CN105200866A - 一种纸浆模塑全自动化生产设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纸浆模塑设备技术领域，尤其涉及一种纸浆模塑全自动化生产设备，包括机架、浆槽和可伸入浆槽吸浆的吸浆装置，所述浆槽的一侧设置有用于与吸浆装置配合挤压湿纸坯的冷压装置，所述浆槽的另一侧设置有烘干上模装置和用于接收吸浆装置的纸坯的烘干下模装置，所述机架还设置有用于接收所述烘干下模装置的纸坯的转移卸出装置，这种全自动生产设备能够明显提高生产效率，同时，节省了人工，由于无需人手操作，所以减少了因人工操作造成的坏品问题，进而提高制造的良品率。

Description

一种纸浆模塑全自动化生产设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及纸浆模塑设备技术领域，尤其涉及一种纸浆模塑全自动化生产设备及其控制方法。

背景技术

纸浆模塑是一种绿色环保的包装材料，一般是通过吸浆模吸附成型（成型后含水率约75%），脱模后形成湿纸坯，湿纸坯再进行烘干、定型、模切等工序。目前国内外主要的烘干、定型方式是湿纸坯成型后采取模具外自然风干或加热炉内烘干，由于纸浆模塑的最终成型需要经过若干个工序，而纸浆模塑在制成前，属于含有大量水分的湿纸坯，这种湿纸坯强度较低，主要依附于不同的模具进入不同的工序中，而现有的这些工序均采用人工协助进行模具的替换，这样就容易导致湿纸坯或未完全定型的纸坯出现损坏，而使废品率较高的现象，另外，这种制造模式同时耗费大量的人工成本。有鉴于此，发明人对现有的纸浆模塑生产设备进行了改造。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种纸浆模塑全自动化生产设备，本设备具有生产效率高、节省人工和提高良品率的优点；本发明还提供了该生产设备的控制方法，利用该控制方法不但可以提高生产效率，还能够降低设备的制造成本。

为实现上述目的，本发明的一种纸浆模塑全自动化生产设备，包括机架、浆槽和可伸入浆槽吸浆的吸浆装置，所述浆槽的一侧设置有用于与吸浆装置配合挤压湿纸坯的冷压装置，所述浆槽的另一侧设置有烘干上模装置和用于接收吸浆装置的纸坯的烘干下模装置，所述机架还设置有用于接收所述烘干下模装置的纸坯的转移卸出装置。

进一步的，所述吸浆装置包括第一油缸、导柱和与导柱滑动连接有第一升降座，所述第一油缸驱动第一升降座，所述第一升降座连接有吸浆模具。

优选的是，所述吸浆装置还设置有用于翻转吸浆模具的翻转机构，所述翻转机构包括翻转电机、变速箱、翻转臂和与翻转臂连接的驱动轴，所述吸浆模具固定于翻转臂的端部，所述翻转电机与变速箱传动连接，所述驱动轴与变速箱传动连接。

进一步的，所述机架设置有第一导轨，所述冷压装置与第一导轨滑动连接；所述冷压装置包括第一滑座、与第一滑座螺接的第一丝杆和驱动第一丝杆转动的第一伺服电机，所述第一滑座设置有与所述吸浆装置配合的冷压下模。

进一步的，所述烘干上模装置包括第一支撑架、第二升降座和固定设置于第一支撑架的第二油缸，所述第二油缸驱动第二升降座上下移动，所述第二升降座连接有烘干上模具。

进一步的，所述机架设置有第二导轨，所述烘干下模装置与第二导轨滑动连接；所述烘干下模装置包括第二滑座、与第二滑座螺接的第二丝杆和驱动第二丝杆转动的第二伺服电机，所述第二滑座设置有烘干下模具。

优选的是，所述第二滑座还连接有用于接收所述转移卸出装置的纸坯的自动卸出机构；所述自动卸出机构包括料斗和用于驱动料斗翻转的推动气缸，所述第二滑座设置有第二支撑架，所述料斗与第二支撑架铰接。

