CN107804500B - 一种充填对叠封合一体机 - Google Patents

Abstract

一种充填对叠封合一体机，包括机架、充填装置、封口装置和第一拉片装置，其特征在于还包括纵向分切机构、横向分切机构、翻转对叠机构和对接封合装置，充填装置、纵向分切机构、封口装置、横向分切机构、翻转对叠机构和对接封合装置沿第一拉片装置的送片方向自前至后依次安装在机架上。本发明能够自动完成物料充填、封口、对叠、封合等工序，自动化程度高，与现有技术相比，省去收集半成品、对叠等人工操作，使得生产效率大大提高，降低工人的劳动强度及人工成本。

Description

一种充填对叠封合一体机

技术领域

本发明涉及包装机械，具体涉及一种充填对叠封合一体机。

背景技术

目前市场上有一种蛋形包装形式的产品，由两个半蛋形独立包装单元对叠后封合而成。半蛋形独立包装单元的容器包括半蛋形容器体和封口膜，半蛋形容器体具有近似椭圆形的容器开口，封口膜封合在容器开口上。将物料（流体物料和/或固体物料）装入半蛋形容器体中后，在容器开口上封合上封口膜，得到半蛋形的独立包装单元；然后将两个半蛋形独立包装单元对叠（两个半蛋形独立包装单元的封口膜紧贴在一起，且两个半蛋形容器体的外廓相互对准），再使两个半蛋形独立包装单元的边沿封合在一起，从而得到蛋形包装形式的产品。

现有的用于生产蛋形包装形式产品的生产线由充填封口机和对接封合机组成。充填封口机包括机架、充填装置、封口装置、冲裁装置和拉片装置，充填装置和封口装置沿拉片装置的送片方向自前至后依次安装在机架上，冲裁装置处在封口装置后方。对接封合机通常包括回转台、回转台转动驱动机构、热封头（如超声波热封头）、热封头升降机构和多个下封模，这多个下封模安装在回转台上并且沿回转台的周向均布，回转台转动驱动机构能够驱动回转台按步进方式转动，热封头升降机构能够驱动热封头升降，下封模上设有与半蛋形容器体形状及大小相匹配的下模腔，下模腔周围设有限位结构，热封头上设有与半蛋形容器体形状及大小相匹配的上模腔。

进行生产时，成型有半蛋形容器体的片材在拉片装置的牵引下，依次经过充填装置、封口装置、冲裁装置，由充填装置将物料充填到各半蛋形容器体中，然后由封口装置用封口膜将充填好物料的半蛋形容器体封口，再由冲裁装置将已封口的半蛋形容器体从片材上冲裁出来，得到半蛋形独立包装单元并收集。随后，再由人工将所收集的半蛋形独立包装单元转移到对接封合机进行对叠、封合，其工作过程为：首先，由人工将两个半蛋形独立包装单元放置在下封模的模腔中并对叠整齐，并由限位结构限位；回转台转动驱动机构驱动回转台按步进方式转动，当装有对叠整齐的两个半蛋形独立包装单元的下封模到达热封头所在位置时，热封头升降机构驱动热封头下降，上下对叠的两个独立包装单元分别处在上模腔、下模腔中，热封头与下封模共同压紧两个半蛋形独立包装单元的边沿部位并加热，使两个半蛋形独立包装单元的边沿粘合在一起，得到蛋形包装形式的产品；随后回转台继续转动，装有蛋形包装形式的产品的下封模移动至热封头后方，由人工将其从下封模中取出，空出来的下封模随后再次移动至装料位置。

上述生产过程中，半蛋形独立包装单元的收集、两个半蛋形独立包装单元的对叠、蛋形包装形式产品的取出等环节都由人工完成，特别是对叠封合环节中需要人工完成两个半蛋形独立包装单元的放置、对准以及成品的取出等操作，需要耗费大量时间，生产效率低，工人劳动强度大，人工成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种充填对叠封合一体机，这种充填对叠封合一体机能够自动完成物料充填、封口、对叠、封合等工序，自动化程度高，有利于提高生产效率，降低工人的劳动强度及人工成本。采用的技术方案如下：

