CN106144711B - 塑料膜自动接膜系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种塑料膜自动接膜系统，包括用于承载塑料膜卷并将其展开以输送给包装机进行在线包装作业的接膜机，接膜机上设有用于分别承载塑料膜卷的第一卷轴、第二卷轴及用于无缝衔接第一卷轴与第二卷轴上的塑料膜卷展开后的塑料膜的合膜机构，该系统还包括：输送装置，用于在线供给备用的塑料膜卷；工业机器人，用于将输送装置上的塑料膜卷转移至接膜机上空置状态的第一卷轴或第二卷轴上，以实现接膜机的自动上料。实现真正意义上的产品包装连续化及无人化生产，提高了自动接膜系统的自动化、智能化水平，尤其适用于危险品包装，减少危险品生产的安全事故，从而提升包装生产的安全性及可靠性，且生产线的效率亦得到有效提升。

Description

塑料膜自动接膜系统
技术领域
本发明涉及薄膜材料包装领域，特别地，涉及一种塑料膜自动接膜系统。
背景技术
塑料膜包装产品(如火腿肠，乳化炸药包装等)在连续高速灌装的生产情况下，塑料膜属于损耗品，为了实现在线接膜及包装，故包装机的接膜机中设置两个膜卷轴，每个膜卷轴上承载一个膜卷，当第一膜卷将被耗完时，将第二膜卷的前端拼接到第一膜卷的末端，以确保生产连续。但现有的接膜机的膜卷的更换及拼接需要人工进行，且加工过程需要人工全程监控，这不利于全自动生产；尤其是在乳化炸药生产中，存在爆炸的危险性，因此现有设备无法保证操作人员的人身安全，且可靠性也有待进一步提高。
发明内容
本发明提供了一种塑料膜自动接膜系统，以解决现有薄膜包装领域的塑料膜接膜需要人工参与导致其无法适用于危险品包装领域、且生产的自动化水平有待改善的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种塑料膜自动接膜系统，包括用于承载塑料膜卷并将其展开以输送给包装机进行在线包装作业的接膜机，接膜机上设有用于分别承载塑料膜卷的第一卷轴、第二卷轴及用于无缝衔接第一卷轴与第二卷轴上的塑料膜卷展开后的塑料膜的合膜机构，该系统还包括：输送装置，用于在线供给备用的塑料膜卷；工业机器人，用于将输送装置上的塑料膜卷转移至接膜机上空置状态的第一卷轴或第二卷轴上，以实现接膜机的自动上料。
进一步地，本发明塑料膜自动接膜系统还包括：
旋转装置，用于接收来自输送装置的塑料膜卷并对塑料膜卷绕其轴向进行旋转操作；
视觉传感装置，与旋转装置正对设置，用于检测旋转装置上塑料膜卷的标签位置以生成第一检测信号给工业机器人；
工业机器人用于将输送装置出口工位的塑料膜卷转移至旋转装置并抓取旋转装置上定位后的塑料膜卷，以将定位后的塑料膜卷转移至接膜机上。
进一步地，本发明塑料膜自动接膜系统还包括：
翻转装置，用于接收旋转装置定位后的塑料膜卷并对塑料膜卷进行掉头作业；
塑料膜卷上的标签还用于标识其展开方向及塑料膜卷接头位置，工业机器人用于将旋转装置上定位后需掉头的塑料膜卷经翻转装置进行掉头后转移至接膜机上。
进一步地，本发明塑料膜自动接膜系统还包括：
废料收集装置，用于收集工业机器人转移的接膜机上塑料膜卷的塑料膜耗尽后对应的中心定位机构。
进一步地，工业机器人包括底座、机器人本体及设于机器人本体的活动轴上的塑料膜冶具，塑料膜冶具包括用于连接活动轴的转接连接机构及设于转接连接机构上用于拾取塑料膜卷的抓取机构、用于将塑料膜卷推送至接膜机的卷轴末端的推板机构及用于展开塑料膜卷时吸附塑料膜的吸附机构。