进一步的，所述转移卸出装置包括第三升降座和用于驱动第三升降座的第三油缸，所述第三升降座设置有用于获取烘干下模装置的纸坯的转移模具。

一种纸浆模塑全自动化生产设备的控制方法，包括如下步骤：

S1.吸浆模具伸入浆槽中吸浆，吸浆完成后，吸浆模具升起；

S2.冷压模具移动至吸浆模具下方，吸浆模具与冷压模具合模脱水；

S3.脱水完成后，冷压模具复位，烘干下模具移动至吸浆模具下方，烘干下模具接收吸浆模具的脱水纸坯；

S4.烘干上模具与烘干下模具合模，对脱水纸坯进行烘干；

S5.烘干完成后，烘干纸坯由烘干下模具传送给转移模具；

S6.转移模具将烘干纸坯卸出机台。

而进一步的，在S1和S2的步骤之间，还包括涳水步骤，所述涳水步骤是当吸浆模具从浆槽中升起后，再对吸浆模具进行翻转，以清除模具腔孔中的存水。

本发明的有益效果：本发明提供的一种纸浆模塑全自动化生产设备，本设备在工作时，依次利用吸浆装置、冷压装置、烘干下模装置、烘干上模装置和转移卸出装置直接将纸坯一次性自动成型，整个过程无需人工操作，这种全自动生产设备能够明显提高生产效率，同时，节省了人工，由于无需人手操作，所以减少了因人工操作造成的坏品问题，进而提高制造的良品率；本发明还提供了一种纸浆模塑全自动生产设备的控制方法，该控制方法在利用吸浆模具、冷压模具、烘干下模模具、烘干上模具和转移模具的巧妙配合下，减少了设备上机构的冗余，不但可以提高生产效率，还能够降低设备的制造成本。

附图说明

图1为本发明生产设备的立体图。

图2为本发明生产设备的主视图。

图3为本发明生产设备的吸浆模具翻转状态图。

图4为本发明生产设备的冷压状态图。

图5为本发明生产设备的烘干下模装置与吸浆装置的配合状态图。

图6为本发明生产设备的烘干下模装置与烘干上模装置的配合状态图。

图7为本发明生产设备的烘干下模装置与转移卸出装置的配合状态图。

图8为本发明的控制方法的控制示意图。

附图标记包括：

机架--1，第一导轨--11，第二导轨--12，

浆槽--2，吸浆装置--3，第一油缸--31，

导柱--32，第一升降座--33，吸浆模具--34，

翻转机构--35，翻转电机--351，变速箱--352，

翻转臂--353，驱动轴--354，冷压装置--4，

第一滑座--41，第一丝杆--42，第一伺服电机--43，

冷压下模--44，烘干上模装置--5，第一支撑架--51，

第二升降座--52，第二油缸--53，烘干上模具--54，

烘干下模装置--6，第二滑座--61，第二丝杆--62，

第二伺服电机--63，烘干下模具--64，转移卸出装置--7，

第三升降座--71，第三油缸--72，转移模具--73，

自动卸出机构--8，料斗--81，推动气缸--82，

第二支撑架--83。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1至图7所示，一种纸浆模塑全自动化生产设备，包括机架1、浆槽2和可伸入浆槽2吸浆的吸浆装置3，所述浆槽2的一侧设置有用于与吸浆装置3配合挤压湿纸坯的冷压装置4，所述浆槽2的另一侧设置有烘干上模装置5和用于接收吸浆装置3的纸坯的烘干下模装置6，所述机架1还设置有用于接收所述烘干下模装置6的纸坯的转移卸出装置7。本设备的工作原理是：所述浆槽2中装有浆液，该浆液主要由竹、木、废纸等原料混合组成，从而达到环保和快速降解的目的，吸浆装置3伸入浆槽2进行吸浆，吸浆完成后，吸浆装置3得到含水量较大的湿纸坯，且吸浆装置3上行，这时，所述冷压装置4移动至吸浆装置3的下方，吸浆装置3再次向下移动与冷压装置4配合，从而对湿纸坏进行挤压，将大量的水分挤出，接下来，吸浆装置3带着脱水纸坯与冷压装置4分离，冷压装置4复位，烘干下模装置6移动至吸浆装置3的下方，吸浆装置3将脱水纸坯移至烘干下模装置6，烘干下模装置6得到脱水纸坯后，回移至烘干上模装置5的下方，这时烘干上模装置5与烘干下模装置6合模，对脱水纸坯进行烘干，烘干完成后，烘干下模装置6将烘干纸坯送至转移卸出装置7，转移卸出装置7获得烘干纸坯后，将烘干纸坯送出机台即可。

