CN105197417A - 塑泡棉包装产品自动化生产的工艺方法及配套的生产线 - Google Patents

Abstract

一种塑泡棉包装产品自动化生产的工艺方法和配套的生产线，其不仅可大大提高塑泡棉的生产效率和产品质量，而且可同时生产不同规格与类型的产品。该方法如下：1)采用机械手将塑泡棉板送入传输带；2)对塑泡棉板按设计要求经自动模切机裁切成所需的能够组成出厂成品的小块零件；3)将裁切后产生的多余废料进行自动排废处理；4)将前述小块零件由机器人送往自动热熔粘焊生产线进行热熔焊接；5)将经热熔焊接拼接而成的出厂成品由机械手、传输带送入自动包装线打包入库。其为行业内首创，其尤其适应小批量、不规则异形产品的高效率生产，其不仅可实现企业减员增效，而且生产的产品一致性好、质量高和稳定好，还能摆脱仅靠人工经验生产的局面。

Description

塑泡棉包装产品自动化生产的工艺方法及配套的生产线

技术领域

本发明涉及一种包装材料的生产方法及依此制造的设备，特别涉及一种采用自动化生产线生产各种规格产品的塑泡棉包装产品的自动生产方法及自动生产线。

背景技术

塑泡棉因具有防震、使用方便、弯曲自如、体积超薄和性能可靠、成本低等系列特点，使众多生产厂家将其作为出厂产品的最佳包装材料。

通常，是将塑泡棉制作成与待包装产品匹配的形状，之后再将待包装的产品装入已成型的塑泡棉构成的包装盒中，或者将其制作成规定形状的垫块并将其放置于产品包装箱中，再将产品安放于多块所述垫块围成的空间内，用于保护产品避免过强外力冲击而受损。

现有技术中，塑泡棉包装产品生产方法基本上采用人工流水制作(参见图1)，其存在如下不足：

1)当客户所需的塑泡棉包装产品的品种多、总量大但单次批量小时，人工流水生产换线频繁，易导致管理混乱。

2)手工流水作业，单员生产效率低，人力成本高。

3)手工作业，产品质量一致性差且废品率高。

4)作业人员劳动强度高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种塑泡棉包装产品自动化生产的工艺方法和配套的生产线，其不仅可大大提高塑泡棉的生产效率和产品质量，而且可同时生产不同规格与类型的产品。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明的塑泡棉包装产品自动化生产的工艺方法，其包括有以下步骤：

1)采用机械手将塑泡棉板送入传输带；

2)对所述塑泡棉板按设计要求经自动模切机裁切成所需的能够组成出厂成品的小块零件；

3)将裁切后产生的多余废料进行自动排废处理；

4)将前述小块零件由机器人送往自动热熔粘焊生产线进行热熔焊接；

5)将经热熔焊接拼接而成的出厂成品由机械手、传输带送入自动包装线打包入库。

所述自动排废处理采用剪辊破碎和泵送气流循环分离设备进行废料自动收集、分拣和再利用处理。

所述热熔焊接是采用无人操作的热风刀热粘焊塑泡棉机器人进行塑泡棉包装产品的焊接。

依本发明方法制造的塑泡棉包装产品自动生产线，包括控制生产线的总控中心，其还包括分别与总控中心相连接且能完成本发明的工艺方法的裁料备料生产线、自动排废除废流水线、成品组装线、热熔粘焊生产线和自动包装线，其中，

