CN103381894A - 一种面膜自动分离包装方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面膜自动分离包装的方法及其系统。该面膜自动分离包装的系统包括：伸缩气缸A，上部与面膜托架B连接，支撑面膜托架B上下运动；面膜托架B上方，用于放置堆叠整齐的待分离面膜，面膜托架B上方设有无杆气缸C、伸缩气缸D、吸头F；无杆气缸C水平运动，带动吸头F快速横向运动；伸缩气缸D，驱动吸头F下压或上提；旋转气缸E连接吸头F，驱动吸头F翻转90度或大于90度；吸头F由伸缩气缸A、伸缩气缸D、无杆气缸C控制复位、下压、吸附后上提、翻转、快速横拉，实现面膜自动分离。其能够独立或与已有包装机联合使用，针对堆叠的无纺布的特点，设计了便捷的自动分离结构，实现了自动单张分离，克服了现有包装机需要人工分离的缺陷，包装机自动化作业、提高了生产效率降低了生产成本。

Description

一种面膜自动分离包装方法和系统

技术领域

本发明涉及无纺布产品包装技术领域，尤其涉及一种无纺布分离包装的方法和设备。

背景技术

“无纺布”(Non Woven)又称不织布，是由定向的或随机的纤维而构成，属于环保材料，具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再生等特点。多采用聚丙烯(PP材质)为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成，因具有布的外观和某些性能而称其为布。无纺布没有经纬线，裁剪缝纫方便，质量轻容易定性。由于其不需要纺纱织布过程，仅将纺织短纤维或长丝进行定向或随机撑列，形成纤网结构，再用机械、热粘或化学方法加固而成，非纱线交织、编结，而是纤维直接通过物理方法粘合，无线头，具有工艺流程短、生产速率快、产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点。由于无纺布的原理、特点和优点，其经常运用于制作面膜(纸/巾/纸巾)。

现有的无纺布面膜生产和包装技术，包括流程一体化的包装机、包装系统，包装结果是上下两片包装膜，将无纺布面膜放在内，而两片包装膜边缘粘合封装完成。而包装过程中，一种方式，是通过生产下方的包装膜，同时生产一片无纺布面膜，机械折叠后放置在其上，注入面膜液体，再覆盖上方的包装膜，封装边缘而成；另一种方式，已经有成型的无纺布面膜堆叠一起(如单独购买成品的)，人工将无纺布面膜折叠后，放到下方的包装膜上，注入面膜液体再覆盖上方的包装膜。两种方式中，第一种虽然能保证全部自动流程，但多出生产整个无纺布面膜的设备成本、同时导致生产过程冗长不经济、效率低下。如果采用第二种方式，可以分开两类生产作业过程，经济有效、成本低、生产速度快效率高，但其不能保证全自动流程，对进一步提高生产效率和降低生产成本带来不便。而且手工分离和折叠容易造成面膜的二次污染，导致面膜上滋生细菌，从而不符合国家标准，给用户带来极大的感染风险。

而第二种方式之所以不能成为全自动流程，恰恰是由于无纺布的上述优点和特点所导致。无纺布制作的面膜，过于透气、柔韧、质量轻、无线头、多纤维等，难以将堆叠一起的无纺布由机器设备自动分离成单片来包装，需要人手工分离。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种无纺布自动分离包装的方法和系统。其改进现有的无纺布包装设备，采用吸盘吸附、翻转、提升、平移的方式，将堆叠的无纺布面膜自动分离成单片以进行包装。

