CN102649379B - 由可焊接热塑性板材连续制造盒式文件夹以及相关机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由可焊接热塑性板材连续制造用于归档文件的平行六面体盒式文件夹的有效率的方法。所有顺序操作都在全自动机器上完成而无需人工干涉，所述全自动机器包括具有相互协调的自动执行构件的多个站。

Description

由可焊接热塑性板材连续制造盒式文件夹以及相关机器

技术领域

本发明总体上涉及用于制造归档文件的文件夹和档案夹（files）的机器，尤其是涉及由刚性塑性材料制成的带有盖闭合前部（flap closure front）的盒式文件夹。 

背景技术

由热焊接塑性材料（通常是聚丙烯）的板材制成的带有闭合盖（flap closure）的刚性盒式文件夹越来越优于传统的带金属环的夹子。 

通常通过在文件夹的脊部上（在文档架上可见）和盖闭合前部上（当从文档架上取下的文件夹被放在工作桌上时）焊接的透明薄膜的应用袋来满足对所述用于归档文件的容器进行标记的需要。 

自然地，对于这种文件夹而言，要从文档架上取出这种文件夹可以像取出更熟悉的夹子那样，很方便地将手指引入文档架上可见的脊部中的孔来完成抓取，所述孔适当地设置有金属环。 

相对纸夹而言，所述塑性材料的盒式文件夹的制造更加复杂，并且比如需要采用适合塑性材料的技术来完成大量的操作，此外必须制备可打开的盒式结构，所述盒式结构的运动部分限于脊部和盖闭合前部，所述盖闭合前部还需要将其锁在闭合位置中的装置以允许方便地储存和移动文件夹而不会让文件夹中的文件随意掉出。 

尽管在盒子成型步骤中产生塑性材料用于折叠的弱化线、同时将半刚性塑性板材模切成所需的平坦形状物，工业规模生产所述物品的劳动力成本仍是主要的成本因素。通过破碎刀片（crushing blades）来冷成型弱化线无法使折叠满足快速执行待完成的操作的要求，从而导致自动化程度不高，这是因为塑性材料虽然由破碎刀片通过塑性变 形变薄，但仍保留有明显的弹性记忆，这会使盒子的成型和完全折叠90°的重叠边缘的焊接变得复杂。而且，没有解决使用或多或少自动化辅助装置来执行折叠操作的问题，这是因为所述操作仍要求由专业的操作人员来监督和干预。 

发明内容

减少制造成本的需求只能通过一种全自动化系统来满足，所述全自动化系统能够以几乎连续的方式运行并且只需要一至两名操作人员进行最起码的监督和辅助，而几乎免除任何固定重复的人工操作。 

在进行了紧张的研究工作以及对实现该目标的可能途径和技术方案进行检验之后，申请人提出了一种由可焊接塑性板材有效率地连续制造用于归档文件的平行六面体盒式文件夹的方法，以及一种具有相互协作自动执行装置的全自动机器。 

在由塑性板材模切所得的平坦形状物上顺序执行制备盒式文件夹要求的所有操作，其中，在从半刚性塑性板材模切所需的平坦形状物的同时，在所述塑性板材上仍能预成型两条塑性材料的纵向弱化线以用于折叠侧闭合片。模切形状被堆叠并引入进料料盒（magazine）中，从所述进料料盒自动取出模切形状并以同步且全自动的方式沿着机器不断推进而无需任何人工干预，除了在任何需要时定期添加在各自进料料盒中使用的材料和小产品之外。 

所要求保护的发明由所附权利要求限定，将权利要求全部内容纳入说明书中作为参考。 

附图说明

图1-8示出在聚丙烯板材制成的模切平坦形状物上所执行操作的顺序。 

图9是由半刚性半透明的可焊接塑性材料的板材制成的文件夹成品的三维视图。 

图10是根据本发明的机器的第一部分的整体三维视图。 

图11-15示出构成图10中机器的第一部分的不同站和相关执行构件的细节。 

图16是根据本发明的机器的第二部分的整体三维视图。 

图17-26示出构成图16中机器的第二部分的不同站和相关执行构件的细节。 

图27是根据本发明的机器的端部部分的整体三维视图。 

图28-30示出构成图27中机器的端部部分的不同站和相关执行构件的细节。 

具体实施方式

所附附图和下面的描述仅仅是为了说明本发明的一个示范实施例。本领域的技术人员很清楚地是，虽然本文通过示例的方式描述，但是可以根据选择和便利性对在许多例子中使用的操作构件和装置以及不同站的组织顺序做出改动,且仍在本文所描述和说明的教导范围之内。 