裁料备料生产线，将塑泡棉板按设计要求裁切成不同形状的可组成出厂成品的小块零件；

所述自动排废除废流水线包括对裁料备料生产线产生的多余料进行自动收集、分拣和再利用的装置；

成品组装线，通过摆料机器人、送料布料机器人将已裁切好的能构成所述出厂成品的若干个所述的小块零件拼接成待焊接产品；

热熔粘焊生产线，经热粘焊机器人将待焊接产品熔焊并固定形成所述出厂成品；

自动包装线，将已生产的若干个出厂成品自动包装打包入库。

在裁料备料生产线与成品组装线之间还设有薄小件组装线，该薄小件组装线将塑泡棉板按产品设计要求裁切成厚度不同的组成出厂成品所需的薄小件零件。

所述裁料备料生产线包括上料机械手、板材皮带输送线、自动裁切机、自动模切机和零件输送线，其中，

上料机械手，将塑泡棉板抓送至板材皮带输送线上；

板材皮带输送线，将塑泡棉板运送至自动裁切机工位；

自动裁切机，对该塑泡棉板放料裁切成粗料；

自动模切机，将送至该工位的粗料按设计要求裁切成所述的小块零件；

零件输送线，将所述的小块零件送往成品组装线。

所述成品组装线包括摆料机器人、送料布料机器人、零件传送带、夹具和夹具传送带，其中，

摆料机器人，将所述零件输送带上的小块零件抓放到零件传送带上；

送料布料机器人，将零件传送带上的小块零件按设计程序分类抓放到夹具传送带上并置于所述夹具中；

夹具传送带将已拼成的待焊接产品送往下道工序；

所述零件传送带与夹具传送带并列平行设置。

所述的热熔粘焊生产线的热熔焊接采用无人操作的热风刀热粘焊塑泡棉机器人。

所述自动排废除废流水线包括自动排废除废机、废料收集系统和废料分拣、再利用分流通道，其中，自动排废除废机采用剪辊破碎设备，废料收集系统采用泵送气流循环分离设备。

所述的总控中心为数字控制系统，其包括设置于裁料备料生产线、成品组装线、薄小件组装线、热熔粘焊生产线和包装装箱线近旁各控制机柜内的控制电路。

本发明的塑泡棉包装产品自动生产的工艺方法及其配套的和生产线是塑泡棉包装产品生产行业内的首创，其将塑泡棉包装产品的生产采用全自动流水线作业来完成，该自动生产线的控制系统采用数字控制系统，作业系统采用多台具有不同功能的机器人、数控机械手，顺利地对该生产线的子生产线进行协调控制，从而实现塑泡棉包装产品的全自动流水作业。本发明的自动生产线设备柔性可调，尤其适应小批量、不规则异形产品的高效率生产，其不仅可实现企业减员增效，同时采用数字控制技术，又可在遇到不同批次生产相同产品时，通过调用存储在总控中心的对应产品的历史数据，快速实现对待生产产品的系统控制，由此，生产的产品一致性好、质量高和稳定好。从而摆脱仅靠人工经验生产的局面。

附图说明

图1为以人工作业为主的生产工艺流程图。

图2为本发明的自动化生产工艺流程图。

图3为裁料备料生产线。

图4为成品组装线。

图5为本发明的自动生产线之一。

图6为本发明的自动生产线之二。

图7为生产线设备车间布置立体示意图。

附图标记如下：

裁料备料生产线1、上料机械手11、板材皮带输送线12、自动裁切机13、自动模切机14、零件输送线15、自动排废除废流水线2、自动排废除废机21、废料收集系统22、成品组装线3、摆料机器人31、送料布料机器人32、零件传送带33、夹具34、夹具传送带35、热熔粘焊生产线4、热风刀热粘焊塑泡棉机器人41、热粘焊机器人42、自动包装线5、开箱机51、自动上料机52、自动封箱机53、门架式码垛机54、绕膜机55、塑泡棉板6、小块零件7、出厂成品8、总控中心9。

具体实施方式

如图5、6、7所示，本发明的塑泡棉包装产品自动生产线，包括控制生产线的总控中心9、分别与总控中心9相连接的裁料备料生产线1、成品组装线3、薄小件组装线、热熔粘焊生产线4、包装装箱线和用于成品打包的包装装袋机构成。

