CN102602041B - 智能化塑料薄膜成袋装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化的塑料薄膜成袋装置，由送膜部分和成袋部分组成。控制器发出制袋指令后，送膜部分将塑料薄膜进行适当的折叠和平整等处理以后将其输送到成袋部分，成袋部分的编码器可以控制成袋宽度尺寸；当薄膜到位以后，成袋部分的切膜刀片会实现薄膜的切断与热封，获得塑料薄膜袋，最后成袋部分的移袋部分会将成品取走存放。该装置采用简单的机构形式实现不同尺寸薄膜的制袋，可以满足不同尺寸要求的包装袋制作。该装置的执行器件是电机与气缸，易于实现高精度控制和生产的快速化；采用传感器实时监测各关键部位的工作情况以实现制袋的智能化。该装置提高了产品尺寸的稳定性和包装袋封口质量，提高生产效率节约人力成本。

Description

智能化塑料薄膜成袋装置

技术领域

本发明涉及一种智能化塑料薄膜成袋装置，属于包装机械应用领域。

背景技术

随着产品种类的多样化、高档化，人们对产品的包装质量提出越来越高的要求。当前产品普遍采用的外层包装多为塑料制品，其中塑料袋尤为普遍。在现在制袋技术中，送膜阶段没有自动的纠偏装置，只能靠人工调节，这样效率低且不精确。同时，现有的成袋装置不能够自动智能调节成袋尺寸，严重制约了该装置的应用领域。

而塑料袋的成袋方式多为热封方式，此种成袋方式，简单，成本低，但此种方式也存在众多不足之处，由于刀片加热多为电加热，所以电压的稳定性对成袋质量影响很大，要获得高质量的袋产品就需要使用专业的电源，这样成本随之升高，同时此种方式对刀片的材料要求很高，要求导热性好，升温快，低粘性，性能稳定，因此一般的金属材料难以满足要求，此外工作环境的温度对刀片温度的影响很大，不同季节不同地域的使用温度是不同，这样就给此种成袋方式增加了局限性，众多不足影响了成袋的质量以及成袋的效率，增加了成袋的成本，因此怎样制造一种智能化的热切封制袋装置，不但拥有简单的机构，而且能够满足不同环境不同地域的使用要求，同时还能自我调节刀片的温度时刻保证温度的稳定性，以提高成袋质量，同时能够实现自动化以提高生产效率是当前包装领域研究的重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能化的塑料薄膜成袋装置，此装置虽然结构简单但是完全自动化工作，能智能化的调节成袋尺寸可生产多种尺寸的产品，智能化的控制刀口温度，保证产品质量的稳定性，同时还能满足不同的工作环境的要求。此装置，不但解放了人力，降低了成本，而且实现了生产的自动化，提高了产品质量和生产效率，对于提高产品包装质量促进产品销售具有重要的意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种智能化的塑料薄膜成袋装置，包括送膜部分和成袋部分。所述的送膜部分主要包括：送膜部分机架、带轮调节脚、电机安装座、膜卷、膜卷编码器、三角组件、各种电机、检测传感器、输送辊等。所述的成袋部分包括：成袋电机、成袋编码器、送袋辊子、切袋气缸、压袋块、压袋移动板、中间换向辊、各种电机、检测传感器等。控制器发出制袋指令后，送膜部分将塑料薄膜进行适当的折叠和平整等处理以后将其输送到成袋部分，成袋部分的编码器可以控制成袋长度尺寸；当薄膜到位以后，成袋部分的切膜刀片会实现薄膜的切断与热封，获得塑料薄膜袋，最后成袋部分的移袋部分会将成品取走存放。

所述的送膜部分机架与成袋部分机架是通过强力角件连接的，方便拆装，两部分可以独立的搬运移动。

所述的带轮调节脚，方便整个送膜机构的搬运与移动，同时还可以将整个机构固定在地面之上，保证机构工作时的稳定性。

所述的膜卷编码器、膜卷调节电机可以实现膜卷沿膜卷转轴作轴向运动，实现不同包装袋的尺寸要求。

所述的第一方位传感器、第二方位传感器、方位调节电机、中间换向辊的配合控制下，完成了自动纠偏功能，保证薄膜高效传送。

所述的成袋编码器实时返回信号依次来控制成袋的长度，一旦编码器返回的数据跟控制系统自设的成袋长度尺寸相同，控制器便向成袋电机和顶起汽缸发送停止工作指令，两者随之停止工作，完成定长功能。