为解决上述技术问题，本发明的一种面膜自动分离包装的系统，包括：第一伸缩气缸A，上部与面膜托架B连接，支撑面膜托架B上下运动；面膜托架B上方，用于放置堆叠整齐的待分离面膜，面膜托架B上方设有无杆气缸C、第二伸缩气缸D、吸头F；无杆气缸C水平运动，带动吸头F快速横向运动；第二伸缩气缸D，驱动吸头F下压或上提；旋转气缸E连接吸头F，驱动吸头F翻转90度或大于90度；吸头F由第一伸缩气缸A、第二伸缩气缸D、无杆气缸C控制复位、下压、吸附后上提、翻转、快速横拉，实现面膜自动分离。其中，第一伸缩气缸A、第二伸缩气缸D均为伸缩双向气缸；无杆气缸C设置在系统相对的两内壁轨道上，沿轨道水平运动；面膜托架B上的面板开设密集的小孔产生吸力，或面板采用吸盘结构。其中密集的小孔产生吸力还包括，面膜托架B下部通过气管与真空发生器连接，由真空发生器控制面膜托架B产生负压，固定面板上的所述待分离面膜。其中，第二伸缩气缸D设置在无杆气缸下方；吸头F下部开设一个或多个吸孔，吸头F通过气管与真空发生器连接，由真空发生器产生负压吸附待分离面膜，以便单张分离。其中，初始位置为面膜第一端边缘；旋转气缸E驱动吸头F翻转，是通过带动吸头从面膜第一端边缘往上朝面膜中部再向与第一端相对的对端进行。其中，完成待分离面膜的单张分离后，第一伸缩气缸A、第二伸缩气缸D、无杆气缸C，带动吸头F复位到初始位置。其中，激光测距探测器G，用于检测待分离面膜的厚度，当由于分离导致待分离面膜厚度下降时，面膜托架B整体的高度不足，使得第一伸缩气缸A上顶，以保证待分离面膜始终在固定的高度上。其中，初始位置为面膜第一端边缘；旋转气缸E驱动吸头F翻转，是通过带动吸头从面膜第一端边缘往上朝面膜中部再向与第一端相对的对端进行。其中，完成待分离面膜的单张分离后，第一伸缩气缸A、第二伸缩气缸D、无杆气缸C，带动吸头F复位到初始位置。其中，激光测距探测器G，用于检测待分离面膜的厚度，当由于分离导致待分离面膜厚度下降时，面膜托架B整体的高度不足，使得第一伸缩气缸A上顶，以保证待分离面膜始终在固定的高度上。其中，吸孔个数为三个，直径2mm。其中，面膜采用无纺布材料；该系统能独立设置于包装机外，或设置在包装机内作为包装机的一部分。

对应本发明的系统的面膜自动分离包装的方法，包括：在上述系统中，吸头F由无杆气缸C复位到初始位置；吸头由第二伸缩气缸D驱动向下运动接触待分离面膜最上层第一张面膜，并吸附；紧接着或同时，旋转气缸E驱动吸头F翻转、第二伸缩气缸D回缩、无杆气缸C带动吸头F快速横移，拉开最上层面膜，实现面膜自动分离。进一步的，第一伸缩气缸A作用的力大于伸缩气缸气缸D作用的力；与吸头F相连的真空发生器工作产生负压，吸头F的吸孔产生吸力，使得吸头F吸附住所述第一张面膜。还包括，吸头F吸附住该第一张面膜，紧接着或同时，旋转气缸E驱动吸头7旋转。进一步的，吸头7吸附住该第一张面膜、旋转气缸E驱动吸头7旋转，紧接着或同时，吸头7在第二伸缩气缸D的驱动下，向上运动，该第一张面膜被稍微上提。其中，该第一张面膜被稍微上提，紧接着或同时，无杆气缸C快速横向运动，带动吸头7快速横拉，将该第一张面膜分离。其中，每完成一张面膜的分离，由激光测距探测器G探测面膜托架B的高度是否发生改变，同时检测待分离面膜是否分离完；如果面膜厚度减小导致面膜托架B的高度降低，并且面膜托架B上还有待分离面膜，那么，气缸A上顶调整面膜托架B高度、并且无杆气缸C复位到初始位置、重复面膜分离动作；如果面膜面膜托架B上没有待分离面膜，则结束面膜分离动作。其中，每完成一张面膜的分离，即可传送此张面膜到后续包装流程。其中，稍微上提的高度为3cm。

本发明的方案中，针对堆叠的无纺布(面膜)的特点：透气、柔韧、质量轻、无线头、多纤维拉丝不易分离等，设计了便捷的自动分离结构，实现了无纺布自动分离，克服了现有包装机需要人工分离的缺陷，完成了包装机自动化作业、更进一步提高生产效率、降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式的正视图。

图2为本发明具体实施方式的俯视图。

图3为本发明具体实施方式的复位初始动作图。

图4为本发明具体实施方式的吸附面膜动作图。

图5为本发明具体实施方式的吸头翻转动作图。

图6为本发明具体实施方式的吸附上提动作图。

图7为本发明具体实施方式的快速横拉面膜分离动作图。

图8为本发明具体实施方式的面膜自动单张分离包装流程框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的系统中，自动分离堆叠的面膜的装置10整体正视示意图如图1所示。