1、裁料备料生产线1，将塑泡棉板6按设计要求裁切成不同形状的可组成出厂成品8的小块零件7，所述塑泡棉板6通常采用标准规格的塑泡棉析，本发明所选的所述标准规格的塑泡棉板6的规格为长×宽＝214cm×106cm；厚度为3cm、8cm或15cm三种规格，裁切前，可为由上述三种规格厚度的塑泡棉板6中的一种或两种以上经热粘贴后叠加而成的塑泡棉板6。

如图3所示，裁料备料生产线1包括上料机械手11、板材皮带输送线12、自动裁切机13、自动模切机14、自动排废除废机21、废料收集系统22、零件输送线15等。

上料机械手11，将标准规格的塑泡棉板6抓送至板材皮带输送线12上；

板材皮带输送线12，将标准规格的塑泡棉板6运送至自动裁切机13工位；

自动裁切机13，对该塑泡棉板6放料裁切成粗料；

自动模切机14，将送至该工位的粗料按设计要求裁切成所述的小块零件7；

自动排废除废机21，将所述粗料裁切成小块零件7后产生的多余废料吸收并送往所述的废料收集系统22；所述自动排废处理采用剪辊破碎和泵送气流循环分离设备进行废料自动收集、分拣和再利用处理，该结构的好处是使处理流程和设备的结构简单，可采用通用设备解决固体与气体分离的技术问题，方便后续将废料压缩成小体积包装处理。

零件输送线15，将所述的小块零件7送往成品组装线3。

上述设备单机通过一套或多套数字控制系统的控制实现小块零件7的半成品自动化流水生产线。

2、成品组装线3，通过摆料机器人31、送料布料机器人32将已裁切好的能构成出厂成品8的若干个所述的小块零件7拼接成准产品；

如图4所示，成品组装线3包括摆料机器人31、送料布料机器人32、热粘焊机器人42、零件传送带33、零件传送带33、夹具34、夹具传送带35、数字控制系统与机柜等。

摆料机器人31，将所述零件输送带上的小块零件7抓放到零件传送带33上；

送料布料机器人32，将零件传送带33上的小块零件7接设计程序分类抓放到夹具传送带35上并置于所述夹具34中；

热粘焊机器人42，对置于夹具34中的小块零件7热粘贴；

夹具传送带35将已成形的产品送往下道工序；

所述零件传送带33与夹具传送带35并列平行设置。

上述设备单机通过一套或多套数字控制系统的控制实现准产品的自动化流水生产线。

3、热熔粘焊生产线4，经热粘贴将拼接成准产品的小块零件7加以固定形成所述产品。其中，热熔焊接是采用无人操作的热风刀热粘焊塑泡棉机器人41进行塑泡棉包装产品的焊接，该结构的最大特点是提供一种自动智能控制的热风刀热粘焊塑泡棉产品的机器，使得目前靠人工手持热风刀热粘焊塑泡棉产品实现无人操作生产，其结构特点主要是用计算机控制专用热风刀粘焊机械手。

4、自动包装线5，将已生产的若干个出厂成品8封装送入包装装袋机打包入库。

如图6所示，本发明的生产线还包括受所述数字控制系统控制的开箱机51、自动上料机52、自动封箱机53、门架式码垛机54和绕膜机55等。

开箱机是市场上已经可采购的产品，其作用是把折叠着的扁平的纸箱自动化地打开成空壳的箱子；自动上料机52是本发明的自制设备，其所起作用是把一些不需要热粘粘焊的小零件规则地集中一起，并方便机械手定点抓取并装到纸箱里去。

本发明的塑泡棉包装产品自动化生产的工艺方法主要是利用本发明的塑泡棉包装产品自动生产线生产不同规格、形状和类型的以塑泡棉包装产品制成的包装产品。

如图2所示，该方法包括以下步骤：

一、零件自动化生产

步骤1、备泡沫塑板，该板为标准规格的塑泡棉板6，本发明优选的规格为长×宽＝214cm×106cm；厚度为3cm、8cm或15cm中的一种或两种以上经粘贴后的叠加层。