如图1-9所示，在所用示例中，平坦形状物Sf已具有在模切步骤期间通过在塑性板材上冷破碎预成型获得的纵向细化线sx和sd，在每块平坦形状物Sf上顺序执行的操作如下： 

a）热成型限定文件夹的盖闭合前部1和脊部2的第一横向折叠褶痕p1和p2（图2）； 

b）在脊部2的外表面上设置透明的第一标签保持袋T1（图3）； 

c）热成型限定文件夹背部3、底部4和相对前部（counter-front）5的第二横向折叠褶痕p3和p4（图4）； 

d）在脊部2中冲出用于手指抓取文件夹的孔h，并在孔h的边缘上设置金属环（图5）； 

e）在前部1的外表面上设置透明的第二标签保持袋T2（图6）； 

f）在相对前部5的外表面上和前部1的内表面上分别设置可释放紧固装置的第一部分V1和第二部分V2，以将前部1固定在相对前部5上，由此闭合文件夹用于在文档架上储存或运输（图7）； 

g）将加强金属配件gm设置在盖闭合前部1的紧固装置的移动部分V2所固定的区域上（图8）； 

h）使文件夹成型，并对折叠90°且彼此重合的侧闭合片31，41，51进行热焊接或超声波焊接（图9）。 

盖闭合前部1的紧固装置可以是各种各样的。这种装置中的一些优选种类是：条带、纽扣、永磁紧固件、或者带有柔性线轴（spool）的闩（在各自边缘部分上固定的所述柔性线轴通过缠绕/展开锚固到其中一个所述线轴上的线而被紧固在一起）。 

参见图10-15，在图10的整体视图中示出本发明的机器的第一部分，其中附图标记A表示进给图1中的模切平坦形状物Sf的组或站，附图标记B表示形成图2中的横向折叠褶痕p1和p2的组或站，附图标记C表示切割透明袋T1并将透明袋T1设置在横向褶痕p1和p2所限定的脊部2上的组或站，以及附图标记D表示将平坦形状物Sf传递到去往机器第二部分的输送机上的组。 

从图11可以详细看出，来自普通模切和压印生产线的文件夹的平坦形状物被放置在导引器A2处进料器外侧工作架A1上的堆叠中，所述导引器A2根据所生产的样式可以调整。一旦堆叠达到所要求的高度，平坦形状物就被放置在进料器的内架A3上。位于链式提升架A3上的嵌齿与吸盘配合来抓取堆叠顶部处的平坦形状物，以进给到机器生产线的第二站B。 

机器的第一热折痕构件进行限定文件夹脊部的双折痕，接下来将在所述文件夹脊部上设置标签袋T1。参见图12，带B1将文件夹进给直到包括底部压机B3和顶部移动压机B4的折痕组附近，其细节在图13中示出。由无刷电机驱动的成对辊子B5将文件夹定位。相对刀片B8邻接到热刀片B7上，所述相对刀片B8安装在顶部移动压机的主体上，所述顶部移动压机由驱动轴的摆动动作被拉杆B2移动，所述热刀片B7由具有集成加热器的刀片架B6支撑。 

参见图14，由无刷电机C6进行文件夹的定位，并且模具C5通过热焊接将透明薄膜袋T1连同相关的印刷纸质标签一起设置在文件 夹脊部2上。从图中可见，可焊接塑性透明薄膜从进料辊展开一段由无刷电机C1和校准辊设定的长度，然后薄膜被刀片C2切断。标签从料盒C3剥下，并且由钳子C4将其与透明袋一起放到焊接模具C5下方的位置，所述模具C5包括带加热器的压板C51、工具保持模具C52、按压构件C53和尺寸适合所要设置的袋的焊接工具C54，如图15的细节图所示。 