综上所述，本设备在工作时，依次利用吸浆装置3、冷压装置4、烘干下模装置6、烘干上模装置5和转移卸出装置7直接将纸坯一次性自动成型，整个过程无需人工操作，这种全自动生产设备能够明显提高生产效率，同时，节省了人工，由于无需人手操作，所以减少了因人工操作造成的坏品问题，进而提高制造的良品率。

在本技术方案中，所述吸浆装置3包括第一油缸31、导柱32和与导柱32滑动连接有第一升降座33，所述第一油缸31驱动第一升降座33，所述第一升降座33连接有吸浆模具34。本吸浆装置3的具体工作是：吸浆时，第一油缸31驱动第一升降座33向下移动，使第一升降座33上的吸浆模具34进入浆槽2，然后对吸浆模具34施加真空进行吸浆动作，吸浆后，在吸浆模具34的表面形成成型湿坯，此时，吸浆模具34保持真空吸附，第一油缸31驱动第一升降座33，将吸浆模具34从浆槽2中提起，这时，大量的水从成型湿坯中溢出，从而降低含水量，所述导柱32一般按方形布设有四条，从而使第一升降座33的上下移动更加稳定和精确，使整个装置的结构更加可靠。

一般来说，吸浆模具34从浆槽2中提出时，往往存在较大的含水量，同时，由于不同的制品表面形状不一，有些模具表面具有凹槽等，这时，吸浆模具34从浆槽2中提起后，其凹槽中的水无法流出，造成脱水效率不佳，而作为进一步改进，如图3所示，所述吸浆装置3还设置有用于翻转吸浆模具34的翻转机构35，所述翻转机构35包括翻转电机351、变速箱352、翻转臂353和与翻转臂353连接的驱动轴354，所述吸浆模具34固定于翻转臂353的端部，所述翻转电机351与变速箱352传动连接，所述驱动轴354与变速箱352传动连接。当吸浆模具34从浆槽2中提出后，所述翻转电机351工作，变速箱352输出扭矩至驱动轴354，驱动轴354进而使翻转臂353转动一定的角度，而较佳的旋转角度是90度至180度，使吸浆模具34实现一定程度的倾倒，使吸浆模具34腔孔中的存水流出；本翻转机构35的结构简单，有利于降低纸坯的含水量。

在本技术方案中，所述机架1设置有第一导轨11，所述冷压装置4与第一导轨11滑动连接；所述冷压装置4包括第一滑座41、与第一滑座41螺接的第一丝杆42和驱动第一丝杆42转动的第一伺服电机43，所述第一滑座41设置有与所述吸浆装置3配合的冷压下模44。所述第一伺服电机43与第一丝杆42之间的传动连接最好采用同步轮与同步带的方式，当然，也可以采用其他方式，在此不做详细说明。当吸浆装置3完成吸浆后，所述第一伺服电机43驱动第一滑座41移动，使冷压下模44位于吸浆模具34的下方，也就是说，该冷压下模44位于浆槽2的上方，这时，吸浆模具34下行与冷压下模44合模，对湿纸坯进行脱水，这时，大量的水分被挤压脱出，直接进入浆槽2中，这种将冷压模具设置于浆槽2上方的结构，可以更方便的回收挤压水，而当挤压完成后，第一伺服电机43驱动第一丝杆42，使冷压模具复位即可，从而留置出下一工序动作的操作空间。

在本方案中，所述烘干上模装置5包括第一支撑架51、第二升降座52和固定设置于第一支撑架51的第二油缸53，所述第二油缸53驱动第二升降座52上下移动，所述第二升降座52连接有烘干上模具54。

同时，所述机架1设置有第二导轨12，所述烘干下模装置6与第二导轨12滑动连接；所述烘干下模装置6包括第二滑座61、与第二滑座61螺接的第二丝杆62和驱动第二丝杆62转动的第二伺服电机63，所述第二滑座61设置有烘干下模具64。当纸坯脱水后，这时脱水纸坯由吸浆装置3继续吸附，第二伺服电机63驱动第二丝杆62，使烘干下模具64移动至吸浆模具34的下方，吸浆模具34下行与烘干下模具64合模，吸浆模具34通入空气释放真空，使脱水纸坯位于烘干下模具64表面，吸浆模具34复位，烘干下模具64再移动至烘干上模具54的下方，第二油缸53驱动烘干上模具54与烘干下模具64合模，对脱水纸坯进行加温烘干，最后得到烘干纸坯。本方案利用烘干下模具64进行自动获取脱水纸坯并与烘干上模具54进行配合烘干作业，实现了一举两得的作用，精减了机构。