所述的温度传感器实时监测刀片的温度并将监测结果反馈给成袋编码器，成袋编码器根据监测数据实时控制刀片的温度，以保证刀片的温度稳定，保证成袋刀口的美观整齐。

所述的执行器件是电机与气缸，易于实现高精度控制和生产的快速化。

本发明采用传感器实时监测各关键部位的工作情况以实现制袋的智能化。

本发明的优点是：

1.本发明结构简单，易于拆装，不但极大地节省了加工成本，且增强了其普及应用性；

2.本发明采用自动智能调节产品尺寸，扩大了应用范围；

3.本发明采用采用自动纠偏系统，不需要人工干涉，保证了成袋质量；

4.本发明采用智能温控方式，降低了对刀片材料的要求，有效的降低了设备成本；

5.本发明可生产多种尺寸多种材料的产品。

6.本发明全自动取放产品，降低了工人的劳动强度。

附图说明

图1为智能化塑料薄膜成袋装置结构总装图；

图2为送膜部分后视图；

图3为送膜部分前视图；

图4为成袋部分后视图；

图5为成袋部分前视图；

图6为成袋部分仰视图；

图7为控制器与部件连接示意图；

图8为工作程序流程图。

具体实施方式

如图1所示，为智能化塑料薄膜成袋装置结构总装图，所述的智能化塑料薄膜成袋装置由送膜部分和成袋部分组成，送膜部分的机架1与成袋部分的机架41通过强力角件连接，方便拆装，两部分可以独立的搬运移动。

如图2、图3所示，为送膜部分结构示意图，送膜部分的所有元器件都是安装在第一机架1的上边，第一机架1的四个角装有带轮调节脚2，这样方便整个送膜机构的搬运与移动，同时还可以将整个机构固定在地面之上，保证机构工作时的稳定性。膜卷9被两个锥形固定圈8固定在膜卷转轴6上，膜卷转轴6的两端是外螺纹结构，膜卷9可以绕膜卷转轴6转动，为了防止膜卷9沿膜卷转轴6轴向运动在其外侧各安装一个固定环7，固定环7为内螺纹结构，膜卷转轴6安装在两个膜卷轴托架5上，膜卷转轴6可以在膜卷轴托架5上作轴向运动，膜卷转轴6的一端与膜卷调节电机4的输出轴连接，另一端装有膜卷编码器35。膜卷编码器35向膜卷调节电机4发出指令，可以实现膜卷9沿膜卷转轴6作轴向运动，实现不同包装袋的尺寸要求。膜卷调节电机4安装在电机安装座3上，电机安装座3固结在第一机架1上，送膜电机11转动带动滚轮10转动，膜卷套在滚轮10上，滚轮10带动膜卷转动，从而将塑料波薄膜从膜卷上分离出来，送膜电机11安装在电机板12之上，电机板12空套在转轴送膜转轴36上，在电机板12与机架1之间安装有一个气缸60，气缸60可以拉升送膜电机11使送膜电机11离开滚轮10，电机11可以沿送膜转轴36做轴向运动但不可以绕转轴转动，在送膜转轴36上安有一个膜卷存量检测块16，膜卷存量检测块16会随着送膜转轴32的转动而转动，在膜卷存量检测块16的正上方装有薄膜存量检测传感器17，当膜卷存量检测块16到达薄膜存量检测传感器17正下方时薄膜存量检测传感器17将信号返回给膜卷存量检测块16，在第一机架1靠膜卷9一侧的上方平行安装第一中间输送辊18和第二中间输送辊19，两者的作用是输送塑料薄膜，两者皆可绕中心线做圆周运动，这样减小了输送阻力易于薄膜的输送，在第一中间输送辊18和第二中间输送辊19的下方安装第三中间输送辊13，第三中间输送辊13的一端安装在转臂14的上面，转臂14安装在悬臂15上，悬臂15固结在第一机架1之上，转臂14与悬臂15之间是轴连接，所以转臂14可以绕连接点做360度旋转，第三中间输送辊13即可以做自转又可让随转臂14做旋转，它的作用不只是输送薄膜，还起到增加薄膜张力，减少薄膜表面皱痕的作用，将第一传感器22和第二传感器20安装在第一机架1上，使得第一传感器22和第二传感器20能够检测到转臂14的运转情况，第一传感器22和第二传感器20的作用是调节薄膜的张力。送膜部分的核心机构是三角折叠组件39，此机构可以实现塑料薄膜的折叠。三角折叠组件39通过三角转轴34、三角板轴座25安装在第四塑料薄膜中间输送辊24上。塑料薄膜中间输送辊四24的作用与第一中间输送辊18的作用相似，三角板轴座25可以前后调节，在三角折叠组件39上装有调节杆27，调节杆27与三角折叠组件39之间是通过铰链相连的，调节杆19的另一端装有全螺纹的螺杆28，通过调节螺杆28可以调节三角折叠折叠组件39的俯仰角度，螺杆28安装在第一三角调节杆支架29上，第一三角调节杆支架29与第二三角调节杆支架30组成铰链机构，安装在第一机架1上，在三角组件39的边缘装有用橡胶类材料制成的三角条40，三角条40与三角折叠组件39之间的缝隙可以调节，它的作用是平顺塑料薄膜，减少产品表面的皱痕，三角折叠组件39的下角点正对由第一叠袋辊子33和第二叠袋辊子32形成的缝隙，塑料薄膜经过三角折叠组件39以后两边都经过第一叠袋辊子33和第二叠袋辊子32之间的狭缝实现真正的折叠，在第一机架1一侧的上下机杆上分别安装第二中间换向辊23和第一中间换向辊26，经过折叠的塑料膜经过第一中间换向辊26和第二中间换向辊23后进入成袋部分，第一中间换向辊26只可自转不可轴向移动，但是第二中间换向辊23可以在水平方向上进行调整，这是由方位调节电机21来实现的，在正对第二中间换向辊23的第一机架1上左右装有第一方位传感器37和第二方位传感器38，第一方位传感器37和第二方位传感器38的作用是协助方位调节电机21调节第二中间换向辊23的水平度，实现薄膜的自动纠偏功能，保证薄膜高效的传送。