参见图16-26，，图16示出机器第二部分的整体视图，且出于说明而不是限制的目的，图16指示出根据本发明的示范实施例所实施的不同组或站。 

在机器的第二部分中，由一对齿形带E推进平坦形状物Sf，并且操作循环提供从一站到下一站的移动、以及停留以用于在处理很多形状时在各个站中同时执行不同的操作。 

用于热标记的可选组F如果存在并使用的话，允许在平坦形状物的一个或多个区域上设置特征标记或标识。 

站G的热折痕机形成沿着图4中的横向折叠线p3和p4的褶痕，从而限定盒式文件夹的背部3、底部4和相对前部5。如图17详细所示，电机减速器块G1控制模具G3的操作，通过沿着大梁G2移动整个块来调整其位置。模具G3包括移动相对刀片G31、固定热刀片G32和带加热器的刀片架G33，如图18所示。 

如图19中详细所示，图5中的孔h在站H中由电机减速器H1驱动的移动穿孔机H2和固定模H3制成。 

通过两个卷曲（crimping）模在站I中将金属环设置在孔h上，所述两个卷曲模为：固定卷曲模I5和由电机减速器I1驱动的移动卷曲模I4。通过振动式涡形定向器（vibrating scroll orienter）I2选择待卷曲的金属环，并且由轨道I3送到设置点。细节在图20中可见。 

类似于机器第一部分的组C的组（站）L用于将透明薄膜的第二标签保持袋T2（以及可能的印刷纸质标签）设置在图6中的文件夹的前部1上。上述两个组的区别在于用于预备袋的形状的模具L1和焊接模具L2。通过以下两个操作获得袋的形状：边缘修整L11（以获得 所期望的轮廓）和模切L12以获得袋的立体效果（relief effect）。袋焊接模具具有对应的形状，并包括具有加热器的压板L21、工具架L22、按压构件L23和焊接工具L24。这些细节能在图21、22、23中看到。 

为了增加运行时间、甚至为了可以在运行期间更换进料辊，在平坦形状物Sf移动的时候、即在平坦形状物从站L推进到站N的时候，借助于两个容纳各自的条带的两辊的组M，将自粘结条带V1和V2分别附着在相对前部5的外表面上和前部1的内表面上（图8），所述自粘结条带V1和V2从各自的进料辊上展开并被切割成所需尺寸。 

在站N中同时给设置在文件夹盖闭合前部1的内表面上的 条带V2和在外表面上的加强金属配件gm进行卷曲。执行构件包括振动式涡形定位器N1、将金属配件放置在平坦形状物上与 条带V2重叠的传送装置N2以及卷缩机（crimper）N3，如图24所示。为了正确定位金属配件gm，使用两个定心装置N31及一个锁定装置N32。定位在砧N33上的金属配件受到锤N34的敲击，如图25所示，并发生变形，从而在半刚性塑性板材上卷曲。 

在随后的站O内，通过带有自动剪纱（yarn cutting）和修整功能的缝合机的缝合将设置在相对前部5的外表面上的另一条带V1永久固定。 

接下来的操作需要在随后的站P内进行平坦形状物的纵向翻转。如图26详细所示，平坦形状物在叶片P1之间滑动并且通过连续两次90°的旋转在纵向方向上相对于推进路径被翻转，并被放置在抽取和传送带Q上。 

出于说明而不是限制的目的，图27-30首先示出自动机器的端部部分的整体视图，在之后的附图中示出根据本发明的示范实施例所实施的不同站和执行构件的详细视图。 

在图27的整体视图中仍可见图16的整体视图中机器第二部分的抽取和传送带Q。 

为了便于文件夹的成型，沿着文件夹背部3、底部4和相对前部5 两侧的、在形状模切步骤中所限定的文件夹的侧闭合边缘或侧闭合片31，41和51（参见图1-8）在站R中沿着冷成型线sx和dx进行预折叠处理。如图28详细所示，第一成形板R1将侧闭合片31，41和51折叠180°，并且对比块（contrast block）R2向下压在文件夹上以增加其破碎程度，从而达到被破碎并折叠180°的塑性板材的屈服点。第二成形板R3将侧闭合片提回到预定角度。 

根据所描述和示出的示范实施例，在站S中进行盒式文件夹的成型和超声波焊接。 

如图29和30详细所示，内部模具S3作为用于焊接超声波喇叭（horn）S5的对比物。当气缸S1和S2缩回时，侧闭合边缘或侧闭合片已经被折叠接近90°的形状物到达焊接站S，并被定位成抵靠可调节止挡S8。气缸S1和气缸S2移动到工作位置，通过移动内部模具S3将必须在内侧的侧闭合片折叠，将形状物推动抵靠在组成成型室壁的板上直到由气缸S4驱动的对比构件。 

