CN103786926B - 一种半自动筷子包装设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于筷子加工技术领域，公开了一种半自动筷子包装设备，包括机架，其特征在于，机架后端设有原料架，前端上方设有余料回收架，前端下方设有落料箱；机架上由后到前依次设有用于在母带上压塑成型作为塑料盒体的主体部分的槽型结构的压塑装置、用于将纸板放置到母带上的纸板上料装置、用于将纸板与母带上的槽型结构的边缘接合在一起的热封装置、用于在母带上的槽型结构的边缘加工孔的打孔装置、用于驱动母带间歇移动的母带走料机构、用于将包装好筷子的包装盒从母带上裁切下来的裁切装置；机架上沿机架长度方向设有用于为各动作机构提供动力的主轴，一主电机与主轴通链条机构联动。本发明可有效提高筷子包装作业的效率、压缩人工成本。

Description

一种半自动筷子包装设备

技术领域

本发明属于筷子加工技术领域，主要涉及筷子包装技术，具体地说是一种包装筷子的设备。

背景技术

筷子作为一种需要成组出售至少两根一起出售的商品，在出厂前，必须将其包装起来。筷子的包装主要有两种。一种是相对简易的包装方式，具体是将一捆筷子直接用塑料膜封包在一起，包装成一个四棱柱形状。这种包装适于价格实惠的筷子，多为规模较小的饭店和少数家庭使用。而那些面向一般家庭用户，或较好的饭店餐馆而销售的质量较高的筷子，大多采用成本更高，质量也更好的盒式包装。这种包装不容易破损，封闭后，不透气，可避免筷子受潮。

常见的筷子包装盒由塑料盒体和盖在塑料盒体上的纸板组成，塑料盒体按功能可以分为主体和边缘两部分，主体部分为近似长方体形状的一面开口的槽形结构，槽内用于装入筷子，主体部分与纸板围合成封闭的空腔。主体部分的内腔用于装入筷子。边缘部分用于与纸边连接。纸板一般都具有较好的韧性，这种包装盒一般不容易损坏。为了避免筷子在包装盒内活动，在运送过程中产生噪音，一般还会在盒内设置纸支撑架。

目前采用盒式包装来包装筷子时，先由注塑机生产塑料盒体，再由印刷厂生产与塑料盒体相配合的纸板和纸支撑架。在筷子包装车间，由工人先将目标数量的筷子插在纸支撑架上。然后将插装有筷子的纸支撑架装入塑料盒体的主体部分的槽内，然后再将纸板盖在塑料盒体上，最后将包装盒装到热封机上对包装盒进行热封，使塑料盒体的边缘部分与纸板边缘在热融下接合到一起。经热封后的包括盒还可以做打孔处理，以便于将筷子包装盒挂在超市货架上。

这种现有的筷子包装过程，从插筷子，到热封，再到打孔，均需人工介入，消耗的人工成本高，而且效率较低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有筷子盒式包装过程成本高、效率低的问题，提供一种不仅可以减少人工介入，降低人工成本，而且效率高，还可以节约材料成本的筷子包装设备。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种半自动筷子包装设备，包括机架，其特征在于，机架后端设有原料架，前端上方设有余料回收架，前端下方设有落料箱；机架上由后到前依次设有用于在母带上压塑成型作为塑料盒体的主体部分的槽型结构的压塑装置、用于将纸板放置到母带上的纸板上料装置、用于将纸板与母带上的槽型结构的边缘接合在一起的热封装置、用于在母带上的槽型结构的边缘加工孔的打孔装置、用于驱动母带间歇移动的母带走料机构、用于将包装好筷子的包装盒从母带上裁切下来的裁切装置；机架上沿机架长度方向设有用于为各动作机构提供动力的主轴，一主电机与主轴通链条机构联动。

在本发明中，所述原料架用于放置薄膜卷筒，原料架前方还可以设导向辊。压塑装置由加热装置和冲压模组构成，加热装置包括固定加热板和移动加热板，塑料薄膜从固定加热板和移动加热板之间穿过，移动加热板向上移动与固定加热板一起将塑料薄膜夹在中间，在对薄膜进行加热的同时，进一步将薄膜压平。

