装盒机技术
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高速装盒机吸盒机构原理图解说明
介绍和分析高速装盒机上的纸盒打开机构运动方案。通过工艺动作分析介绍了机构运动方案及工作原理，通过机构运动简图和运动循环图分析了该机构方案的运动过程。
0引言
将药品装盒是药品包装的重要组成部分，包装过程使用高速装盒机来实现。大部分药盒都是长方体，药盒制成品为压扁状态并送到药品包装机上。要完成自动装药动作，则首先必须使纸盒撑开(图1)，以便于送药机械手能将药品(例如铝塑泡罩包装胶囊类药版)和说明书送入盒中。为了实现这一要求，需要在自动装盒 机上设计一个纸盒打开机构，将送进的呈压扁状态的药盒张开。下面介绍一种纸盒打开机构的机构设计方案，该机构能较好地实现开盒动作。
图1张开的纸盒
1工艺动作过程分析
高速装盒机打开纸盒的工艺流程为:将压扁纸盒从纸盒架吸出一纸盒稍微打开一将纸盒送到传送带上一纸盒完全打开。
本文中我们介绍的机构打开纸盒的流程如图2所示，真空吸盘将纸盒从纸盒架上吸出后在挡块处将纸盒稍微打开，然后将纸盒传送到传送带上，靠传送带上的卡板将纸盒完全打开。为了方便说明机构运动过程，省略了气动控制回路等辅助机构，选用气阀控制真空吸盘实现纸盒的抓放。其工艺动作步骤如下:
图2纸盒打开运动过程
第一步:吸盘在吸纸盒位置停顿一段时间(此为吸盘吸纸盒的时间)，从纸盒架吸出纸盒，如图2a所示。
第二步:控制吸盘向回转中心方向移动使纸盒在挡块作用下稍微打开(此是由于压扁的纸盒可一起，将纸盒稍微打开有利于第三步的进行)，能粘在如图2b所示。
第三步:控制吸盘向回转中心方向移动，保证纸盒能够卡在挡板和传送链之间，并设计吸盘到回转中心的距离，保证纸盒沿水平方向的速度与传送带的速度相配合，从而确�？ò逡贫剿轿恢檬苯胶兴忱蚩缤�2c所示。
2机构的组成及原理
机构采用垂直面上的回转型工艺过程执行路线，通过吸盘传送带的配合运动完成纸盒打开过程。
如图3所示，轴1为整个纸盒打开机构的固定轴，通过轴1固联槽凸轮3和槽凸轮6，电机通过外联传动链带动转盘2以匀速。转动。吸盘支架7和滑杆5＇ 固 接，滑杆5＇在槽凸轮3作用下，沿径向方向位移。内齿轮4与转盘2固接，以匀速转动。扇形齿轮4＇啮合内齿轮4，在转盘带动下使摆杆5绕轴1旋转，另扇形齿轮4＇在槽凸轮6作用下反向回转，从而可以使摆杆5停止不动，为吸盘吸取纸盒留出时间。挡板8固定不动，使得纸盒进入传送带时能顺利卡在传送带9上。
图3机构运动简图
3机构运动分析
将图3所示的机构表示成图4所示的机构传动简图，能更好的分析机构运动。吸盘支架7与滑杆5＇固连。构件3,5＇组成直动从动件滚子凸轮机构。构件5,5＇组成滑块机构。构件4,4＇组成齿轮机构。构件4＇、5组成摆动从动件滚子凸轮机构。
结构上设计成一体的和内齿轮4与转盘2通过螺纹连接，作为主动件以匀速ω转动。与摆杆5通过成滑块机构的滑杆5＇中间连着滚子在凸轮3作用下沿径向移动，保证吸盘能够到达需要的位置。铰接在摆杆5上的扇形不完全齿轮4＇与内齿轮4啮合，另一端带滚子沿着槽凸轮6的凸轮轨迹运动;当滚子端运动到凸轮6的升程段，在内齿轮4的啮合作用下，使扇形齿轮4＇产生一个回转的角位移，从而使摆杆5停滞，此时吸盘已在凸轮3作用下到达指定位置开始吸取纸盒。在挡块11作用下，纸盒稍微打开。当纸盒卡在挡板8和传送带9之间时，随着卡板10的向前移动纸盒完全打开。动作完成后，吸盘放开纸盒，开始另一个循环。
图4机构传动简图
为了分析方便，反转机架。构件4不动，槽凸轮6以一。匀速转动。齿轮机构的主、从动运动关系为：
扇齿轮4＇的最大摆角
θ4＇是凸轮6从动件的最大摆角。θ4为摆杆5相对内齿轮4的最大摆角，由于本机构要求在凸轮升程这段时间(即吸盒时间)内摆杆5不动，因此θ4即为相对应时间内齿轮4的转角。
根据确定的机构运动循环，选用合适的从动件运动规律，则可以设计出凸轮6的轮廓曲线。由吸盘与纸盒架、吸盘与挡板及传送带的相对位置，可得滑杆5＇的位移线图。选用合适的从动件运动规律，同样可设计出凸轮3的轮廓曲线。图5简略地画出了机构的工作循环图。
整个机构的动作行程控制由凸轮分配轴实现。该机构的核心构件为3和6这两个凸轮。对凸轮廓线的详细设计可以保证该机构的动作协调、位置精确度和高速性能。为了提高生产率，可在转盘周向均匀布置3~6套相同的纸盒打开机构，共用凸轮3和6总变位系数：
b.计算由小齿轮一(序号5)和小齿轮二(序号6)组成的齿轮副，计算过程如表2所示。
由于齿轮布置的对称性，小齿轮三的变位系数与小齿轮一是完全一样的。
表3各齿轮变位系数(m=7)
变位系数的分配按表3。这样的分配，变位系数值均衡，能够同时满足两对齿轮副的齿顶间隙和重合度的要求。需要说明的是，大齿轮实际上不变位，只是齿顶高需根据变位的要求修正一下。
4结论
新结构步进机投产运行两年来，满负荷工作的情况下未发生任何故障。其优点在于：
(1)机构运动灵活，惯性�。舳�、停止没有冲击。
(2)整机重量轻，降低了设备的造价。
(3)装机功率降低，能耗低，降低了运行成本。
综合以上特点，可见该步进机设计上是完全成功的。同时造价低，运行可靠，有一定的推广的价值。