CN105538779A - 瓦楞纸箱联动生产方法及生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种瓦楞纸箱联动生产方法，包括在生产线上顺序实施的以下步骤：将瓦楞纸板在平压平模切机中模切成型并清废，成型后的瓦楞纸板具有多个纸板单元，这些单元单元通过连接点连在一起；将所述纸板单元之间的连接点在分片机上掰断；将分片后的瓦楞纸板在检品机上逐一分检，印刷合格品流入下道工序，印刷不合格品剔出。本发明还公开了实施上述方法的联动生产线，包括顺序设置的平压平模切机、纸板旋转机、分片机、进纸机、检品机、打包机、纸板旋转机和码垛机，所述生产线通过中央电控系统控制各个单机设备的通讯及速度同步。本发明所揭示的方法和生产线提高了瓦楞纸箱的生产效率，并降低了生产成本。

Description

瓦楞纸箱联动生产方法及生产线

技术领域

本发明涉及瓦楞纸箱生产方法技术领域，还涉及实施该方法的联动生产线。

背景技术

瓦楞纸箱是一种应用最广的包装制品，因其良好的物理机械性、装潢印刷适应性、经济实用性和环保性，用量一直是各种包装制品之首。从印刷角度上来看，瓦楞纸箱分为彩印瓦楞纸箱和水墨印刷瓦楞纸箱，彩印瓦楞纸箱是先将图案印刷在面纸上，然后再将面纸与瓦楞纸贴合制成瓦楞纸板，彩色印刷更加精美；而水墨印刷瓦楞纸箱是直接将图案印在做好的瓦楞纸板上，水墨印刷更加简洁实用。

目前，瓦楞纸箱的主要工艺步骤基本都实现了机械化生产，但是，各工序和设备之间缺少协调，有的环节还需要人工辅助，瓦楞纸箱不能连续化生产的障碍，主要体现在：

1、在模切工艺中，为了提高生产效率，往往采用一模多板的方法，即模切一次，输出多个通过连接点连在一起的纸板产品，而将这些连接在一起的纸板分开，目前还停留在人工处理方式上。

2、在印刷过程中，由于工艺、加工设备精度等原因，印刷品往往会出现色差、套印不准等现象，还会出现缺色、带脏、或者模切精度等达不到预期要求等缺点，这就使得在生产过程中出现一些残次品。目前对产品的检测工作一般采用人工方法对产品进行质量检测，然后再由工作人员将合格品和不合格品进行分类堆放。

3、模切机的进纸机构主要为前缘送纸机构，该机构的工作原理为瓦楞纸板放在通过风机产生负压的风箱上面，并通过风箱上面摩擦轮的转动带动瓦楞纸板向前运动，直至送到上下两个输纸辊之间，再由输纸辊向前送纸。该机构的摩擦轮与瓦楞纸板容易产生相对滑动，从而蹭脏纸板的印刷图文，影响产品的质量。

4、给印刷机或模切机等设备输送瓦楞纸板的方式大致有两种，一种是人工方式，需要通过一到两个人将纸垛(即叠置的达到一定高度的若干纸板)分批搬运到模切机或印刷机的输纸台上；另一种是半自动方式，采用上料机使整垛纸上升，再由人工将纸板推到模切机或印刷机的输纸台上。上述无论哪种方式，在整个送纸过程中都需要人员来全程操控，自动化程度低，劳动强度高。

发明内容

鉴于以上原因，本发明所要解决的技术问题是：提供一种瓦楞纸箱联动生产方法，以提高瓦楞纸箱的生产效率，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种瓦楞纸箱联动生产方法，包括在生产线上顺序实施的以下步骤：

