由于傳統(tǒng)的包裝機機械傳動復(fù)雜，且速度慢、精度低、包裝品種單一、通用性不好，不能適應(yīng)日益增長的對包裝多樣化、個性化的需求。傳統(tǒng)包裝人工參與度較大，勞動強度高，且整體包裝的效率降低，不能滿足當前經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。因此，基于這些問題上提出一種多規(guī)格包裝機的設(shè)計，目的在于針對不同的快遞產(chǎn)品進行包裝。
因不同快遞之間沒有固定的規(guī)格尺寸，要求自動包裝機能夠自動識別快遞件大小，然后進行所需要的紙板切割，再進行快遞件的引入和最后的包裝。快遞自動包裝機的設(shè)計工藝流程如圖1所示。
圖1 設(shè)計工藝流程圖
其中，結(jié)構(gòu)設(shè)計上的難點在于需實現(xiàn)測量系統(tǒng)與切割系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)聯(lián)動。另外還需要巧妙應(yīng)用已經(jīng)定位好的紙板位置，將快遞件引入至紙板上，然后才方便后續(xù)的包裝封口。否則，需要增設(shè)額外的結(jié)構(gòu)來使快遞件進行定位，增加了設(shè)計結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和設(shè)計制造成本。
圖2 機器整體設(shè)計結(jié)構(gòu)
整個機器設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖2所示，采用分層設(shè)計模式，利用多個紅外傳感設(shè)備來測定快遞件的長、寬、高尺寸。切刀需根據(jù)測定的數(shù)據(jù)進行聯(lián)動。
因要求具有一定的柔性，能根據(jù)不同快遞大小進行自動包裝，所用的結(jié)構(gòu)較多且相互之間要協(xié)調(diào)動作，因此在設(shè)計和三維建模時考慮細節(jié)上的兩點：
1）在切割系統(tǒng)設(shè)計時，需要考慮到在進行切割過程中，刀片不會碰到紅外感應(yīng)器機構(gòu)和進行包裝的移動軸，所以需要多把刀來進行切割，如圖3所示。以避免刀片與零件之間的觸碰，以保證切割的精確性和機器運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。
圖3 多把切割刀片示意圖
圖4 紙板切槽示意圖
2）需要考慮包裝紙板的厚度進而確定刀片的厚度。因為刀片厚度不夠會導(dǎo)致受力不均，進而使刀片發(fā)生抖動，影響到切割的準確性，而且會進一步影響到包裝的密封性。切刀根據(jù)紅外傳感器的實測數(shù)據(jù)，需要在紙板上切出一定尺寸的槽，以方便紙板的后續(xù)折疊成豎立邊，正常紙板上的切槽如圖4所示。
通過對不同規(guī)格的快遞件進行自動包裝的市場需求分析、包裝的工藝步驟分析，完成一種具有一定柔性的快遞自動包裝機的結(jié)構(gòu)設(shè)計。利用三維軟件完成其裝配模型的建立，并對刀具防干涉、紙板切槽等進行細致考慮，以確保設(shè)計結(jié)構(gòu)運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。