其中图1所示的附图标记表示的几个协同作用的气缸和分离结构，分别为：

101：伸缩气缸A，103：无杆气缸C，104：伸缩气缸D，105：旋转气缸E；102：面膜托架B，106：吸头F，107：探测器G。

伸缩气缸A101(如伸缩双向气缸)，下部与装置10内的底座连接，上部与面膜托架B102连接，能带动托架B上下运动。

面膜托架B上方用来放置堆叠的、待包装的面膜108。托架B上方放置面膜的托板/面板上，开设有小孔201，最好的是比较密集的小孔，小孔位置能够如图2所示的俯视图中面膜上的小点201所示。托架B下部与两根气管相连，气管连接真空发生器(该通用设备未图示出)上。当真空发生器工作时，托架B产生负压，会将堆叠放置其面板上的面膜固定住。或者托架B的面板采用其他有吸力的吸盘结构。

无杆气缸C103，在装置10的左右内壁上，无杆气缸C能够前后移动，如沿着图2俯视图所示的左右内壁上方的轨道202的前后运动(参见图2箭头所示方向前203、向后204)。

伸缩气缸D104(如伸缩双向气缸)，设置在无杆气缸下方、托架B上方，能带动面膜分离机构上下运动。

旋转气缸E105与面膜分离机构连接，例如，连接面膜分离机构的吸头F，使得吸头能够完成90度或大于90度的旋转。

面膜分离机构中的吸头F106(又叫面膜吸头)，位于托架B上方，由无杆气缸C、第二伸缩气缸D、旋转气缸E控制和带动完成动作。吸头F下部开设三个直径2mm的小孔/吸孔，吸头F通过气管与真空发生器连接，工作时产生负压，吸附物体后，旋转气缸E带动吸头F转动(如，翻转90度)、伸缩气缸D带动吸头F上提、无杆气缸C带动吸头F回拉(如图2箭头203运动方向)，实现堆叠在托架B上的面膜单张分离。完成分离动作后，气缸C、D、E带动吸头F复位。

激光测距探测器G，用于检测待放置在托架B上的待分离面膜的厚度(高度)、也检测托架B本身的高度，比如：堆叠有面膜时，托架B整体的高度为托架B本身高度加上当时的面膜厚度(高度)，当面膜已经分离完成(比如检测到厚度为0)，在托架B的托板上方呈空，则检测到的是托架B本身的高度。当由于不断的分离面膜动作导致待分离的面膜厚度下降而托架B整体的高度不足时(此时，吸头F向下运动由于面膜高度不够而导致不能接触到面膜)，使得伸缩气缸A上顶保证待分离的面膜始终在固定的高度上。

吸头F上开设的吸孔，是针对面膜透气性强的特点进行的设计，同样，托架B支撑放置堆叠的待分离的面膜的托板，设计的小孔，也是针对面膜透气性强的特点。通过吸头F和托板采用的小孔大流量设计(采用的孔小，并要求真空度高即要选择真空度高的真空发生器，这样气流流量大吸力强)，才能对面膜的产生有效稳定的吸附力。

面膜由于是无纺布制成，堆叠的面膜，堆叠着靠在一起的面膜片与面膜片之间，有很多纤维丝拉扯，非常不易分离。但利用该特点，将分离方式设计为前后分离，通过水平移动的方式，克服纤维丝的拉扯力，从而实现有效的分离。如，吸头F向下运动，接触到最上方的第一张面膜的偏边缘位置，吸头F吸住该第一张面膜；由气缸E旋转控制吸头F进行旋转(如旋转90度)，从而翻起第一张面膜一角(第一张面膜的边缘)；此时，气缸D上提控制吸头F上升，稍微提起第一张面膜(如，提升到3cm高度)，以减小与下方第二张面膜的摩擦力；同时，气缸C也快速带动吸头F快速回拉由于运动是横向(通常，保持水平面上运动)的，第一张面膜下方的第二张面膜与第三张面膜横向的摩擦力很大，远大于被稍微提起和翻转边缘的第一张面膜、仅由于细小的纤维丝而与第二张面膜之间出现的摩擦力，加上无杆气缸C的快速运动，第一张面膜很容易与下方的第二张面膜实现分离。