1)将瓦楞纸板在平压平模切机中模切成型并清废，成型后的瓦楞纸板具有多个纸板单元，这些纸板单元通过连接点连在一起；

2)将所述瓦楞纸板在水平面内旋转；

3)将所述纸板单元之间的连接点在分片机上掰断；

4)打包；

5)将打包后的瓦楞纸板在水平面内旋转；

6)码垛。

进一步的，在所述步骤3)和步骤4)之间，设有分检步骤，所述分检步骤是将分片后的瓦楞纸板在检品机上逐一分检，印刷合格品流入下道工序，印刷不合格品剔出。

作为同一种构思，本发明所要解决的另一个技术问题是，提供一种实施上述方法的瓦楞纸箱联动生产线。

其主要技术方案是，一种瓦楞纸箱联动生产线，包括：平压平模切机，所述平压平模切机的下游位置设有纸板旋转机，所述纸板旋转机的下游位置设有分片机，所述分片机的下游位置设有打包机，所述打包机的下游位置设有纸板旋转机，所述纸板旋转机的下游位置设有码垛机，所述生产线通过中央电控系统控制各个单机设备的通讯及速度同步。

进一步的，所述分片机与打包机之间顺序设有进纸机和检品机。

其中，所述码垛机，包括：主体框架，所述主体框架包括外框架和内框架，所述外框架包括外框架立柱和外框架顶梁，所述内框架包括内框架立柱和内框架顶梁；所述外框架上位于其一侧设有纸板提升机构，所述外框架顶梁上设有抓手机构和抓手平移机构；所述内框架上设有托盘升降送出机构。

其中，所述码垛机还包括位于所述纸板提升机构下方的纸板送入机构、位于所述外框架另一侧的托盘送入机构和位于所述外框架再一侧的纸垛送出机构，所述纸板送入机构、托盘送入机构和纸垛送出机构皆包括支撑框架和设于所述支撑框架上的自动输送辊道。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

1)针对一模多板的生产方式，将成型后的瓦楞纸板在分片机中分片成多个纸板单元，可成倍提高生产效率。

2)分片后，将瓦楞纸板逐一在检品机中分检，印刷合格品流入下道工序，印刷不合格品剔出，在保证产品质量的前提下，提高效率，模切分检联动，实现连续化生产。

3)码垛时，实现了托盘的自动送入及纸板送入、进纸规纸、提升、抓取、平移、转动、释放、码垛规纸、纸垛下降、纸垛送出的自动化，利用本发明的码垛机可将打包后的瓦楞纸板或纸箱整齐地按预定的摆放位置和规则进行码垛，替代人工码垛，实现了自动化操作，码垛质量好，码垛速度快，节省了人力。

附图说明

图1示出了本发明瓦楞纸箱联动生产线实施例上游部分的结构示意图；

图2示出了本发明瓦楞纸箱联动生产线实施例中游部分的结构示意图；

图3示出了本发明瓦楞纸箱联动生产线实施例下游部分的结构示意图；

图4是本发明实施例中码垛机的结构示意图；

图5是图4的详细结构示意图；

图6是图5的侧视图(移去纸垛送出机构后)；

图7是图6中的抓手机构放大示意图；

图中：

100-输纸轨道；110-自动上料机；120-平压平模切机；130-纸板旋转机；140-分片机；150-提升机；160-进纸机；170-检品机；180-打包机；190-码垛机；

I-主体框架；II-纸板送入机构；III-纸板提升机构；IV-抓手机构；V-抓手平移机构；VI-托盘升降送出机构；VII-托盘送入机构；VIII-纸垛送出机构；IX-进纸规纸机构；XI-码垛规纸机构；