至此，文件夹虽然还没有被焊接，但是已经完整成型。 

此时，内部模具S3扩展以使超声波喇叭S5与重叠侧闭合边缘31，41和51的塑性板材接触，并且进行焊接。该模具实际上包括固定构件（对比板）和移动构件（焊接工具）；当气缸S31移动到工作位置时，杆S32对准并向外推动承载焊接工具S34的承座S33；当焊接完成后，气缸将工具拉回，从而可以从模具上取下焊接好的文件夹。 

吸盘杆S6将文件夹向下输送，同时气缸S2将模具向上拉回，从而可以将待成型和焊接的新文件夹推进到成型位置。推料机S9将焊接好的文件夹从工作区推开从而将其送到抽取钩S7，所述抽取钩S7在正确定向的空气喷嘴和侧向刷的帮助下闭合文件夹并将其朝向自动机器的出口推动。 

Claims (7)

1.一种由可焊接热塑性板材连续制造用于归档文件的平行六面体盒式文件夹的自动方法，所述盒式文件夹包括：闭合前部(1)；带有用于手指抓取所述盒式文件夹的孔(h)的脊部(2)；带有侧闭合片(31，41，51)的文件夹背部(3)、底部(4)和相对前部(5)；分别在所述文件夹的脊部(2)上和所述闭合前部(1)上的透明标签保持袋(T1，T2)；以及在所述相对前部(5)之上的所述闭合前部(1)的可释放紧固装置(V1，V2)，所述方法包括提供由所述热塑性板材模切得到的平坦形状物(Sf)的步骤，将所述平坦形状物堆叠和引入全自动机器的进料料盒(A)中的步骤，并执行以下操作：

a)从所述进料料盒(A)中一次取出一块平坦形状物(Sf)，并且在所述平坦形状物上热压出限定所述盒式文件夹的所述闭合前部(1)、脊部(2)和侧闭合片(31，41，51)的第一横向折叠线(p1，p2)和纵向折叠线(sx，sd)；

b)从可焊接塑性材料制成的透明板材的带上切割出尺寸适合形成第一标签保持袋(T1)的平坦矩形片，并沿着三条侧边将所述第一标签保持袋焊接到由所述平坦形状物(Sf)的所述第一横向折叠线(p1，p2)限定的所述脊部(2)上；

c)热压出限定所述盒式文件夹的所述背部(3)、底部(4)和相对前部(5)的第二横向折叠线(p3，p4)；

d)在所述脊部(2)上冲出用于手指抓取所述盒式文件夹的孔(h)；

e)从进料料盒中取出一个金属环，并且将所述金属环设置在冲出的所述孔(h)上；

f)从进料料盒中取出一块尺寸适合形成第二标签保持袋(T2)的可焊接塑性材料的透明板材，并且将所述第二标签保持袋沿着至少两条侧边焊接到所述闭合前部(1)上；

g)从各自的进料分配器中取出可释放紧固装置的第一部分和第二部分，并且将第一部分(V1)设置在所述相对前部(5)上，并且在适合与所述可释放紧固装置的所述第一部分(V1)配合以用于闭合所述盒式文件夹的位置处将第二部分(V2)设置在所述闭合前部(1)的内表面的区域上；

h)相对于所述全自动机器中的推进方向纵向翻转所述平坦形状物(Sf)；

i)通过将所述平坦形状物(Sf)推进到适合沿着各自的纵向折叠线(sx，sd)预折叠所述侧闭合片(31，41，51)的对比构件之间、接着沿着第一横向折叠线和第二横向折叠线(p1，p2，p3，p4)折叠所述平坦形状物、并且将重叠的所述侧闭合片(31，41，51)焊接在一起来使所述盒式文件夹成型；

j)在所述全自动机器的出口处输出完成的所述盒式文件夹。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可释放紧固装置的配合的所述第一部分和第二部分(V1，V2)是从进料辊上分别切割的条的条带。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可释放紧固装置的配合的所述第一部分和第二部分属于由以下组成的组：成对的条的条带、钮扣、永磁紧固件、以及柔性的线轴，所述线轴被固定在各自文件夹边缘部分上以通过缠绕/展开锚固在所述线轴中的其中一个上的线而被紧固在一起。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在沿着所述全自动机器的生产线不断地从一个工作站被推进到下一个工作站的至少一定数目的单块平坦形状物上同时执行等同数目的顺序的所述操作。