步骤2、机械手上料。

步骤3、皮带机传送。

步骤4、裁切切割机自动切断。

步骤5、定型模具自动切割。

步骤6、自动排废除废(排除的废料由自动收集废料工序进入废料收集等待再利用)。

步骤7、皮带机传送零件。

上述步骤的目的为：将标准规格的塑泡棉板6由仓库运至裁料备料生产线1的备料区，经裁料备料生产线1开料成设计要求所需的能组成出厂成品8的不同形状的小块零件7(同时，将裁料后多余的废料送往废料回收站再利用)。

二、组件和成品自动化生产

步骤8、组件热风熔焊。

步骤9、成品热风熔焊。

上述步骤的目的为：将所述小块零件7由机器人送往成品组装线3通过其中的摆料机器人31、送料布料机器人32将若干个所述的小块零件7拼接成准产品，再将准产品经热熔粘生产线的热加工形成所述的出厂成品8。

三、出厂成品8包装自动化生产

步骤10、分拣

步骤11、自动封装(分别为自动装箱和自动装袋二种方式)。

步骤12、自动码垛。

步骤13、成品入库。

上述步骤的目的为：将若干个所述出厂成品8送往包装装箱线经封装后再卷入包装装袋机打包入库。

本发明的方法中还包括按客户要求为出厂成品8打印商标、厂名或型号标志的印刷方法。另外，步骤8、9中的热加工温度在70℃－80℃，加热时间不低于35秒。

图7显示安装在厂房中的生产线布置示意图，从其可看出，本发明可实现自动生产线的相对集成布置，减少设备占用面积，缩短自动生产线流程的物流和人流路线。

本发明具有以下特点：

1.将计算机辅助制造技术应用于包装材料生产，用自动化程度高的设备替代体力强度大的人力岗位，实现企业减员增效；

2.以单轴机器人为基础智能设备，通过组合构成多轴联动机器人，生产线具有高度可调柔性，适应多品种小批量生产。

3.运用工控机和工控总线结构组建工控网络环境，使塑泡棉包装产品自动生产的CAD和CAM得以实现。

4.将皮带输送机和倍速链输送机合理搭配，并配以模块化的组合夹具34，既降低专机线专线成本，由实现了自动化专线生产的高效率。

5.充分运用数字控制技术，不同批次生产相同产品时设备可以采用历史数据技术生产，而不依赖人工经验，减少人工技术费用；

6.由于数字程序的可存储，同一产品在不同批次生产时可以迅速调用已有成熟工艺的数字控制程序，节约生产辅助时间和人力成本。

7.制造相对简单；造价低。

8.节省成本：人工支出的差额约66.85-11＝55.85万元/月。

人工生产线：从削薄，开料，油压，油墨印刷，热风粘贴组装使用人工191人，人工费支出约66.85万/月。

机器人生产线：从开料，油压，热风粘贴组装，机器人生产线每班需要操作员9人，技术员2人，管理人员2人，共13人，两班共26人，生产线人工费支出约11万元/月。

Claims (10)

1.一种塑泡棉包装产品自动化生产的工艺方法，其特征在于：其包括有以下步骤：

1)采用机械手将塑泡棉板(6)送入传输带；

2)对所述塑泡棉板(6)按设计要求经自动模切机(14)裁切成所需的能够组成出厂成品(8)的小块零件(7)；

3)将裁切后产生的多余废料进行自动排废处理；

4)将前述小块零件(7)由机器人送往自动热熔粘焊生产线(4)进行热熔焊接；

5)将经热熔焊接拼接而成的出厂成品(8)由机械手、传输带送入自动包装线(5)打包入库。

2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于：所述自动排废处理采用剪辊破碎和泵送气流循环分离设备进行废料自动收集、分拣和再利用处理。

