本文阐述了一款新型高速药瓶自动装盒机的设计，通过分析高速药瓶装盒机的工艺流程， 包括总体结构设计、取盒开盒机构设计，并进行仿真，可满足高速装盒的要求。

如采用间歇式自动装盒机，药板输送带、纸盒输送带等机构在高速状态下，一动一停会存在不稳定因素，且对药瓶冲击非常大使之受损。

本文在我司成熟的药瓶自动装盒机上，对其取盒开盒机构进行优化设计，以提高药瓶自动装盒机装盒速度。

新型药瓶装盒机的功能及结构要求

由于药品行业的特殊性，要求装盒机除自动开盒、装盒、封盒功能外，还须具备说明书自动装入功能，具体要求这里不做阐述。

主要功能为：药瓶说明书的自动折叠与传送、药盒成型与传送、将药瓶与说明书装入药盒、药盒两端纸舌封装、打批号生产计数、成品输送、对无说明书或空盒进行剔除及计数等。

机械结构主要包括：药瓶输送机构、说明书折叠机构、说明书输送机构和纸盒开盒机构、说明书和药瓶装盒机构，纸盒封口机构及打印批号机构。图一所示为自动装盒机的工艺流程图。

图一：自动装盒机的工艺流程图

高速药瓶装盒机工作原理及总体结构的设计

图二为装盒机整体结构图，由PLC程序控制，药瓶通过药瓶输送链（3）输送。与此同时，说明书折叠装置（1）进行说明折叠，通过说明书输送装置（2）进行输送，同时纸盒储料仓（4）中的纸盒，通过开盒机构（5）将纸盒打开并放置纸盒传送链上。纸盒、药瓶及说明书同步传送至连续推料机构（6）处，通过连续推料机构，将说明书和药瓶一起推入纸盒内，实现产品进盒，而后进入打码机构（7）打印批号和日期，再由封盒机构（8）对纸盒进行封盒，最后通过出盒机构输送，并完成出盒。

 

图2 新型药瓶装盒机总体结构示意图

1.说明书折叠机构；2.说明书传送机构；3.药瓶输送链；4.纸盒料仓；5取盒开盒机构；6.推杆机构；7.打印批号机构；8.插舌机构；9. 出盒机构

药瓶高速装盒机取盒开盒机构的设计

从药瓶装盒机的工作原理及实际生产运用中可发现，取盒机构是装盒机的“瓶颈"，其效率直接影响到整台装盒机的效率，因此，提升高速装盒机速度的突破口在于提升取盒机构。

广州利悦包装的高速装盒机的三头旋转式取盒开盒机构很好的解决了药瓶装盒机开盒慢的瓶颈，以下为大家介绍该机构。

首先做一个大转盘，然后将吸盘的数量由原有的一套改为三套，三套吸盘完全均匀分布，刚好与吸盒过程中三个关键点的位置相对应；每个吸头的取盒周期为大盘每转动一周，每个吸头完成一个取盒过程。这样，在相同主轴转速的情况下，该机构的取盒效率为原有取盒机构效率的三倍。该取盒机构用轮系实现了三尖瓣线的运动轨迹，取盒时将纸盒向下拉，不受供盒架的位置限制，结构紧凑。您可通过 利悦牙膏高速装盒机 的具体案例视频，对机构查看了解。

图3 新型取盒开盒机构

1.大转盘；2.小转盘；3.固定齿轮；4.转盘齿轮；5.转向齿轮1；6.主动齿轮；7.转向齿轮2；8.从动齿轮；9.真空吸头

新型取盒开盒机构原理图见图三。三套小转盘（2）（为表示方便，图中只显示一个小转盘）均匀分布在大转盘1上。由齿轮（6）、齿轮（7）、齿轮（8）组成一行星轮系，固定齿轮（3）、转盘齿轮（4）和转向齿轮（5）组成另一个行星轮系，驱动小转盘（2）进行公转的同时又进行自转，吸头连杆（9）安装在从动轮（8）上，所以从动连杆在自转的同时也进行公转，控制吸头形成圆周运动，并在指定的位置实现指定的动作。由于行星轮系结构具有传动效率高、运行平稳、易于加工等特点。具体工作原理如下：

小转盘（2）安装在大转盘（1）上，固定齿轮（3）控制转盘（1）的自转和主动齿轮（6）的自转。小转盘（2）在随着大转盘（1）旋转时，转盘齿轮（4）也控制它进行自转。要求转盘旋转一周，吸头旋转一周，完成一个取盒周期，即大转盘和吸头保持同步，在一周内，小转盘相对大转盘转动两周真空吸头进行公转和自转。所以要达到设计动作要求，必须要控制好传动比。

设固定齿轮（3）的齿数为Z3，转盘齿轮（4）的齿数为Z4，小转盘（2）的速度为n2，大转盘的速度为n1，满足n2=2n1，则：

计算求得：Z3：Z4=3；

对取盒开盒模型进行三维造型，并运用Solid?works软件分析其运动轨迹。

图四为小转盘中行星齿轮机构，图（5）为大转盘中齿轮传动。取盒开盒机构靠真空气泵的通断来控制盒子的吸与放。本取盒机构有三套吸盘，分别有独立的密封系统及气体传输控制系统。在主轴上依次通有三道长短不同的气槽，主轴的进气口始终在各自对应的气腔里旋转，只需独立控制各个进气口的通断，就可以控制吸头的吸放盒。

图四：小转盘中行星齿轮设计；            图五：大转盘中齿轮传动设计；

图六是取盒开盒机构的装配示意图，整体结构共用到16个齿轮。所有零件完成正确的装配后，对该运动进行仿真：先进行仿真参数的设置。添加原动力，点击马达，选择算例分析，齿轮配合，重合同轴等。将大转盘的转速设为60 r/min，即仿真周期1s，取盒刚好完成一个周期的取盒运动。因该机构有三个吸头，所以速度可以达到180 r/min；设置完所有参数后，点击模拟运算，可以查看机构的运动情况，当运动结束后，点击结果。图七为添加马达，图8为仿真设置，图9为结果显示的速度和加速度曲线。

图6 新型取盒开盒机构三维装配示意图

图7 添加马达

图8 仿真运动设置

图9 速度、加速度曲线

从仿真的运动过程来看，运动轨迹基本符合三瓣线的运动轨迹；

从速度曲线来看，机构速度比较均匀，在关键动作时没有速度的跳跃，基本平稳运行；

从加速度曲线来看，加速度没有突变，在速度变化处也能平稳运行，不会产生冲击。