进一步地，抓取机构包括气缸及由气缸驱动的多爪夹具，吸附机构为多个真空吸盘。
进一步地，旋转装置包括旋转支撑架，旋转支撑架上经伺服驱动机构连接回转机构，回转机构上设有用于定位支撑塑料膜卷的支撑平台，支撑平台包括固接于回转机构上的底板及设于底板上定位销轴。
进一步地，旋转支撑架上还设有用于检测支撑平台上是否存在塑料膜卷的检测传感器。
进一步地，视觉传感装置包括用于采集图像的视觉传感器及用于对采集图像进行数据处理以生成第一检测信号的图像处理单元。
进一步地，翻转装置包括支架及设于支架上用于定位塑料膜卷的定位机构。
本发明具有以下有益效果：
本发明塑料膜自动接膜系统，通过采用工业机器人将输送装置上的塑料膜卷转移至接膜机上空置状态的第一卷轴或第二卷轴上，以实现接膜机的自动上料，能够满足包装机在不停机、不减速的正常运转状态下的塑料包装膜的自动更换，且全程无需人工操作及监控，实现真正意义上的产品包装连续化及无人化生产，提高了自动接膜系统的自动化、智能化水平，尤其适用于危险品包装，如乳化炸药的无人化生产，减少危险品生产的安全事故，从而提升包装生产的安全性及可靠性，且生产线的效率亦得到有效提升。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例塑料膜自动接膜系统的结构示意图；
图2是本发明优选实施例中工业机器人用塑料膜冶具的结构示意图；
图3是图2的俯视示意图；
图4是本发明优选实施例中旋转装置的结构示意图。
附图标记说明：
1、接膜机；11、第一卷轴；12、第二卷轴；13、合膜机构；
2、视觉传感装置；
3、旋转装置；31、旋转支撑架；32、伺服驱动机构；
33、回转机构；34、支撑平台；341、底板；342、定位销轴；35、检测传感器；
4、输送装置；
5、翻转装置；51、支架；52、定位机构；
6、工业机器人；61、底座；62、机器人本体；63、塑料膜冶具；
631、转接连接机构；632、抓取机构；633、推板机构；634、吸附机构；
7、废料收集装置；
8、塑料膜卷。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明的优选实施例提供了一种塑料膜自动接膜系统，从而满足塑料薄膜用包装机在正常运转状态下实现塑料包装膜自动更换、裁剪及粘接，真正意义上实现产品包装连续化、无人化，尤其适用于危险品，如乳化炸药包装领域。参照图1，本实施例塑料膜自动接膜系统包括用于承载塑料膜卷8并将其展开以输送给包装机进行在线包装作业的接膜机1，接膜机1上设有用于分别承载塑料膜卷8的第一卷轴11、第二卷轴12及用于无缝衔接第一卷轴11与第二卷轴12上的塑料膜卷8展开后的塑料膜的合膜机构13，当第一卷轴11上对应的塑料膜卷8将被耗完时，通过将第二卷轴12上的塑料膜卷的前端引入合膜机构13内以实现塑料膜的自动拼接，本实施例系统还包括：输送装置4，用于在线供给备用的塑料膜卷8；工业机器人6，用于将输送装置4上的塑料膜卷8转移至接膜机1上空置状态的第一卷轴11或第二卷轴12上，以实现接膜机1的自动上料，且工业机器人6在第一卷轴11上的塑料膜卷即将耗尽时，将第二卷轴12上的塑料膜卷展开并将其引入合膜机构13内，从而实现了塑料膜的自动拼接。其中，合膜机构13包括用于裁剪正供给塑料膜的塑料膜卷的裁剪机构及用于将备用塑料膜卷前端的塑料膜与正夹持的塑料膜粘接的粘接机构。