所述冲压模组包括固定模和相对于固定模可上下移动的移动模。其中固定模为凹形模具，移动模为凸型模具，棱角光滑，移动模可由气缸、凸轮、曲柄滑块等机构驱动。

所述纸板上料装置包括纸板摞置架，下方设有漏出口，所述漏出口宽度与纸板等宽，长度比纸板长度小。在纸板未弯曲时，纸板两端搭在漏出口边缘，当从中间吸住并向下拉纸板时，纸板受力弯曲，直线长度变短，然后从漏出口漏出。

纸板摞置架下方设有翻转升降机构，包括曲轴、用于带动曲轴上下移动的滑座、用于引导曲轴翻转的导向板、滑座在曲柄连杆机构的驱动下上下往复运动。

所述热封装置包括，上下两个可电加热的电热压板，其中下电热压板上具有与塑料盒体的主体部分相对应的容置槽。下电热压板可上下移动地设置在机架上。

所述打孔装置，包括上下两个起压紧作用的冲孔刀座，冲孔刀头设置在其中一个冲孔刀座上。另一个冲孔刀座上对应冲孔刀头的位置设进刀孔。下冲孔刀座滑动设置，其上压紧面设有与塑料盒体的主体部分相对应的容置槽，冲孔刀头刀刃形状与待加工孔相同的冲孔刀头，冲孔刀头可选择相对于冲孔刀座移动的设置结构，由气缸驱动。

所述走料机构，包括滑动座及驱动滑动座往复移动的驱动机构，滑动座上设有横支梁，横支梁上对应母带的两侧设两个夹紧座，夹紧座包括座体和夹紧气缸组成，座体上表面为下夹紧面，夹紧气缸的活塞杆下端固定有夹块，夹块下表面为上夹紧面。

所述驱动机构包括第一连杆、第二连杆，第一连杆一端与滑动座铰接，另一端与第二连杆铰接，第二连杆另一端铰接在机架上。第二连杆后侧设有一凸轮。滑动座上连接一拉伸弹簧，拉伸弹簧另一端向后连接在机架上。

所述裁切装置，包括具有压紧作用上下两个裁切刀座及设置于上裁切刀座上的裁刀组件，所述裁刀组件包括裁切刀具、滑动设置的裁刀安装板、活塞杆下端与裁刀安装板连接的气缸。下裁切刀座可上下移动设置，下裁切刀座上对应塑料盒体的主体部分设有容槽，下裁切刀座上对应裁切刀具的刀刃部位设有进刀槽。

所述余料回收架，包括收料辊，并配置有驱动收料辊转动的驱动机构。

本发明的有益效果是：通过先包装后裁切的方式，实现包装盒加工处理过程中传送过程的自动化。通过组合压塑、热封、打孔、裁切、传送等装置，将筷子的包装过程机构化。有效减少人工介入，不仅有利于提高包装效率，而且，还大幅度压缩了人工成本及外加工成本。此外，本发明的机械设备各组成部分布局合理，结构简单优越，移定性高。不容易损坏。制造和维护成本低。

附图说明

图1为经本发明设备包装成型的筷子包装盒结构示意图。

图2为图1所示筷子包装盒的右视图。

图3为图1所示筷子包装盒的俯视图。

图4为本发明所述筷子包装设备的整体结构示意图。

图5为所述筷子包装设备工作台面俯视结构示意图。

图6为筷子包装设备中压塑装置结构示意图。

图7为筷子包装设备中纸板上料装置结构示意图。

图8为筷子包装设备中纸板上料装置结构示意图（去导向板）。

图9为图7所示纸板上料装置右视结构示意图。

图10为纸板上料装置中的导向板结构示意图。

图11为纸板上料装置中的导向板工作原理示意图。

图12为筷子包装设备中热封及打孔装置结构示意图。

图13为筷子包装设备中母板走料机构及裁切装置结构示意图。

图14为母板走料机构中用于夹紧母带的部件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，以更具体实例对本发明所述的设备作进一步说明。