1-外框架；1a-外框架立柱；1b-外框架顶梁；1c-外框架底梁；2-内框架；2a-内框架立柱；2b-内框架顶梁；2c-内框架底梁；3-支撑框架；4-辊道；5-货叉；6-货叉开合气缸；7-伺服电机；8-竖向直线导轨；9-夹纸板机构；91-固定夹纸板；92-移动夹纸板；921-主体夹板；922-L形托板；923-铰接轴；924-翻转气缸；93-夹纸板移动气缸；94-下支架；941-导杆；10-抬落气缸；101-上支架；11-转动伺服电机；12-纵向平移伺服电机；13-横框架；14-纵向直线导轨；15-横向平移伺服电机；16-横向直线导轨；17-承托框架；18-辊道；19-驱动电机；20-传动链条；21-导轨；22-支撑框架；23-辊道；24-支撑框架；25-辊道；26-进纸规纸气缸；27-进纸规纸板；28-码垛规纸气缸；29-码垛规纸板；30-辊道电机；31-链传动装置；A-纸板；B-纸垛；C-托盘。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进一步说明。

为了便于描述，将进纸方向定义为纵向，即图5中坐标系的Y向；与纵向垂直的方向为横向，即图5中坐标系的X向；将与Y向和X向垂直的方向定义为竖向，即图5中坐标系的Z向。

生产线很长，为了清楚表达，沿箭头方向(纸板运动方向)，将其分成三部分，上游部分表示在图1中，中游部分表示在图2中，下游部分表示在图3中。

如图1、图2和图3共同所示，一种瓦楞纸箱联动生产线，它是智能的，中央电控系统控制各个单机设备的通讯及速度同步，例如PLC或工控机等，保证生产的连续性。

瓦楞纸板的面纸上事先印好彩色图文，用输纸轨道100将该瓦楞纸板输送至自动上料机110，自动上料机110将瓦楞纸板送入平压平模切机120，并在平压平模切机120中完成纸板成型，这些成型步骤包括分切和压线，并在模切机中完成废边和落料的清废。平压平模切机120的模板足够大，可以实现一模多板，即：该模板可以将瓦楞纸板模切成多个纸板单元，这些纸板单元通过连接点连接在一起，纸板单元的连接处像是纸制品上的撕裂线，以便纸板单元在此处分开。

平压平模切机120的下游位置设有纸板旋转机130，纸板旋转机130将瓦楞纸板在水平面内旋转90°以适应分片机140的工艺要求。

平压平模切机120的下游位置设有分片机140，分片机140将上述连在一起的纸板单元从连接点处掰开，实现分片。

分片机140的下游位置设有进纸机160和检品机170，进纸机160是为检品机170准备的，检品机170将分片后的瓦楞纸板逐一连续地进行分检，所谓分检就是在瓦楞纸板经过拍照区域时拍照，并将该信息与标准信息比较，印刷合格品流入下道工序，印刷不合格品剔出。

由于分片机140与进纸机160的工作高度不同，为了适应这一要求，分片机140与进纸机160设置了提升机150转运纸箱。

检品机170的下游位置设有打包机180，打包机180用硬绳或软绳将规定数量的纸箱捆扎起来。检品机170与打包机180之间也设置了提升机150以转运纸箱。

打包机180的下游位置也设置了一个纸板旋转机130，纸板旋转机130的下游位置设置了码垛机190，码垛机190用于将成捆的纸箱码垛，存储。

以下详细说明码垛机190的结构及工作原理。

如图4所示，码垛机，包括：纸板码垛装置、纸板送入机构II、托盘送入机构VII和纸垛送出机构VIII。

其中，纸板码垛装置包括：主体框架I，该主体框架I包括外框架1和内框架2，其中外框架1包括外框架立柱1a、外框架顶梁1b和外框架底梁1c，内框架2包括内框架立柱2a、内框架顶梁2b和内框架底梁2c；在外框架1上位于纸板送入机构II的上方设有纸板提升机构III，在外框架顶梁1b上设有抓手机构IV和抓手平移机构V，外框架立柱1a上设有进纸规纸机构IX；在内框架2上设有托盘升降送出机构VI，内框架顶梁2b上设有码垛规纸机构XI。