本实施例通过采用工业机器人将输送装置上的塑料膜卷转移至接膜机上空置状态的第一卷轴或第二卷轴上，以实现接膜机的自动上料，能够满足包装机在不停机、不减速的正常运转状态下的塑料包装膜的自动更换，且全程无需人工操作及监控，实现真正意义上的产品包装连续化及无人化生产，提高了自动接膜系统的自动化、智能化水平，尤其适用于危险品包装，如乳化炸药的无人化生产，减少危险品生产的安全事故，从而提升包装生产的安全性及可靠性，且生产线的效率亦得到有效提升。
本实施例输送装置4采用传送带或者传送辊轮等输送机构，用于将外部库房的成品塑料膜卷8输送至上料区，优选地，本实施例安全加工区域设置防护围栏以有效避免人员误入导致的安全事故。为了便于工业机器人6的准确夹持及上料至接膜机1上，输送装置4上待输送的塑料膜卷需按预置方位放置好。可选地，为了简化塑料膜卷8的放置要求，提高加工效率，本实施例塑料膜自动接膜系统还包括：
旋转装置3，用于接收来自输送装置4的塑料膜卷8并对塑料膜卷8绕其轴向进行旋转操作；
视觉传感装置2，与旋转装置3正对设置，用于检测旋转装置3上塑料膜卷8的标签位置以生成第一检测信号给工业机器人6；
工业机器人6用于将输送装置4出口工位的塑料膜卷8转移至旋转装置3并抓取旋转装置3上定位后的塑料膜卷8，以将定位后的塑料膜卷8转移至接膜机1上。
本实施例通过设置旋转装置3及视觉传感装置2，且工业机器人6在视觉传感装置2的指导下对定位后的塑料膜卷8进行夹持及转移，简化了输送装置4上放置塑料膜卷8的要求，智能化水平高，且加工效率高。
优选地，本实施例塑料膜自动接膜系统还包括：
翻转装置5，用于接收旋转装置3定位后的塑料膜卷8并对塑料膜卷8进行掉头作业；
塑料膜卷8上的标签还用于标识其展开方向及接头位置，工业机器人6用于将旋转装置3上定位后需掉头的塑料膜卷8经翻转装置5进行掉头后转移至接膜机1上。
在本实施例中，塑料膜卷8上的标签具有塑料膜接头标识及方向标识，如在塑料膜卷的接头处粘接带有箭头指示的图标，视觉传感装置2的图像处理单元在检测到箭头朝向第一方向时生成第一信号给工业机器人，且在检测到箭头朝向与所述第一方向相反的第二方向时生成第二信号给工业机器人，工业机器人根据接收的信号将经旋转装置3定位后的塑料膜卷转移至接膜机1上或者将经旋转装置3定位后的塑料膜卷在翻转装置5上掉头后转移至接膜机1上。当然，本领域技术人员可以理解，此处的标签不限于本实施例中提及的箭头，也可以为其他能够被视觉传感装置2识别的符号。
本实施例中，视觉传感装置2包括用于采集图像的视觉传感器及用于对采集图像进行数据处理以生成第一检测信号的图像处理单元。视觉传感器可以为视觉相机或者摄像机，图像处理单元内预置有用于判定标签的比对数据，如，在图像处理单元中设置箭头朝左为正，检测到旋转装置3上的塑料膜卷的箭头朝左时，则反馈正信号给工业机器人，驱动工业机器人直接将经旋转装置3定位后的塑料膜卷转移至接膜机上空置状态的卷轴上；当图像处理单元检测到旋转装置3上的塑料膜卷的箭头朝右时，则反馈负信号给工业机器人，工业机器人将经旋转装置3定位后的塑料膜卷经翻转装置5掉头后转移至接膜机的卷轴上，以免塑料膜卷倒置导致的无法连续拼接的麻烦。