5.一种由可焊接热塑性板材连续制造用于归档文件的平行六面体盒式文件夹的自动机器，所述盒式文件夹包括：闭合前部(1)；带有用于手指抓取所述盒式文件夹的孔(h)的脊部(2)；带有侧闭合片(31，41，51)的文件夹背部(3)、底部(4)和相对前部(5)；分别在所述文件夹脊部(2)上和所述闭合前部(1)上的透明标签保持袋(T1，T2)；以及在所述相对前部(5)之上的所述闭合前部(1)的可释放紧固装置(V1，V2)，所述自动机器包括：不断推进平坦形状物(Sf)的生产线，所述平坦形状物由所述热塑性板材模切得到、在堆叠中被引入进料料盒；以及每块平坦形状物顺次到达的多个工作站，所述多个工作站包括：

a)进料料盒(A)，所述进料料盒具有吸盘，所述吸盘从所述堆叠的顶部拾取单块平坦形状物并将所述平坦形状物传送到第一带式传送器(B1)上；

b)第一热刀片折痕机(B)，所述第一热刀片折痕机限定侧闭合片(31，41，51)的纵向折叠线(sx，sd)及限定了所述文件夹的盖闭合前部(1)和脊部(2)的第一横向折叠线；

c)站C，所述站C包括：自动切割器，所述自动切割器切割来自进料辊的透明可焊接塑性材料带的条带；印刷标签的真空拾捡机，所述真空拾捡机用于将所述印刷标签定位、并且由此将矩形的所述条带定位在由所述平坦形状物的所述第一横向折叠线限定的所述脊部(2)上的所述印刷标签上方；以及用于将塑性材料的条带沿其三条侧边进行焊接以形成收纳所述印刷标签的第一透明标签保持袋(T1)的工具；

d)一对第二热刀片折痕机(G1，G2)，所述一对第二热刀片折痕机形成限定所述文件夹的底部(4)和相对前部(5)的各自的第二横向折叠线(p3，p4)；

e)冲孔机(H)，所述冲孔机适合在所述脊部(2)上冲出用于手指抓取所述文件夹的孔(h)；

f)站I，所述站I具有在固定模和移动按压模之间对用于所述孔(h)的加强金属环进行分配、定向和定位的自动构件；

g)站L，所述站L包括：自动切割器，所述自动切割器切割来自进料辊的透明可焊接塑性材料带的条带；印刷标签的真空拾捡机，所述真空拾捡机用于将所述印刷标签定位、并且由此将矩形的所述条带定位在由所述平坦形状物的所述第一横向折叠线(p1)限定的所述闭合前部(1)上的所述印刷标签上方；以及用于将塑性材料的条带沿其三条侧边进行焊接以形成收纳所述印刷标签的第二透明标签保持袋(T2)的工具；

h)站N，所述站N包括：用于从第一进料分配器拾取可释放紧固装置的第一部分(V1)并通过卷曲、嫁接或缝合将所述第一部分固定在所述相对前部(5)的外表面上的自动构件；以及用于从第二进料分配器拾取所述可释放紧固装置的第二部分(V2)并在适合与所述第一部分(V1)相配合的位置上通过卷曲、嫁接或缝合将所述第二部分固定在所述闭合前部(1)的内表面上的构件；

i)站P，所述站P具有用于通过两次连续90°的旋转将所述平坦形状物(Sf)纵向翻转的旋转叶片；

j)站R，所述站R用于使所述侧闭合片(31，41，51)的纵向折叠线(sx，sd)预屈服，所述站R具有用于使所述侧闭合片预折叠180°的构件、用于增强由预折叠引致的塑形变形的按压构件、以及用于将所述侧闭合片向上提回预设角度的构件；

k)站S，所述站S具有用于形成所述盒式文件夹的模具和相对模具、以及将重叠的侧闭合片(31，41，51)和相对前部(5)焊接的设备。

6.根据权利要求5所述的自动机器，其中，所述可释放紧固装置的所述第一部分和第二部分(V1，V2)是从各自的分配器辊子上切割的自粘结条的条带。

7.根据权利要求5所述的自动机器，其中所述站S包括用于超声波焊接的超声波喇叭。