下面结合图3至图7的左侧视图(以图2的左边为基准，从左边的侧面看过去)，描述本发明的系统中面膜分离机构进行分离动作，实现面膜自动分离包装的方法的过程。

系统中，自动分离堆叠的无纺布的装置10的面膜分离机构，其包含吸头F。吸头F在无杆气缸C的带动下，横向移动到初始位置801(图3箭头所示，向左L运动)，如托架B上方托板上放置的堆叠整齐的面膜的一边缘210(图3所)，优选的初始位置是气缸C的向后移动带动吸头F到托架的后端堆叠整齐的面膜所在的边缘位置(图2所示的位置P)，也即图3至图7侧视动作图的左端，准备进行面膜分离。

吸头F被上方伸缩气缸D驱动，从而被带动向下运动803(图4箭头所示)，下压堆叠整齐的面膜上，接触到待分离的堆叠整齐的面膜最上面的第一张面膜，气缸A作用的力大于气缸D作用的力，上顶力量大于下压力量，避免下压接触面膜时会推动托架向下。与吸头F相连的真空发生器工作产生吸力，吸头F的吸孔作用，使得吸头F吸住该第一张面膜。

紧接着或者同时，旋转气缸E驱动，带动吸头F由面膜边缘向中间的方位旋转805，如图5所示(该具体方式中顺指针方向，由面膜边缘/左端向中间/右端)，旋转90度，或者大于90度。带动吸头F从面膜边缘(第一端、初始位置)往上、朝面膜中部、再向与第一端210相对的第二端212(对端)进行。

紧接着或者同时，吸头F在气缸D的驱动下，向上运动807(图6所示及其箭头方向)使得第一张面膜被提起，比如稍微上提(如3cm左右)。

紧接着或者同时，无杆气缸C快速横向运动(图7所示)，如箭头方向，向右端R(图1所示前方运动，或图2所示下方方向203)，从而由于气缸C驱动吸头F，带动其快速横向运动809，将该第一张面膜拉向图7所示的R右方811(图2所示的托架B的空置区208)。

完成第一张分离后，气缸C复位/回到初始位置，探测器G探测面膜托架B的高度发生改变813，控制气缸A调整托架B的高度，如堆叠的面膜变少，则面膜厚度减小，托架B高度不够，当面膜没有分离完，放置在面板上的还有，则气缸A上顶815。

接着再按照前面的方式，从初始位置801开始，重复吸头F向下运动吸住最上层面膜、翻转、向上运动/上提、快速横向拉开，分离最上层一张面膜的动作，继续检测高度、回到初始位置。反复这一系列步骤，完成堆叠的无纺布自动分离的过程。直到分离完成。

分离完成一张面膜，即可传送走进行后续包装。

三个气缸C、D、E配合协调工作，对吸头F进行驱动控制，探测器G可以进行托架高度检测，真空发生器控制气管使得吸头F的吸孔产生吸力，吸起被吸头和吸孔压住的、最上方的面膜，上提(气缸D回缩)、翻转、横向拉开，完成面膜分离。循环反复，直到待分离的面膜全部完成分离，再开始放置新的堆叠整齐的面膜，进行分离操作。从而实现自动控制整个分离过程，使得分离工作能24小时持续进行。

本设计已经在实际生产中成功应用，实现了包装机自动化作业、提高了生产效率降低了生产成本。

本说明书中的各个实施例一般采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其主要思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (20)