3.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于：所述热熔焊接是采用无人操作的热风刀热粘焊塑泡棉机器人(41)进行塑泡棉包装产品的焊接。

4.一种依本发明方法制造的塑泡棉包装产品自动生产线，包括控制生产线的总控中心(9)，其特征在于：其还包括分别与总控中心(9)相连接且能完成如权利要求1－3中任一项所述的工艺方法的裁料备料生产线(1)、自动排废除废流水线(2)、成品组装线(3)、热熔粘焊生产线(4)和自动包装线(5)，其中，

裁料备料生产线(1)，将塑泡棉板(6)按设计要求裁切成不同形状的可组成出厂成品(8)的小块零件(7)；

所述自动排废除废流水线(2)包括对裁料备料生产线(1)产生的多余料进行自动收集、分拣和再利用的装置；

成品组装线(3)，通过摆料机器人(31)、送料布料机器人(32)将已裁切好的能构成所述出厂成品(8)的若干个所述的小块零件(7)拼接成待焊接产品；

热熔粘焊生产线(4)，经热粘焊机器人(42)将待焊接产品熔焊并固定形成所述出厂成品(8)；

自动包装线(5)，将已生产的若干个出厂成品(8)自动包装打包入库。

5.根据权利要求4所述的塑泡棉包装产品自动生产线，其特征在于：在裁料备料生产线(1)与成品组装线(3)之间还设有薄小件组装线，该薄小件组装线将塑泡棉板(6)按产品设计要求裁切成厚度不同的组成出厂成品(8)所需的薄小件零件。

6.根据权利要求4或5所述的塑泡棉包装产品自动生产线，其特征在于：所述裁料备料生产线(1)包括上料机械手(11)、板材皮带输送线(12)、自动裁切机(13)、自动模切机(14)和零件输送线(15)，其中，

上料机械手(11)，将塑泡棉板(6)抓送至板材皮带输送线(12)上；

板材皮带输送线(12)，将塑泡棉板(6)运送至自动裁切机(13)工位；

自动裁切机(13)，对该塑泡棉板(6)放料裁切成粗料；

自动模切机(14)，将送至该工位的粗料按设计要求裁切成所述的小块零件(7)；

零件输送线(15)，将所述的小块零件(7)送往成品组装线(3)。

7.根据权利要求6所述的塑泡棉包装产品自动生产线，其特征在于：所述成品组装线(3)包括摆料机器人(31)、送料布料机器人(32)、零件传送带(33)、夹具(34)和夹具传送带(35)，其中，

摆料机器人(31)，将所述零件输送带上的小块零件(7)抓放到零件传送带(33)上；

送料布料机器人(32)，将零件传送带(33)上的小块零件(7)按设计程序分类抓放到夹具传送带(35)上并置于所述夹具(34)中；

夹具传送带(35)将已拼成的待焊接产品送往下道工序；

所述零件传送带(33)与夹具传送带(35)并列平行设置。

8.根据权利要求4所述的塑泡棉包装产品自动生产线，其特征在于：所述的热熔粘焊生产线(4)的热熔焊接采用无人操作的热风刀热粘焊塑泡棉机器人(41)。

9.根据权利要求4所述的塑泡棉包装产品自动生产线，其特征在于：所述自动排废除废流水线(2)包括自动排废除废机(21)、废料收集系统(22)和废料分拣、再利用分流通道，其中，自动排废除废机(21)采用剪辊破碎设备，废料收集系统(22)采用泵送气流循环分离设备。

10.根据权利要求4所述的塑泡棉包装产品自动生产线，其特征在于：所述的总控中心(9)为数字控制系统，其包括设置于裁料备料生产线(1)、成品组装线(3)、薄小件组装线、热熔粘焊生产线(4)和包装装箱线近旁各控制机柜内的控制电路。