如图4、图5、图6所示，为成袋部分结构示意图，所述的成袋部分由第二机架41、薄膜输送机构、切袋机构以及移袋机构组成，薄膜输送机构由成袋电机42、第一驱动送袋辊子51、二送袋辊子50、成袋编码器58和顶块59组成，成袋电机42安装在第二机架41的中间杆的一侧上，在第二机架41的中间杆的另一侧上平行安装第一驱动送袋辊子51和第二送袋辊子50，送膜机构将薄膜送到水平台53上，在热切刀条57位置调好后，限位螺钉座43拧紧，使得刀条57的位置固定，第二送袋辊子压板49将第二送袋辊子50压住，使得第二送袋辊子50与第一送袋辊子51紧密接触，在成袋电机42的输出轴上装有成袋编码器58，成袋编码器58可以控制成袋的长度，为了保证薄膜输送顺畅在第一送袋辊子51的后方装有一顶块59，顶块59的下面安装顶起汽缸52，顶块59的升降是由顶起汽缸52实现，塑料薄膜的切断与热封是由切袋机构来完成，切袋机构的执行机构是切袋汽缸45，切袋汽缸45固结在压袋固定板46上，压袋固定板46固结在芯轴座44上，芯轴座44通过转轴与第二机架42连接，芯轴座44可以绕转轴转动，切袋汽缸45的芯轴与压袋移动板47连接在一起，在压袋移动板47的左右两端各装有一个绝缘块，在绝缘块上装有电极48，两个电极48之间装有刀条57，在刀条57上装有温度传感器54，温度传感器54实时监测刀片57的温度，将检测值反馈给控制器61以实时调节刀条57温度，在刀条57的前后各装有一个压袋块56，压袋块56与压袋移动板47之间通过导向轴连接，在压袋块56上装有吹气管，用于冷却塑料袋切口，移袋机构55固定在第二机架41上，最后由移袋机构55将成品取走存放，控制器61外购，OMRON公司生产，型号为CJ1M-CPU23，所述的控制器61分别与膜卷调节电机4、送膜电机11、薄膜存量检测传感器17、转臂14、第二传感器20、方位调节电机21、第一传感器22、第一方位传感器37、第二方位传感器38、成袋电机42、切袋汽缸45、顶起汽缸52和温度传感器54连接，如图7所示。