如图5所示，其中，纸板提升机构III包括由动力装置驱动可升降的货叉5，本实施例中，动力装置具体采用了伺服电机7和由其驱动的竖向直线导轨8，竖向直线导轨8安装于外框架顶梁1b和外框架底梁1c上，货叉5可沿竖向直线导轨8升降。当然，动力装置还可以采用常规的丝杠传动、链条传动或同步带传动等方式。其中，货叉5为开合式货叉，货叉5的每一个叉分别连接有一个货叉开合气缸6。

如图5和图7所示，其中，抓手机构IV包括：夹纸板机构9，该夹纸板机构9包括两个相对设置的立式的夹纸板，其中一个夹纸板为固定夹纸板91，另一个夹纸板为移动夹纸板92，该移动夹纸板92与水平设置的夹纸板移动气缸93的活塞杆连接。由夹纸板移动气缸93控制移动夹纸板92往复直线运动，与固定夹纸板91相配合，实现对纸板的夹紧与松开功能。

如图7所示，其中，移动夹纸板92包括：位于上部的主体夹板921和位于下部的L形托板922，L形托板922与主体夹板921通过铰接轴923铰接，在主体夹板921的外侧设有竖向的翻转气缸924，翻转气缸924的活塞杆与L形托板922铰接。针对纸板的特性，对其夹紧力不能太大，否则容易变形；对其夹紧力不能过小，否则容易滑脱，移动夹纸板92采用了组合式结构，由于L形托板922对纸板起到一定的承托作用，这样，固定夹纸板91与移动夹纸板92的主体夹板921不需太大的夹紧力来夹紧纸板，纸板不易变形，也不会滑脱；由于采用铰接连接及翻转气缸控制方式，抓手机构释放纸板时，翻转气缸924动作，L形托板922向外翻转，解除对纸板的承托，即可顺利释放纸板。

如图7所示，其中，抓手机构IV还包括：抬落机构和转动机构，抬落机构包括活塞杆向下设置的抬落气缸10，在抬落气缸10的活塞杆端固接有水平的下支架94，所述的夹纸板机构9设于下支架94上并位于其下方，下支架94的上方设有导杆941；转动机构包括用于驱动夹纸板机构9和抬落机构整体转动的转动伺服电机11，转动伺服电机11与抬落气缸10皆安装于上支架101上。由于设置有抬落机构，释放纸板时，抬落气缸10的活塞杆伸出，下支架94及夹纸板机构9下落预定高度，夹纸板机构释放纸板，纸板释放后，抬落气缸10的活塞杆回缩，下支架94及夹纸板机构抬高复位。因转动伺服电机11可以带动夹纸板机构和抬落机构整体转动，码垛时，可以使纸板朝向预定的方位，满足码垛规则要求。

如图5所示，其中，抓手平移机构V包括：设于外框架顶梁1b上的一组纵向直线导轨14，设于一组纵向直线导轨14上的横框架13，抓手机构IV设在横框架13上，在横框架13上设有一组横向直线导轨16；以及用于驱动抓手机构IV沿横向直线导轨16平移的横向平移伺服电机15，和用于驱动横框架13沿纵向直线导轨14平移的纵向平移伺服电机12。采用两组直线导轨和两个平移伺服电机实现抓手机构在横向及纵向上的平移，满足码垛需要，平移精度高、速度快。

如图5和图6所示，其中，托盘升降送出机构VI包括：由动力装置驱动可升降的托盘承托机构，托盘承托机构包括承托框架17和设于承托框架17上的自动输送辊道，自动输送辊道包括由电机30通过链传动装置31驱动的辊道18；其中，动力装置包括驱动电机19和由其驱动的传动链条20，承托框架17与传动链条20连接。托盘上每当摆放满一层纸板后，驱动电机19驱动传动链条20带动托盘承托机构沿导轨21下降一定高度，然后摆放另一层纸板；整个托盘码垛完成后，托盘升降送出机构VI下降到预定位置，自动输送辊道将托盘及整垛纸送出。