参照图1-3，该图所示为采用本例设备所加工的一种筷子包装盒的具体结构，包括塑料盒体和纸板，塑料盒体包括主体和边缘两部分，主体为槽型结构，边缘绕主体部分一周。塑料盒体的平面轮廓尺寸与纸板尺寸相同。纸板盖在塑料盒体上槽型结构的开口侧。纸板上接触塑料盒体的边缘的部分与塑料盒体的边缘通过热封的方式贴合在一起。

参照附图，该例所示设备各组成部分呈直线式布局，机架24整体为框架结构，机架两根上梁32中间设有工作台面31，用于加工包装盒的塑料盒身的塑料薄膜母带缠绕在芯筒上形成卷筒1，放置在原料架2上，原料架2前方设四根导向辊，第四根导向辊3上沿横向对应在机架上方，母带由后向前被传送。机架上沿机架长度方向设有用于为各动作机构提供动力的主轴5，一主电机15与主轴5通链条机构14联动。

母带16向前传送第一个经过的是压塑装置4。参照图6，压塑装置4包括固定架板28和活动架板27，固定架板28上设有八根兼作导轨的压塑支柱17、26，其中第一组四根压塑支住17上端固定上加热板座板21，上加热板18四角通过四个螺栓与上加热板座板21固定。第二组四根压塑支住26上端固定上压模座22，上压模座22朝下的一面设有上压模槽，上压模座22上部设压塑气缸34，压塑气缸34的活塞杆下端向下穿入上压模槽与一凸型上压模固定。

活动架板27上对应八根压塑支住设有八个导孔，每根压塑支住从一个导孔内穿过。活动架板对应第一组四根压塑支住17的一侧上方设有下加热板座板19，下加热板座板19对应四根压塑支住设有四个导孔，下加热板座板19与活动架板27之间通过四根短支柱33相对固定连接。下加热板座板19上面安装下加热板20。上下加热板18、20相互平行。活动架板27对应第二组四根压塑支住26的一侧上面固定有下压模座安装座25，下压模座安装座25上固定下压模座23，下压模座23内设有下上压模匹配的凹型下压模。活动架板下面固定有压塑顶柱35，压塑顶柱35下端抵压在一安装在主轴5上的压塑凸轮29的外缘上。

经过压塑装置加工的母带上已经具有基本成形的包装盒塑料盒身，为相对于母带基准面向下凹的槽，此时包装盒的塑料边缘部分仍与母带一体，在被加工成型的槽被传送到纸板上料装置前，由人工在槽内装入准备包装的筷子。

母带第二个经过的是纸板上料装置6，参照图7-11，纸板上料装置主要通过一对吸盘50将纸板吸住拉下来放置到母带上盖住已压塑成型的凹槽，然后通过压脚机构压住纸板使之在吸盘向上时与吸盘脱开。该装置包括一框架42，框架42上端设顶板41，顶板41上由十二根呈长方形布局的立柱40围合而成纸板摞置架，顶板41对应立柱围合区域设有方口，方口宽度与纸板相同，长等小于纸板长度。吸盘50由一套翻转升降机构驱动。所述翻转升降机构包括一曲轴、滑座43、导向板45、连杆48、曲柄49构成。曲轴包括一段长轴51和一段短轴52，长轴51与短轴52通过径向横杆连接，长轴51通过轴承装配在滑座43上，短轴52伸至导向板45的导向槽46内，吸盘50与长轴51固定。导向槽46由上部直线段、中部曲线段和下部直线段三段构成。中部曲线段相对于上下部直线段的最大偏距与曲轴长短轴之间的径向距离相等。滑座43通过两根导轨44设置在框架42内，连杆48上端与滑座43铰接，下端与曲柄49连接。曲柄与第一锥齿轮53同轴装配，第一锥齿轮53与安装在主轴5上的第二锥齿轮54相啮合。