如图8所示，为工作程序流程图，在正式开始工作前，控制器61会根据操作者输入的产品的尺寸数据计算出膜卷调节电机4应该转动的圈数，然后控制器61向膜卷调节电机4发出调节指令，在转动膜卷调节电机4之前首先使汽缸60工作将膜卷调节电机4拉升，使膜卷调节电机4脱离膜卷9，膜卷调节电机4开始工作，膜卷调节电机4转动带动转轴6转动，从而实现膜卷的移动，转轴6两端为外螺纹结构，固定环7为与转轴6外螺纹配合的内螺纹结构，此种结构不但能够实现膜卷9的移动而且可以实现膜卷9最终位置的锁定，防止膜卷9自移动，膜卷编码器35实时监测膜卷调节电机4的工作情况并返回到控制器61，控制器61会根据膜卷编码器35返回的数据控制膜卷调节电机4的转停，膜卷调节电机4调节的是膜卷9的中心相对于三角组件39三角中线的距离，完成调节以后汽缸60回位使膜卷调节电机4回位；产品尺寸调节完成后系统开始正式工作，在整个工作过程中控制器一直检测第一传感器22是否有信号返回，一旦第一传感器22有信号返回控制器61便向送膜电机11发送工作指令，送膜电机11开始转动，控制器61一旦检测到第二检测传感器20有信号返回，则向送膜电机11发送停止工作指令，送膜电机11便停止转动；随着塑料薄膜的不断减少膜卷存量检测块16会随着送膜转轴36转动，一旦膜卷存量检测块16进入薄膜存量检测传感器17的检测范围则传感器17会向控制器61返回信号，提醒操作者更换新的膜辊；塑料薄膜离开膜辊9以后首先从上面绕过第一中间输送辊18，再从下面绕过第三中间输送辊13然后从上面绕过第二中间输送辊19最后从上面绕过第四塑料薄膜中间输送辊24到达三角组件39处，此时完成送膜功能。

转臂14与悬臂15之间是轴连接，所以转臂14可以绕连接点做360度旋转，第三中间输送辊13即可以做自转又可让随转臂14做旋转，它的作用不只是输送薄膜，还起到增加薄膜张力减少薄膜表面皱痕的作用，实现薄膜的张紧。

三角组件39主要完成的是定形功能，形成包装袋所要的形状。在三角组件39处塑料薄膜经过橡胶三角条40与三角组件39之间的缝隙到达三角组件39的背面，三角组件39的作用是捋平薄膜，在三角组件39的背面两边的的塑料薄膜进行折叠然后穿过由第一叠袋辊子33和第二叠袋辊子32形成的缝隙，然后从下面绕过第一中间换向辊26，最后从内侧绕过第二中间换向辊23进入成袋部分，实现了定形功能。

在整个工作过程中，控制器一直检测第一方位传感器37和第二方位传感器38的检测数据，根据监测数据控制方位调节电机21的运动依次来调节第二中间换向辊23的水平度从而有效减轻塑料薄膜跑偏问题。当薄膜向左边第二靠近方位传感器38侧跑偏时，第二方位传感器38得到信号，此时方位调节电机21转动，使得第二中间换向辊23右端向下，直到第二方位传感器38没有信号，方位调节电机21停止转动。如果薄膜向右边跑偏时，第一方位传感器37得到信号，此时方位调节电机21向反方向转动，使得地热中间换向辊23左端向下，直到第一方位传感器37没有信号，方位调节电机21停止转动。在第一方位传感器37、第二方位传感器38、方位调节电机21、第二中间换向辊23的配合下，完成了自动纠偏功能，保证薄膜高效传送。

开始工作后控制器61向成袋电机42发送开始工作指令，成袋电机42开始转动带动第二送袋辊子50和第一送袋辊子51转动从而将前处理完成的塑料薄膜向前输送，在成袋电机42开始工作的同时顶起汽缸52，使顶块59顶起，在成袋电机42送膜的同时成袋编码器58向控制器61实时返回信号依次来控制成袋的长度，一旦编码器58返回的数据跟控制系统自设的成袋长度尺寸相同，控制器61便向成袋电机42和顶起汽缸52发送停止工作指令，两者随之停止工作，完成定长功能。

随后，控制器61向切袋汽缸45发出工作指令，切袋汽缸45随之伸出，切袋汽缸45伸出的同时带动刀片57下移实现塑料袋的热切封口，温度传感器54实时监测刀片57的温度并将监测结果反馈给控制器61，控制器61根据监测数据实时控制刀片57的温度，以保证刀片57的温度稳定，保证成袋刀口的美观整齐)，在切袋汽缸45下移的过程中，压袋块56首先接触塑料薄膜在塑料薄膜完全被压牢以后刀片57才接触塑料薄膜，这样可以保证成袋道口的整齐美观防止变形，刀片57切断塑料薄膜以后稍作停留，然后切袋汽缸45回位，在切袋汽缸45回位的同时，压板块56上的吹气口开始吹气，实现成袋刀口的冷却，切袋汽缸45回位完成以后，移袋机构会将成袋移动到指定位置存放(此处采用真空吸附机构来实现取放)，实现热切和横移功能。