本实施例中，参照图4，旋转装置3包括旋转支撑架31，旋转支撑架31上经伺服驱动机构32连接回转机构33，回转机构33上设有用于定位支撑塑料膜卷8的支撑平台34，支撑平台34包括固接于回转机构33上的底板341及设于底板341上定位销轴342。其中，旋转支撑架31采用不锈钢焊接或者铝型材拼接而成，且旋转支撑架31内置伺服驱动机构32，本实施例伺服驱动机构32优选为伺服电机，回转机构33可以在伺服电机的驱动下任意旋转及定位，以配合视觉传感装置2实现塑料膜卷的接头定位。且通过定位销轴342对塑料膜卷8进行定位，便于工业机器人对塑料膜卷的转移操作。优选地，旋转支撑架31上还设有用于检测支撑平台34上是否存在塑料膜卷8的检测传感器35，以便于控制系统判断旋转装置3上是否存在塑料膜卷，检测传感器35可以为光电开关或者其他等同的用于检测是否存在目标物的检测传感器。
本实施例翻转装置5包括支架51及设于支架51上用于定位塑料膜卷8的定位机构52，该定位机构52为塑料膜卷的外周缘匹配定位凹台，以在对塑料膜卷进行掉头作业时避免塑料膜卷的周向位移导致的接头位移偏差。
优选地，本实施例塑料膜自动接膜系统还包括：
废料收集装置7，用于收集工业机器人6转移的接膜机1上塑料膜卷8的塑料膜耗尽后对应的中心定位机构。本实施例经工业机器人将塑料膜卷8对应的中心定位机构，如中心定位纸卷转移至废料收集装置7内以供集中处理，避免了作业区域需人工清理的麻烦。
本实施例中，工业机器人6包括底座61、机器人本体62及设于机器人本体62的活动轴上的塑料膜冶具63，参照图2及图3，本实施例塑料膜冶具63包括用于连接活动轴的转接连接机构631及设于转接连接机构631上用于拾取塑料膜卷8的抓取机构632、用于将塑料膜卷8推送至接膜机1的卷轴末端的推板机构633及用于展开塑料膜卷8时吸附塑料膜的吸附机构634。本实施例机器人本体62优选为六轴多关节机器人，塑料膜冶具63设于机器人本体62的第六轴上，且其工作半径覆盖前述接膜机1、旋转装置3、输送装置4、翻转装置5及废料收集装置7。本实施例塑料膜冶具63用于转移塑料膜卷时夹持、将塑料膜卷转移至卷轴上的推送及用于展开塑料膜时的吸附展开。其中，抓取机构632包括气缸及由气缸驱动的多爪夹具，吸附机构634为多个真空吸盘。
本实施例中，利用工业机器人6进行塑料膜卷上料，塑料膜展开及塑料膜卷到位需进行如下步骤：
(1)、将塑料膜卷8放置到接膜机1的卷轴上，且利用塑料膜冶具63上的推板机构633将塑料膜卷推到接膜机卷轴的末端，接膜机的张紧轴内撑夹紧塑料卷；
(2)、将塑料膜冶具63上的吸附机构634放置在塑料膜的接头处，吸附住塑料膜接头；
(3)、控制接膜机1的卷轴缓慢转动，且工业机器人吸附住塑料膜接头缓慢移动，最后将塑料膜绕过随动轴，并放置在接膜机1的合膜机构13内部，工业机器人返回Home点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种塑料膜自动接膜系统，包括用于承载塑料膜卷(8)并将其展开以输送给包装机进行在线包装作业的接膜机(1)，所述接膜机(1)上设有用于分别承载塑料膜卷(8)的第一卷轴(11)、第二卷轴(12)及用于无缝衔接所述第一卷轴(11)与所述第二卷轴(12)上的塑料膜卷(8)展开后的塑料膜的合膜机构(13)，其特征在于，该系统还包括：输送装置(4)，用于在线供给备用的塑料膜卷(8)；工业机器人(6)，用于将所述输送装置(4)上的塑料膜卷(8)转移至所述接膜机(1)上空置状态的第一卷轴(11)或第二卷轴(12)上，以实现所述接膜机(1)的自动上料；所述合膜机构(13)包括用于裁剪正供给塑料膜的塑料膜卷的裁剪机构及用于将备用塑料膜卷前端的塑料膜与正夹持的塑料膜粘接的粘接机构；