翻转升降机构的工作原理如图11所示，图中实心圈表示短轴，空心圈表示长轴，线实线表示长轴运动轨迹，点画线表示短轴运动轨迹。滑座43处于高位时，吸盘朝向并吸住最下面一张纸板，滑座43在曲柄连杆作用下向下运动，当长轴51随滑座43向下运动，同时推动短轴在导向板的导向槽内向下运动。当短轴被推动至导向槽的中部曲线段时，先受导向槽曲线段上半段右侧边作用，向左偏移，带动长轴顺时针转动，吸盘随长轴向右向下翻转。当短轴经过导向槽的中部曲线段最大偏距处时，短轴、长轴、吸盘三者刚好水平。长轴51继续向下，长轴51对短轴52的作用由推变为拉，短轴在长轴的拉动作用下开始受导向槽曲线段下半段左侧边作用，向右偏移，吸盘向下向左翻转。直到短轴进入导向槽下部直线段，吸盘、短轴、长轴三者垂直，吸盘朝正下方。整个过程完成后，吸盘将从上方纸摞置架内吸住的纸板送至下方母带上面。曲柄49转动的后半程，由连杆48推动滑座向上运动，长短轴及吸盘的运动过程，与上半程刚好相反。

框架旁设压脚机构，包括两个压脚55，压脚设置在Y型压脚架56的第一、第二端，Y型压脚架56第三端铰接在机架上的一横梁上。Y型压脚架中部与压脚驱动气缸47的活塞杆端部铰接。经过纸板上料装置后的每个凹槽上被覆盖一张纸板，筷子被盖在纸板下面。

母带继续向前，接下来经过的是热封装置7和打孔装置8。参照图12，热封装置7用于将纸板与母带上压塑出的槽型结构的边缘粘贴在一起，将装入槽内的筷子封装起来。主要包括上热封座60和下热封座64，上热封座60通过四根兼作导轨的热封支住62与机架24固定，上热封座60下面装配有上电热压板61（也可以不设置，只对纸板下面的塑料进行加热）。下热封座64固定在下热封座安装座65上，下热封座64上面设有带容槽的下电热压板63，下热封座安装座65上设有四个分别与四根热封支住62配合的导孔，下热封座安装座65下面设有热封顶柱66，热封顶柱66下端抵压在一安装在主轴5上的热封凸轮67的外缘上。

下电热压板63上的容槽的开口尺寸与包装盒塑料盒身的尺寸匹配。主轴5每转动一转，热封凸轮67通过热封项柱66推升下热封座64一次，在下热封座上升到最高位时，已成型的塑料盒身进入下电热压板上的容槽内，上下电热压板将塑料盒身边缘的塑料与纸板对应的边缘压紧，并加热使之贴合在一起。下热封座下降后，母带继被向前传送，将封装好的包装盒（边缘仍与母带连为一体）送到打孔装置8。

打孔装置8用于在包装盒的一个侧边（本例中为上边）打一个规则的孔，该孔用于将包装盒挂在超市的货架上。主要包括上冲孔刀座68和下冲孔刀座71，上冲孔刀座68通过四根兼作导轨的冲孔支住69与机架固定，上冲孔刀座68下表面为压紧平面。下冲孔刀座71固定在下冲孔刀座安装座72上，下冲孔刀座71上表面设有开口尺寸与塑料盒身相匹配的容槽，容槽以外的部分为压紧平面，下冲孔刀座71上表面设有一冲孔刀头70。上冲孔刀座68下表面对应冲孔刀头的位置设有进刀孔。下冲孔刀座安装座72上设有四个分别与四根冲孔支住69配合的导孔，下冲孔刀座安装座72下面设有冲孔顶柱73，冲孔顶柱73下端抵压在安装于主轴5上的冲孔凸轮74的外缘上。

同样地，主轴每转动一转，冲孔凸轮通过冲孔项柱推升下冲孔刀座一次，在下冲孔刀座上升到最高位时，冲孔刀头的刀刃穿透塑料边和纸板，在其上冲出一个与刀刃截面形状相同的孔。下冲孔刀座下降后，母带继被向前传送，将冲有挂孔的包装盒（边缘仍与母带连为一体）送到裁切装置。

