本文对C-200型装盒机中说明书的抓取、调向进行了结构及运动学分析。通过分析，确保说明书与主机同步运行，实现了该机构的设计目标。
随着GMP认证在中国制药行业的强制推行，及各制药厂自身生产的需要，自动装盒机的市场需求日益扩大。自动装盒机主要包括板块堆栈、板块供送、纸盒 抓取、说明书抓取、插板块、着舌等主要机构。要求各机构应能高速同步运行。由于说明书纸质轻，在装盒机运行中经常出现纸签跑偏及不到位情况，影响主机的稳定运行。本文通过装盒机说明书抓取装置的运动学分析，找到了切实可行的解决方案，经实际运行，效果良好，达到了设计要求。
说明书抓取装置是C-200装盒机说明书的供给装置中的一个中间重要机构，它的作用是:把折纸机折叠好的说明书，由水平连续进给的状态，调整到垂直间歇进给状态。
对于整个C-200装盒机来说.完成一个完整的包装，是要把药品板块和说明书装到纸盒中。药品板块和纸盒都是靠机构间歇供给的，因而要求说明书的供给也必须是间歇的，而且 还要有固定的位置。如图1所示:位 置1表示说明书由折纸机按一定要求折好后，再由输送带传送到的位置。说明书传输到位置1后，被挡块阻挡停下，等候夹持。此时说明书是水平 位置，并且因为折纸机结构的限制，只能为水平状态。位置2, 3表示装盒机正常工作时对说明书的位置要求，说明书应为垂直位置。因而要加一个说明书调向装置，把说明书由水平态 改变为垂直态，并且与整机同步，每一个循环要供给一张说明书，以确保装盒线上说明书供给的连续。
为了满足以上要求，并且考虑到各机构之间的空间位置关系，保证各部分之间不至于干涉，设计说明书抓取装置如图2，它通过H号件取纸夹夹取输送带中的说明书，抽出后退回， 然后旋转90度，再伸出取纸夹，把说明书放到装盒机所要求的垂直位置。
图1说明书的运动方向
图2说明书抓取装置
1一外罩2_槽轮3一齿轮I 4一立板5一小轴承座6一小轴7一大轴承座8一支架9一导轴to一挡板11一取纸夹组合12一连接条13一滑座14一导槽15一轴承固定轴16一摆杆17一底板18一套筒轴 19一大轴20一安装板21一齿轮II 22一筋板23一拨轮24-链轮25一拨爪
本机构是通过24号件链轮与主机相连接，接受主机传来的动力。并通过两个分路进行传导，最终在13号件滑座上形成一个复合运动。
链轮24.通过链条与主机相连.是本机构的动力来源，它通过键连接固定在大轴19上。同时通过键连接固定在大轴上的还有拨轮23,摆杆16，它们随大轴一起运动。轴承固定座 15，它上而固定着一个轴承，轴承同时在导槽14之中可以自由滑动。滑座13，通过直线轴承可以在导轴9上自由滑动.同时导槽14也通过螺钉固定在它上而。拨爪25，通过螺钉固定在 拨轮23上，它通过固定在它上而的轴承和轴承固定座把动力向2号件传导。2号件是一个带有4个导槽的槽轮，它与齿轮I3通过键连接一起固定在小轴6上。齿轮II21,齿轮I是配对齿 轮，两个齿轮齿数、模数均相同。齿轮Ⅱ通过键固定在套筒轴18上。同时固定在套筒轴上的还有支架8和底板17组成的一个支撑架，它起到支撑导轴9的作用。取纸夹组合装置11，它通 过连接条12固定在滑座13上，与滑座作同样的运动，取纸夹组合装置11有两个拨爪，在伸出的取说明书的时候，通过撞击一个拨爪而使取纸夹合上，在转动90度后，伸出放说明书的时候， 撞击另一个拨爪，让纸夹打开，放下说明书。挡板10起到限制说明书的作用，它形成一个导槽，让说明书在导槽之中运动，保证折好的说明书不至于散开，确保机构的正常工作。
从上而的结构来看，取纸夹组合11的运动是我们所关心的运动，它相当于一个机械手，起到夹取、放下说明书的作用，但是，它与滑座13连接在一起，因 而滑座的运动状态就是取 纸夹组合的运动状态，只要让滑座达到所要求的运动状态就可以了。滑座的运动实际是两个运动的合成运动，一个运动是在15号件的拨动下沿着导轴9的往复运 动，另一个是随着导轴 一起转动。前一个运动是连续的，链轮24每转一周，滑座便往复一周。后一个运动通过槽轮传导的，是间歇的，链轮24每转一周，导轴会随着转动1/4周，滑 座也会跟着转动1/4周。从 本机构的结构来看，两个运动的转动方向是相同的，因而，链轮24转动一周，滑座在导轴上不能完成一个往复循环，只能完成3/4循环。具体分析本机构见图3 所示:上而一排代表槽轮2、导轴9、导槽14的位置关系，下面一排代表槽轮机构的拨爪以及15号件上轴承的位置关系。以下而一排为主动，每转1/8周为一 个位置进行排列。因为装盒机每完成一个循环，链轮24要转动2周，所以共分为17个位置关系进行排列。上面相对应的是17个排列是相应的槽轮2、导轴9、 导槽14的位置关系。单看导轴9的 运动，在一个循环中，它只转动了180°，为了保障运动的连续性.采用了双取纸夹组合机构，两个取纸夹交替取纸，完成循环。再看看我们所关心的取纸夹的运 动，滑块带着取纸夹首先 是垂直在下，此时说明书已经放开，然后垂直向上运动，到达导轴中间位置时开始转动90°,接着水平向左伸出夹取说明书，夹取说明书后返回到右边，再转动 90°，然后向下伸出，在最 下点放开说明书，这样一个循环完成了。接下来另一个取纸夹完成下一个循环。
图3运动分析图
就整个机构来说.值得注意的问题是.如果槽轮机构的拨爪和15号件的安装的空间位置关系不同，会对运动的形态造成不同的影响。有些影响问题不大，有些会让本机构不能正常 工作。如图3所示，分别列举了3种不同的安装角度时的运动状态。A是槽轮机构拨爪和15号件的空间位置错开45度进行安装，其运动状态上面已经分析过，也是比较理想的状态，实 际工作中也是采取这种形式的。B是槽轮机构拨爪和15号件的空间位置重合在一起，滑块在最高点时开始转动，这种安装形式不好，在最高点时转动，转到水平位置的时候取纸夹在最左 边，这时取纸夹已经越过撞块而无法打开，不仅不能取到说明书，还会在转动过程损坏说明书，此方案极不可取。C是槽轮机构拨爪和15号件的空间位置错开90°进行安装，滑块在低点 刚过就进行了旋转，这种安装形式也不好，说明书和取纸夹还没有完全脱离，此时旋转，会把已经放到位的说明书刮离位置，导致说明书进给的失败。当然，就本机构来说，还有许多 安装方法都可以实现所要求的运动状态。
产品的设计方向离不开市场的需求方向，虽然目前国产装盒机的主流为间歇式为主，生产能力一般在70~80盒/min，但随着制药企业追求更高的生产效率及不断降低运营成本，生产 能力占优的连续式装盒机必然成为今后市场的主流。与高速装盒机相关的技术研究已成为包装机械企业热门课题。
当然，自动装盒机作为一种科技含量很高的产品，研究绝不仅限说明书抓取机构。我们有理由相信，深入地理论分析必将有利于消化吸收国外先进技术，从而促进我国包装机械行 业的技术升级与产业的发展。
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装盒机说明书抓取装置的运动学分析 |