如图5所示，其中，进纸规纸机构IX设在两个外框架立柱1a上并位于纸板送入机构II的上方，用于纠正进纸时可能产生的歪斜现象，与纸板提升机构III位于外框架1的同一侧，进纸规纸机构IX包括立式设置的进纸规纸板27和与其连接的进纸规纸气缸26。所述码垛规纸机构XI设在内框架2的四个内框架顶梁2b上，用于纠正码垛时可能产生的歪斜现象，码垛规纸机构XI包括立式设置的码垛规纸板29和与其连接的码垛规纸气缸28。

如图5所示，其中，纸板送入机构II、托盘送入机构VII和纸垛送出机构VIII的结构大致相同。纸板送入机构II包括支撑框架3和设于支撑框架3上的自动输送辊道，自动输送辊道包括由电机通过链传动(图中未示出)驱动的辊道4。托盘送入机构VII包括支撑框架22和设于支撑框架22上的自动输送辊道，自动输送辊道包括由电机通过链传动(图中未示出)驱动的辊道23。纸垛送出机构VIII包括支撑框架24和设于支撑框架24上的自动输送辊道，自动输送辊道包括由电机通过链传动(图中未示出)驱动的辊道25。

上述码垛机的码垛过程如下：

参照图6，图中箭头所示为打包后的瓦楞纸板A的走向，码垛时，托盘C由托盘送入机构VII送到托盘升降送出机构VI上，驱动电机19启动，传动链条20转动，托盘承托机构带动托盘C上升到高处；纸板A从上道工序经纸板送入机构II送入，由进纸规纸机构IX规纸，纸板提升机构III的货叉5收拢，将纸板A置于其上，伺服电机7启动，货叉5带动纸板A沿竖向直线导轨8向上提升到预定高度，夹纸板移动气缸93动作，移动夹纸板92向着固定夹纸板91移动，与其配合将纸板A夹紧，纸板提升机构III下降复位；纵向平移伺服电机12动作，横框架13带动抓手机构IV及纸板A沿纵向直线导轨14平移，横向平移伺服电机15动作，抓手机构IV及纸板A沿横向直线导轨16平移，或者纵向平移伺服电机12与横向平移伺服电机15的动作顺序互换，到达托盘C上方预定的位置；抬落气缸10动作，下支架94及夹纸板机构9下落预定高度，翻转气缸924动作，L形托板922向外翻转，解除对纸板A的承托，纸板A释放至托盘C上指定的位置，抬落气缸10动作，下支架94及夹纸板机构9抬高复位；如有放置角度要求，转动伺服电机11启动，带动夹纸板机构9和抬落机构整体转动预定角度(例如90°)，使纸板A朝向预定的方位；如此重复，托盘C上每当摆放满一层纸板后，四周的码垛规纸气缸28动作，各码垛规纸板29配合对整层纸板规纸，托盘升降送出机构VI带动托盘C下降一定高度，然后摆放另一层纸板，当整个托盘C码垛完成后，托盘升降送出机构VI下降到预定位置，电机30启动，通过链传动装置31驱动辊道18运转，将托盘C及码好的纸垛B送到纸垛送出机构VIII上。

Claims (10)

1.一种瓦楞纸箱联动生产方法，其特征在于，包括在生产线上顺序实施的以下步骤：

1)将瓦楞纸板在平压平模切机中模切成型并清废，成型后的瓦楞纸板具有多个纸板单元，这些纸板单元通过连接点连在一起；

2)将所述瓦楞纸板在水平面内旋转；

3)将所述纸板单元之间的连接点在分片机上掰断；

4)打包；

5)将打包后的瓦楞纸板在水平面内旋转；

6)码垛。

2.如权利要求1所述的瓦楞纸箱联动生产方法，其特征在于，在所述步骤3)和步骤4)之间，设有分检步骤，所述分检步骤是将分片后的瓦楞纸板在检品机上逐一分检，印刷合格品流入下道工序，印刷不合格品剔出。