Claims (2)

1.一种智能化塑料薄膜成袋装置，其特征在于，由送膜部分和成袋部分组成，送膜部分的机架（1）与成袋部分的机架（41）通过强力角件连接；

所述的成袋部分包括第二机架（41），成袋电机（42）设于第二机架（41）的中间杆的一侧上，在第二机架（41）的中间杆的另一侧上平行设有第一驱动送袋辊子（51）和第二送袋辊子（50），成袋电机（42）的输出轴上设有成袋编码器（58），并分别与第一驱动送袋辊子（51）和第二送袋辊子（50）连接，在第一驱动送袋辊子的后方设有顶块（59），顶起气缸（52）设于顶块（59）的下面，成袋电机（42）、第一驱动送袋辊子（51）、第二送袋辊子（50）、成袋编码器（58）和顶块（59）组成薄膜输送机构，切袋汽缸（45）设于压袋固定板（46）之上，压袋固定板（46）设于芯轴座（44）上，芯轴座（44）通过转轴与第二机架（41）连接，切袋汽缸（45）的芯轴与压袋移动板（47）连接在一起，在压袋移动板（47）的左右两端各设有一个绝缘块，在绝缘块上设有电极（48），两个电极（48）之间设有刀条（57），在刀条（57）上设有温度传感器（54），在刀条（57）的前后各设有一个压袋块（56），压袋块（56）与压袋移动板（47）之间通过导向轴连接，在压袋块（56）上设有吹气管，切袋汽缸（45）、压袋固定板（46）、压袋移动板（47）、电极（48），刀条（57）、压袋块（56）组成切袋机构，移袋机构（55）设于第二机架（41）上。

2.根据权利要求1所述的一种智能化塑料薄膜成袋装置，其特征在于，所述的送膜部分包括第一机架（1），第一机架（1）的四个角下面设有带轮调节脚（2），可转动的膜卷（9）通过两个锥形固定圈（8）设于膜卷转轴（6）上，膜卷（9）两端外侧各设有一个固定环（7），膜卷转轴（6）设于两个膜卷轴托架（5）上，膜卷转轴（6）的一端与膜卷调节电机（4）的输出轴连接，另一端与膜卷编码器（35）连接，膜卷调节电机（4）设于电机安装座（3）上，电机安装座（3）设于第一机架（1）上，沿送膜转轴（36）做轴向运动但不可以绕转轴转动的送膜电机（11）设于电机板（12）之上，送膜电机（11）与滚轮（10）连接，电机板（12）设于送膜转轴（36）上，在电机板（12）与第一机架（1）之间设有气缸（60），气缸（60）与送膜电机（11）连接，在送膜转轴（36）上设有膜卷存量检测块（16），在送膜转轴（36）的正上方设有薄膜存量检测传感器（17），在第一机架（1）靠膜卷（9）一侧的上方平行设有第一中间输送辊（18）和第二中间输送辊（19），在第一中间输送辊（18）和第二中间输送辊（19）的下方平行设有第三中间输送辊（13），第三中间输送辊（13）的一端设有转臂（14），转臂（14）设于悬臂（15）上，悬臂（15）设于第一机架（1）上，转臂（14）与悬臂（15）之间通过轴连接，第一传感器（22）和第二传感器（20）设于机架上，第四中间输送辊（24）设于第一机架（1）后侧的上机杆上，三角组件（39）通过三角转轴（34）与三角板轴座（25）设于第四中间输送辊（24）上，在三角组件（39）上设有一调节杆（27），调节杆（27）的一端与三角组件（39）之间通过铰链相连，调节杆（27）的另一端设有螺杆（28），螺杆（28）设于第一三角调节杆支架（29）上，第一三角调节杆支架（29）与第二三角调节杆支架（30）组成铰链机构，此铰链机构与基座（31）连接，基座（31）设于第一机架（1）上，设于第一机架（1）后侧的下机杆上，在三角组件（39）的边缘设有三角条（40），三角组件（39）的下角点正对由第一叠袋辊子（33）和第二叠袋辊子（32）形成的缝隙，在第一机架（1）一侧的上下机杆上分别设有第二中间换向辊（23）和第一中间换向辊（26），第二中间换向辊（23）的一端连接方位调节电机（21），方位调节电机（21）设于第一机架（1）前侧的上机杆上，在正对第二中间换向辊（23）的机架的左右设有第一方位传感器（37）和第二方位传感器（38）。

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