经过冲孔的包装盒从母带上裁下来后，一盒筷子的包装过程即完成了。参照图13，本例中用于将处理好的包装盒从母带上裁切下来所使用的裁切装置10，包括上裁切刀座86和下裁切刀座93，上裁切刀座86通过四根兼作导轨的裁切支住90与机架固定，上裁切刀座86下表面为压紧平面。上裁切刀座内设有裁刀容槽，裁切刀具89设置在裁刀安装板88上，裁切刀具89的刀刃轮廓与纸板边缘轮廓相匹配。一缸体与上裁切刀座固定的裁切气缸87的活塞杆下端向下穿入裁刀容槽与裁刀安装板88固定连接。下裁切刀座93固定在下裁切刀座安装座94上，下裁切刀座93上表面设有开口尺寸与塑料盒身相匹配的槽92，槽92的外围设有一圈与裁切刀具89的刀刃相对应的进刀槽91。下裁切刀座安装座94上设有四个分别与四根裁切支住配合的导孔，下裁切刀座安装座94下面设有裁切顶柱95，裁切顶柱95下端抵压在安装于主轴5上的裁切凸轮96的外缘上。

同样地，主轴每转动一转，裁切凸轮通过裁切项柱推升下裁切刀座一次，在下裁切刀座上升到最高位时，启动裁切气缸向下推动裁切刀具，裁切刀具的闭合刀刃穿透纸板边缘的塑料，包括盒与母带裁开。下裁切刀座下降后，母带继被向前传送，将包装好的筷一盒推向落料箱。母料则收卷在余料回收架上的收卷辊筒上。

在本例中，母带的传送主要采用拉的方式，如图13、14所示，走料机构包括滑动座82和驱动滑动座往复移动的驱动机构，滑动座82上设有两个滑孔102，通过两根平行的走料导轨81滑动装置在机架上，滑动座上设有横支梁98，横梁上对应母带的两侧边设两个夹紧座97，夹紧座包括座体99和夹紧气缸100，座体上表面为下夹紧面，夹紧气缸的活塞杆下端固紧夹块101，紧夹块下表面为上夹紧面。

所述驱动机构包括第一连杆83、第二连杆85，第一连杆一端与滑动座82铰接，另一端与第二连杆85铰接，第二连杆85另一端铰接在机架上。第二连杆后侧设有一走料凸轮84。滑动座82上连接一拉伸弹簧80，拉伸弹簧80另一端向后连接在机架上。

Claims (8)

1.一种半自动筷子包装设备，包括机架，机架后端设有原料架，前端上方设有余料回收架，前端下方设有落料箱；机架上由后到前依次设有用于在母带上压塑成型作为塑料盒体的主体部分的槽型结构的压塑装置、用于将纸板放置到母带上的纸板上料装置、用于将纸板与母带上的槽型结构的边缘接合在一起的热封装置、用于在母带上的槽型结构的边缘加工孔的打孔装置、用于驱动母带间歇移动的母带走料机构、用于将包装好筷子的包装盒从母带上裁切下来的裁切装置；机架上沿机架长度方向设有用于为各动作机构提供动力的主轴，一主电机与主轴通链条机构联动；

其特征在于，压塑装置包括固定架板和活动架板，固定架板上设有八根兼作导轨的压塑支柱，其中第一组四根压塑支住上端固定上加热板座板，上加热板四角通过四个螺栓与上加热板座板固定；第二组四根压塑支住上端固定上压模座，上压模座朝下的一面设有上压模槽，上压模座上部设压塑气缸，压塑气缸的活塞杆下端向下穿入上压模槽与一凸型上压模固定；

活动架板上对应八根压塑支住设有八个导孔，每根压塑支住从一个导孔内穿过；活动架板对应第一组四根压塑支住的一侧上方设有下加热板座板，下加热板座板对应四根压塑支住设有四个导孔，下加热板座板与活动架板之间通过四根短支柱相对固定连接；下加热板座板上面安装下加热板；上下加热板相互平行；