3.一种瓦楞纸箱联动生产线，其特征在于，包括：

平压平模切机，所述平压平模切机的下游位置设有纸板旋转机，所述纸板旋转机的下游位置设有分片机，所述分片机的下游位置设有打包机，所述打包机的下游位置设有纸板旋转机，所述纸板旋转机的下游位置设有码垛机，所述生产线通过中央电控系统控制各个单机设备的通讯及速度同步。

4.如权利要求3所述的瓦楞纸箱联动生产线，其特征在于，所述分片机与打包机之间顺序设有进纸机和检品机。

5.如权利要求4所述的瓦楞纸箱联动生产线，其特征在于，所述码垛机包括：

主体框架，所述主体框架包括外框架和内框架，所述外框架包括外框架立柱和外框架顶梁，所述内框架包括内框架立柱和内框架顶梁；

所述外框架上位于其一侧设有纸板提升机构，所述外框架顶梁上设有抓手机构和抓手平移机构；

所述内框架上设有托盘升降送出机构。

6.如权利要求5所述的瓦楞纸箱联动生产线，其特征在于，所述纸板提升机构包括：由动力装置驱动可升降的货叉；所述货叉为开合式货叉，所述货叉的每一个叉分别连接有货叉开合气缸。

7.如权利要求5所述的瓦楞纸箱联动生产线，其特征在于，所述抓手机构包括：夹纸板机构，所述夹纸板机构包括两个相对设置的立式的夹纸板，其中一个夹纸板为固定夹纸板，另一个夹纸板为移动夹纸板，所述移动夹纸板与夹纸板移动气缸的活塞杆连接；所述移动夹纸板包括：位于上部的主体夹板和位于下部的L形托板，所述L形托板与所述主体夹板铰接，所述主体夹板的外侧设有竖向的翻转气缸，所述翻转气缸的活塞杆与所述L形托板铰接；所述抓手机构还包括：抬落机构和转动机构，所述抬落机构包括活塞杆向下设置的抬落气缸，所述抬落气缸的活塞杆端固接有水平的下支架，所述夹纸板机构设于所述下支架上并位于其下方；所述转动机构包括用于驱动所述夹纸板机构和所述抬落机构整体转动的转动伺服电机。

8.如权利要求5所述的瓦楞纸箱联动生产线，其特征在于，所述抓手平移机构包括：设于所述外框架顶梁上的一组纵向直线导轨，设于一组所述纵向直线导轨上的横框架，所述横框架上设有一组横向直线导轨；以及用于驱动所述抓手机构沿所述横向直线导轨平移的横向平移伺服电机，和用于驱动所述横框架沿所述纵向直线导轨平移的纵向平移伺服电机。

9.如权利要求5所述的瓦楞纸箱联动生产线，其特征在于，所述托盘升降送出机构包括：由动力装置驱动可升降的托盘承托机构，所述托盘承托机构包括承托框架，和设于所述承托框架上的自动输送辊道；所述动力装置包括驱动电机和由其驱动的传动链条，所述承托框架与所述传动链条连接。

10.如权利要求5所述的瓦楞纸箱联动生产线，其特征在于，所述外框架立柱上设有进纸规纸机构，所述进纸规纸机构与所述纸板提升机构位于外框架的同一侧，所述进纸规纸机构包括立式设置的进纸规纸板，所述进纸规纸板与进纸规纸气缸连接；所述内框架顶梁上的四周设有码垛规纸机构，所述码垛规纸机构包括立式设置的码垛规纸板，所述码垛规纸板与码垛规纸气缸连接；所述码垛机还包括：

位于所述纸板提升机构下方的纸板送入机构、位于所述外框架另一侧的托盘送入机构和位于所述外框架再一侧的纸垛送出机构，所述纸板送入机构、所述托盘送入机构和所述纸垛送出机构皆包括支撑框架和设于所述支撑框架上的自动输送辊道。