进一步的，所述转移卸出装置7包括第三升降座71和用于驱动第三升降座71的第三油缸72，所述第三升降座71设置有用于获取烘干下模装置6的纸坯的转移模具73。当纸坯烘干之后，所述烘干纸坯附于烘干下模具64表面，所述第二伺服电机63驱动烘干下模具64继续移动，使烘干下模具64位于转移模具73的下方，这时，第三油缸72驱动第三升降座71向下移动，转移模具73与烘干下模具64合模，转移模具73抽真空，将烘干纸坯吸附，第三油缸72即驱动第三升降座71向上移动，使转移模具73与烘干下模具64分离，烘干纸坯被转移模具73提起，烘干下模具64回位进行下一作业循环，而转移模具73上的烘干纸坯，即纸浆模塑的成品可以通过机械手等取出设备即可。

当然，为了进一步改善卸料结构，本技术方案中，所述第二滑座61还连接有用于接收所述转移卸出装置7的自动卸出机构8；所述自动卸出机构8包括料斗81和用于驱动料斗81翻转的推动气缸82，所述第二滑座61设置有第二支撑架83，所述料斗81与第二支撑架83铰接。本自动卸出机构8的工作原理是，当第二滑座61位于烘干上模具54的下方时，所述料斗81位于转移模具73的下方，这时，转移模具73可以通入空气，将纸浆模塑成品吹落至料斗81；当第二滑座61位于转移模具73的下方，即将烘干纸坯移至转移模具73时，所述料斗81伸出机台，推动气缸82工作，由于料斗81与第二支撑加铰接，所以，推动气缸82将料斗81推至倾斜或倾倒状态，料斗81上的成品即可自动卸出。当然，也可以由人工或其他方式取下成品即可，在此不做一一说明。利用本自动卸出机构8可以进一步的提高设备的自动化程度，同时，可以避免另外安装机械手以节省成本。

如图8所示，本发明还提供了一种纸浆模塑全自动化生产设备的控制方法，包括如下步骤：

S1.吸浆模具伸入浆槽中吸浆，所述吸浆采用真空吸附，吸浆完成后，吸浆模具升起；本步骤能够得到较大的含水量的湿纸坯；

S2.冷压模具移动至吸浆模具下方，吸浆模具与冷压模具合模脱水；在压强为10～25MPa的作用下挤压纸浆模塑湿坯，使得湿坯的水分进一步排出，含水率降至50～58%，从而将湿纸坯的大量水分挤出，还能起到对湿纸坯的定型作用；

S3.脱水完成后，冷压模具复位，烘干下模具移动至吸浆模具下方，烘干下模具接收吸浆模具的脱水纸坯；

S4.烘干上模具与烘干下模具合模，对脱水纸坯进行烘干；本烘干步骤中，烘干上模具与烘干下模具的合模压强为5-20MPa、温度为150～180℃的条件下对纸浆模塑脱水纸坯进行热压整形，热压整形时间为30～180秒，最后使热压整形后的产品含水率为8～14%；

S5.烘干完成后，烘干纸坯由烘干下模具传送给转移模具；

S6.转移模具将烘干纸坯卸出机台。

显然，本发明提供的一种纸浆模塑全自动生产设备的控制方法，该控制方法在利用吸浆模具、冷压模具、烘干下模模具、烘干上模具和转移模具的巧妙配合下，减少了设备上机构的冗余，不但可以提高生产效率，还能够降低设备的制造成本。