活动架板对应第二组四根压塑支住的一侧上面固定有下压模座安装座，下压模座安装座上固定下压模座，下压模座内设有下上压模匹配的凹型下压模；活动架板下面固定有压塑顶柱，压塑顶柱下端抵压在一安装在主轴上的压塑凸轮的外缘上。

2.根据权利要求1所述的半自动筷子包装设备，其特征在于，所述纸板上料装置包括纸板摞置架，下方设有漏出口；纸板摞置架下方设有翻转升降机构，包括曲轴、用于带动曲轴上下移动的滑座、用于引导曲轴翻转的导向板，滑座在曲柄连杆机构的驱动下上下往复运动。

3.根据权利要求1所述的半自动筷子包装设备，其特征在于，纸板上料装置包括一框架，框架上端设顶板，顶板上设纸板摞置架；吸盘由一套翻转升降机构驱动，所述翻转升降机构包括一曲轴、滑座、导向板、连杆、曲柄构成；曲轴包括一段长轴和一段短轴，长轴与短轴通过径向横杆连接，长轴通过轴承装配在滑座上，短轴伸至导向板的导向槽内，吸盘与长轴固定；导向槽由上部直线段、中部曲线段和下部直线段三段构成；中部曲线段相对于上下部直线段的最大偏距与曲轴长短轴之间的径向距离相等；滑座通过两根导轨设置在框架内，连杆上端与滑座铰接，下端与曲柄连接；曲柄与第一锥齿轮同轴装配，第一锥齿轮与安装在主轴上的第二锥齿轮相啮合；框架旁设压脚机构，包括两个压脚，压脚设置在Y型压脚架的第一、第二端，Y型压脚架第三端铰接在机架上的一横梁上；Y型压脚架中部与压脚驱动气缸的活塞杆端部铰接。

4.根据权利要求1所述的半自动筷子包装设备，其特征在于，所述热封装置包括上下两个可电加热的电热压板，其中下电热压板上具有与塑料盒体的主体部分相对应的容置槽，下电热压板可上下移动地设置在机架上。

5.根据权利要求1所述的半自动筷子包装设备，其特征在于，所述打孔装置包括上下两个起压紧作用的冲孔刀座，冲孔刀头设置在其中一个冲孔刀座上，另一个冲孔刀座上对应冲孔刀头的位置设进刀孔，下冲孔刀座滑动设置，其上压紧面设有与塑料盒体的主体部分相对应的容置槽，冲孔刀头刀刃形状与待加工孔相同的冲孔刀头，冲孔刀头可选择相对于冲孔刀座移动的设置结构，由气缸驱动。

6.根据权利要求1所述的半自动筷子包装设备，其特征在于，所述母带走料机构包括滑动座及驱动滑动座往复移动的驱动机构，滑动座上设有横支梁，横支梁上对应母带的两侧设两个夹紧座，夹紧座包括座体和夹紧气缸组成，座体上表面为下夹紧面，夹紧气缸的活塞杆下端固定有夹块，夹块下表面为上夹紧面；所述驱动机构包括第一连杆、第二连杆，第一连杆一端与滑动座铰接，另一端与第二连杆铰接，第二连杆另一端铰接在机架上；第二连杆后侧设有一凸轮；滑动座上连接一拉伸弹簧，拉伸弹簧另一端向后连接在机架上。

7.根据权利要求1所述的半自动筷子包装设备，其特征在于，所述裁切装置，包括具有压紧作用的上下两个裁切刀座及设置于上裁切刀座上的裁刀组件，所述裁刀组件包括裁切刀具、滑动设置的裁刀安装板、活塞杆下端与裁刀安装板连接的气缸；下裁切刀座可上下移动设置，下裁切刀座上对应塑料盒体的主体部分设有容槽，下裁切刀座上对应裁切刀具的刀刃部位设有进刀槽。

8.根据权利要求1所述的半自动筷子包装设备，其特征在于，所述余料回收架，包括收料辊，并配置有驱动收料辊转动的驱动机构。