所述塑料膜自动接膜系统还包括：
旋转装置(3)，用于接收来自所述输送装置(4)的塑料膜卷(8)并对所述塑料膜卷(8)绕其轴向进行旋转操作；
视觉传感装置(2)，与所述旋转装置(3)正对设置，用于检测所述旋转装置(3)上塑料膜卷(8)的标签位置以生成第一检测信号给所述工业机器人(6)；
所述工业机器人(6)用于将所述输送装置(4)出口工位的塑料膜卷(8)转移至所述旋转装置(3)并抓取所述旋转装置(3)上定位后的塑料膜卷(8)，以将定位后的塑料膜卷(8)转移至所述接膜机(1)上。
2.根据权利要求1所述的塑料膜自动接膜系统，其特征在于，还包括：
翻转装置(5)，用于接收所述旋转装置(3)定位后的塑料膜卷(8)并对所述塑料膜卷(8)进行掉头作业；
所述塑料膜卷(8)上的所述标签还用于标识其展开方向及塑料膜卷接头位置，所述工业机器人(6)用于将所述旋转装置(3)上定位后需掉头的塑料膜卷(8)经所述翻转装置(5)进行掉头后转移至所述接膜机(1)上。
3.根据权利要求2所述的塑料膜自动接膜系统，其特征在于，还包括：
废料收集装置(7)，用于收集所述工业机器人(6)转移的接膜机(1)上塑料膜卷(8)的塑料膜耗尽后对应的中心定位机构。
4.根据权利要求1至3任一所述的塑料膜自动接膜系统，其特征在于，
所述工业机器人(6)包括底座(61)、机器人本体(62)及设于所述机器人本体(62)的活动轴上的塑料膜冶具(63)，所述塑料膜冶具(63)包括用于连接所述活动轴的转接连接机构(631)及设于转接连接机构(631)上用于拾取塑料膜卷(8)的抓取机构(632)、用于将所述塑料膜卷(8)推送至所述接膜机(1)的卷轴末端的推板机构(633)及用于展开塑料膜卷(8)时吸附塑料膜的吸附机构(634)。
5.根据权利要求4所述的塑料膜自动接膜系统，其特征在于，
所述抓取机构(632)包括气缸及由所述气缸驱动的多爪夹具，所述吸附机构(634)为多个真空吸盘。
6.根据权利要求1所述的塑料膜自动接膜系统，其特征在于，
所述旋转装置(3)包括旋转支撑架(31)，所述旋转支撑架(31)上经伺服驱动机构(32)连接回转机构(33)，所述回转机构(33)上设有用于定位支撑塑料膜卷(8)的支撑平台(34)，所述支撑平台(34)包括固接于所述回转机构(33)上的底板(341)及设于底板(341)上定位销轴(342)。
7.根据权利要求6所述的塑料膜自动接膜系统，其特征在于，
所述旋转支撑架(31)上还设有用于检测所述支撑平台(34)上是否存在塑料膜卷(8)的检测传感器(35)。
8.根据权利要求1所述的塑料膜自动接膜系统，其特征在于，
所述视觉传感装置(2)包括用于采集图像的视觉传感器及用于对采集图像进行数据处理以生成所述第一检测信号的图像处理单元。
9.根据权利要求2所述的塑料膜自动接膜系统，其特征在于，
所述翻转装置(5)包括支架(51)及设于所述支架(51)上用于定位塑料膜卷(8)的定位机构(52)。
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