作为进一步改进，在S1和S2的步骤之间，还包括涳水步骤，所述涳水步骤是：当吸浆模具从浆槽中升起后，再对吸浆模具进行翻转，以清除模具腔孔中的存水。在利用本涳水步骤之后，可以大幅降低脱水定型的时间，提高脱水的效率。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种纸浆模塑全自动化生产设备，包括机架（1）、浆槽（2）和可伸入浆槽（2）吸浆的吸浆装置（3），其特征在于：所述浆槽（2）的一侧设置有用于与吸浆装置（3）配合挤压湿纸坯的冷压装置（4），所述浆槽（2）的另一侧设置有烘干上模装置（5）和用于接收吸浆装置（3）的纸坯的烘干下模装置（6），所述机架（1）还设置有用于接收所述烘干下模装置（6）的纸坯的转移卸出装置（7）。

2.根据权利要求1所述的一种纸浆模塑全自动化生产设备，其特征在于：所述吸浆装置（3）包括第一油缸（31）、导柱（32）和与导柱（32）滑动连接有第一升降座（33），所述第一油缸（31）驱动第一升降座（33），所述第一升降座（33）连接有吸浆模具（34）。

3.根据权利要求2所述的一种纸浆模塑全自动化生产设备，其特征在于：所述吸浆装置（3）还设置有用于翻转吸浆模具（34）的翻转机构（35），所述翻转机构（35）包括翻转电机（351）、变速箱（352）、翻转臂（353）和与翻转臂（353）连接的驱动轴（354），所述吸浆模具（34）固定于翻转臂（353）的端部，所述翻转电机（351）与变速箱（352）传动连接，所述驱动轴（354）与变速箱（352）传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种纸浆模塑全自动化生产设备，其特征在于：所述机架（1）设置有第一导轨（11），所述冷压装置（4）与第一导轨（11）滑动连接；所述冷压装置（4）包括第一滑座（41）、与第一滑座（41）螺接的第一丝杆（42）和驱动第一丝杆（42）转动的第一伺服电机（43），所述第一滑座（41）设置有与所述吸浆装置（3）配合的冷压下模（44）。

5.根据权利要求1所述的一种纸浆模塑全自动化生产设备，其特征在于：所述烘干上模装置（5）包括第一支撑架（51）、第二升降座（52）和固定设置于第一支撑架（51）的第二油缸（53），所述第二油缸（53）驱动第二升降座（52）上下移动，所述第二升降座（52）连接有烘干上模具（54）。

6.根据权利要求1所述的一种纸浆模塑全自动化生产设备，其特征在于：所述机架（1）设置有第二导轨（12），所述烘干下模装置（6）与第二导轨（12）滑动连接；所述烘干下模装置（6）包括第二滑座（61）、与第二滑座（61）螺接的第二丝杆（62）和驱动第二丝杆（62）转动的第二伺服电机（63），所述第二滑座（61）设置有烘干下模具（64）。

7.根据权利要求6所述的一种纸浆模塑全自动化生产设备，其特征在于：所述第二滑座（61）还连接有用于接收所述转移卸出装置（7）的纸坯的自动卸出机构（8）；所述自动卸出机构（8）包括料斗（81）和用于驱动料斗（81）翻转的推动气缸（82），所述第二滑座（61）设置有第二支撑架（83），所述料斗（81）与第二支撑架（83）铰接。

8.根据权利要求1~7任一项所述的一种纸浆模塑全自动化生产设备，其特征在于：所述转移卸出装置（7）包括第三升降座（71）和用于驱动第三升降座（71）的第三油缸（72），所述第三升降座（71）设置有用于获取烘干下模装置（6）的纸坯的转移模具（73）。

9.一种纸浆模塑全自动化生产设备的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.吸浆模具伸入浆槽中吸浆，吸浆完成后，吸浆模具升起；

S2.冷压模具移动至吸浆模具下方，吸浆模具与冷压模具合模脱水；

S3.脱水完成后，冷压模具复位，烘干下模具移动至吸浆模具下方，烘干下模具接收吸浆模具的脱水纸坯；

S4.烘干上模具与烘干下模具合模，对脱水纸坯进行烘干；

S5.烘干完成后，烘干纸坯由烘干下模具传送给转移模具；

S6.转移模具将烘干纸坯卸出机台。

10.根据权利要求9所述的一种纸浆模塑全自动化生产设备的控制方法，其特征在于：在S1和S2的步骤之间，还包括涳水步骤，所述涳水步骤是当吸浆模具从浆槽中升起后，再对吸浆模具进行翻转，以清除模具腔孔中的存水。