动多个所述夹紧活动板10沿圆弧轨迹运动，以同时产生在垂直方向上和水平方向上的位移。
52.所述活动加紧组件n2还包括缓冲板11。所述缓冲板11实为缓冲垫，是在夹紧活动板10上粘贴上去的橡胶缓冲垫，用以夹紧时的缓冲作用，防止夹紧活动板10和烟盒硬接触。
53.相邻所述夹紧活动板10之间的距离为m。距离m即为多工位中的“工位”间距，此间距可满足目前大部分烟盒在此工位距离内完成工位动作；而此处位移距离见图5中夹紧装置做圆周运动，位移距离仅描述装置在“夹紧”和“放松”过程中夹紧活动板移动的距离，水平位移y和竖直方向位移x是由伺服电缸5伸缩控制，来实现对工件夹紧距离l的微调。
54.所述四连杆底座组件n1包括伺服电缸5、推杆6、推动推杆轴承7、第一连杆3、第二连杆4和抬板2；
55.所述推杆6分别与所所述推杆轴承7述伺服电缸5和所述推杆轴承7连接，所述第一连杆3分别与所述推杆轴承7和所述第二连杆4连接，所述抬板2与所述第二连杆4连接；
56.以上各部件的运动过程为：
57.所述伺服电缸5带动所述推杆6推动所述推杆轴承7沿圆弧轨迹运动，所述推杆轴承7进而带动所述第一连杆3沿圆弧轨迹运动，所述第一连杆3进而带动所述第二连杆4沿圆弧轨迹运动，所述第二连杆4进而带动所述抬板2沿圆弧轨迹运动，从而使所述抬板2在垂直方向上和水平方向上同时运动。
58.所述四连杆底座组件n1还包括限位板8。其用于限定所述夹紧活动板10的位置。
59.所述四连杆底座组件n1还包括底板1，其用于承接所述四连杆底座组件n1上各部件。
60.所述四连杆底座组件n1还包括腰槽12，通过所述腰槽12调节所述限位板8在垂直方向上的上下位置，从而调节所述夹紧活动板10的位置。位移量是在夹紧和放松过程中必然产生的位移量，并非设计过程中所设定的数据。
61.本发明所述的柔性化多工位连续夹紧装置具体的使用过程为，所述伺服电缸5带动所述推杆6推动所述推杆轴承7沿圆弧轨迹运动，所述推杆轴承7进而带动所述第一连杆3沿圆弧轨迹运动，所述第一连杆3进而带动所述第二连杆4沿圆弧轨迹运动，所述第二连杆4进而带动所述抬板2沿圆弧轨迹运动，从而使所述抬板2在垂直方向上和水平方向上同时运动。
62.所述抬板2和所述夹紧底板9连接，所述抬板2通过所述夹紧底板9带动多个所述夹紧活动板10沿圆弧轨迹运动，以同时产生在垂直方向上和水平方向上的位移。
63.所述夹紧活动板10在垂直方向上具有第一高度和第二高度，且第一高度大于第二高度；所述夹紧活动板10在第一高度时夹紧工件，所述夹紧活动板10在第二高度时松开工件。当所述夹紧活动板10在第一高度移动到第二高度时，其同样会产生向下游运动的在水平方向上的位移，这就使得工件可以同时继续向前进行。
64.实施例1
65.本实例主要运用于步进式生产流水线，工件运输过程中无法夹持，但运输至动作工位又需要定位夹紧等情况的运用场景中。
66.见图5(夹紧状态)所示，工件由输送带12输送进入夹紧工位，工件由输送带上的凸耳13推动前进，输送至夹紧工位由夹紧装置与凸耳共同完成工件的定位和夹紧(见图5)。实例中工位间距为m，即夹紧装置中夹紧活动板间距为m，输送带凸耳间距也为m，两相配合完成多个工位的同步夹紧；对于夹紧工件的距离l则是可通过两种方式来实现调整，一种是通
过伺服电缸5伸缩带动连杆机构4来控制垂直方向位移对l进行小范围调整，此方法可对l进行距离上微调，亦可控制夹紧力度，保证工件定位；另一种方法则是直接调整底座1和输送带凸耳的相对位置，来实现对夹紧间距l的大范围调整(当然该调整范围限于0-m之间)。
67.以上为夹紧装置“夹紧”的工作状态，当生产线工位动作完成后，夹紧装置需要将夹紧状态调整为“放松”状态，使输送带将工件运送至下一工位，此时见图6(放松状态)伺服电缸5伸缩带动连杆机构4来控制垂直方向位移，垂直方向尺寸由x变为0，夹紧底板9下落至限位板8上，此时夹紧活动板下落至输送带平面以下，可容许输送带将工件输送至下一工位，期间连杆机构控制夹紧机构在垂直方向位移为x，水平方向位移为y。
68.柔性化多工位连续夹紧装置主要完成伺服电缸可以在任意点启停，夹紧底板9距离限位板8零点距离x可以根据不同规格工件的工作状态进行设定，x＜第二连杆4两轴承的中心长度，电缸工作起点位置可任意设定，与之对应的限位板8通过腰槽上下距离可调；不同的电缸行程设定，夹紧活动板10沿圆弧运动轨迹所走过的弧长也不同，以此实现不同的夹紧动作。
69.当产品规格参数或定位位置发生变化时，夹紧底板9上的腰槽可以调节夹紧活动板10的前后位置，从而满足工件的间隔距离m；在夹紧底板9上可以预先打好不同间距的螺纹安装孔，满足不同定位间隔需求a和b，当需要更换间距时，将夹紧活动板10安装在不同的螺纹孔上，即可快速实现a、b间距的切换。