1.一种面膜自动分离包装的系统，其特征在于，包括：

第一伸缩气缸A，上部与面膜托架B连接，支撑面膜托架B上下运动；

面膜托架B上方，用于放置堆叠整齐的待分离面膜，面膜托架B上方设有无杆气缸C、第二伸缩气缸D、吸头F；

无杆气缸C水平运动，带动吸头F快速横向运动；

第二伸缩气缸D，驱动吸头F下压或上提；

旋转气缸E连接吸头F，驱动吸头F翻转90度或大于90度；

吸头F由第一伸缩气缸A、第二伸缩气缸D、无杆气缸C控制复位、下压、吸附后上提、翻转、快速横拉，实现面膜自动分离。

2.如权利要求1所述的系统，其中，还包括：

第一伸缩气缸A、第二伸缩气缸D均为伸缩双向气缸；

无杆气缸C设置在系统相对的两内壁轨道上，沿轨道水平运动；

面膜托架B上的面板开设密集的小孔产生吸力，或面板采用吸盘结构。

3.如权利要求2所述的系统，其中密集的小孔产生吸力还包括：

面膜托架B下部通过气管与真空发生器连接，由真空发生器控制面膜托架B产生负压，固定面板上的所述待分离面膜。

4.如权利要求1、2或3所述的系统，其中，还包括：

第二伸缩气缸D设置在无杆气缸下方；

吸头F下部开设一个或多个吸孔，吸头F通过气管与真空发生器连接，由真空发生器产生负压吸附待分离面膜，以便单张分离。

5.如权利要求1、2或3所述的系统，其中，还包括：

初始位置为面膜第一端边缘；

旋转气缸E驱动吸头F翻转，是通过带动吸头从面膜第一端边缘往上朝面膜中部再向与第一端相对的对端进行。

6.如权利要求1、2或3所述的系统，其中，还包括：

完成待分离面膜的单张分离后，第一伸缩气缸A、第二伸缩气缸D、无杆气缸C，带动吸头F复位到初始位置。

7.如权利要求1、2或3所述的系统，其中，还包括：

激光测距探测器G，用于检测待分离面膜的厚度，当由于分离导致待分离面膜厚度下降时，面膜托架B整体的高度不足，使得第一伸缩气缸A上顶，以保证待分离面膜始终在固定的高度上。

8.如权利要求4所述的系统，其中，还包括：

初始位置为面膜第一端边缘；

旋转气缸E驱动吸头F翻转，是通过带动吸头从面膜第一端边缘往上朝面膜中部再向与第一端相对的对端进行。

9.如权利要求4所述的系统，其中，还包括：

完成待分离面膜的单张分离后，第一伸缩气缸A、第二伸缩气缸D、无杆气缸C，带动吸头F复位到初始位置。

10.如权利要求4所述的系统，其中，还包括：

激光测距探测器G，用于检测待分离面膜的厚度，当由于分离导致待分离面膜厚度下降时，面膜托架B整体的高度不足，使得第一伸缩气缸A上顶，以保证待分离面膜始终在固定的高度上。

11.如权利要求4所述的系统，其中，还包括：

吸孔个数为三个，直径2mm。

12.如权利要求1所述的系统，其中，还包括：

面膜采用无纺布材料；

该系统能独立设置于包装机外，或设置在包装机内作为包装机的一部分。

13.一种面膜自动分离包装的方法，其特征在于：

在如权利要求1至12所述的系统中，

吸头F由无杆气缸C复位到初始位置；

吸头由第二伸缩气缸D驱动向下运动接触待分离面膜最上层第一张面膜，并吸附；

紧接着或同时，旋转气缸E驱动吸头F翻转、第二伸缩气缸D回缩、无杆气缸C带动吸头F快速横移，拉开最上层面膜，实现面膜自动分离。

14.如权利要求13所述的方法，其中，还包括：

第一伸缩气缸A作用的力大于伸缩气缸气缸D作用的力；

与吸头F相连的真空发生器工作产生负压，吸头F的吸孔产生吸力，使得吸头F吸附住所述第一张面膜。

15.如权利要求14所述的方法，其中，还包括：

吸头F吸附住该第一张面膜，紧接着或同时，旋转气缸E驱动吸头7旋转。

16.如权利要求15所述的方法，其中，还包括：

吸头7吸附住该第一张面膜、旋转气缸E驱动吸头7旋转，紧接着或同时，吸头7在第二伸缩气缸D的驱动下，向上运动，该第一张面膜被稍微上提。

17.如权利要求16所述的方法，其中，还包括：

该第一张面膜被稍微上提，紧接着或同时，无杆气缸C快速横向运动，带动吸头7快速横拉，将该第一张面膜分离。

18.如权利要求17所述的方法，其中，还包括：

每完成一张面膜的分离，由激光测距探测器G探测面膜托架B的高度是否发生改变，同时检测待分离面膜是否分离完；

如果面膜厚度减小导致面膜托架B的高度降低，并且面膜托架B上还有待分离面膜，那么，气缸A上顶调整面膜托架B高度、并且无杆气缸C复位到初始位置、重复面膜分离动作；

如果面膜面膜托架B上没有待分离面膜，则结束面膜分离动作。

19.如权利要求18所述的方法，其中，还包括：

每完成一张面膜的分离，即可传送此张面膜到后续包装流程。

20.如权利要求16至19之一的方法，其中，还包括：

稍微上提的高度为3cm。

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