一种充填对叠封合一体机，包括机架、充填装置、封口装置和第一拉片装置，其特征在于还包括纵向分切机构、横向分切机构、翻转对叠机构和对接封合装置，充填装置、纵向分切机构、封口装置、横向分切机构、翻转对叠机构和对接封合装置沿第一拉片装置的送片方向自前至后依次安装在机架上。

本发明的充填对叠封合一体机适合需要将两个独立包装单元对叠后封合的情形，该独立包装单元包括容器体和封口膜，封口膜封合在容器开口上；两个独立包装单元对叠封合后，这两个独立包装单元的封口膜紧贴在一起，且两个容器体的外廓相互对准，两个独立包装单元的边沿封合在一起。常见的独立包装单元有半蛋形独立包装单元，两个半蛋形独立包装单元对叠后封合后得到蛋形包装形式的产品。

上述充填对叠封合一体机进行生产时，成型有容器体（如半蛋形容器体）的片材在第一拉片装置的牵引下，依次经过充填装置、纵向分切机构、封口装置、横向分切机构、翻转对叠机构和对接封合装置；片材在左右方向上具有偶数排容器体，并且片材左半部上的容器体与片材右半部上的容器体对称。充填装置将物料充填到各容器体中后，片材经过纵向分切机构时，由纵向分切机构在片材的对称轴所在位置上划出纵向切缝或纵向切槽，将片材的左半部与右半部分切开来或预切开；然后由封口装置用封口膜将容器体封口，形成成片相连的独立包装单元，此时片材左半部与片材右半部通过封口膜粘连在一起；当片材移动至横向分切机构所在位置时，横向分切机构对片材右半部（或片材左半部）进行横向切割，通常横向切割至纵向切缝或纵向切槽，或横向切割至靠近纵向切缝或纵向切槽的位置；随后在第一拉片装置牵引片材的过程中，经横向切割的片材右半部（或片材左半部）在翻转对叠机构的作用下，绕纵向切缝或纵向切槽逐渐向上翻转，直至最后完成翻转并重叠在未被横向切割的片材左半部（或片材右半部）上，此时片材左半部上的各个容器体与片材右半部上的各个容器体一一对准地对叠在一起；随后，重叠在一起的片材左半部及片材右半部进入对接封合装置，由对接封合装置将各个上下成对的两个独立包装单元的边沿封合在一起，得到成片的产品。

上述充填对叠封合一体机中，横向分切机构、翻转对叠机构处于第一拉片装置所输送的片材的对称轴的一侧，对接封合装置处于第一拉片装置所输送的片材的对称轴的另一侧。

优选方案中，上述充填对叠封合一体机还包括冲裁装置，冲裁装置设于机架上并且处在对接封合装置后方。当成片的产品（如成片的蛋形包装形式产品）到达与冲裁装置对应的位置时，冲裁装置将成片产品上各个产品冲裁出来，得到单个的产品（如单个的蛋形包装形式产品）。冲裁装置可采用现有装置，例如，常用的冲裁装置包括上剪切模、下剪切模以及开合模控制机构，上剪切模上设有至少一个上剪切单元，下剪切模上设有至少一个下剪切单元，下剪切单元与上剪切单元数量相同且一一对应，上剪切单元具有上剪切刀刃，下剪切单元具有下剪切刀刃（下剪切单元通常具有上下开口的模腔，下剪切刀刃环绕在该模腔周围），下剪切刀刃与上剪切刀刃相匹配。开合模控制机构可以是能够驱动上剪切模升降的上剪切模升降控制机构（如上剪切模升降控制气缸），下剪切模固定安装在机架上。开合模控制机构也可以是能够驱动下剪切模升降的下剪切模升降控制机构（如下剪切模升降控制气缸），上剪切模固定安装在机架上。开合模控制机构也可以包括能够驱动上剪切模升降的上剪切模升降控制机构（如上剪切模升降控制气缸），以及能够驱动下剪切模升降的下剪切模升降控制机构（如下剪切模升降控制气缸）。

更优选方案中，上述充填对叠封合一体机还包括余料收卷装置和成品输送带，余料收卷装置和成品输送带均设于机架上，余料收卷装置处在冲裁装置的上方，成品输送带处在冲裁装置下方。冲裁装置将成片产品上的各个产品冲裁出来后，得到单个产品落在成品输送带上，由成品输送带送至后续工序（如集中装箱）；同时，余料收卷装置将剩余的废料进行收卷回收。

优选方案中，上述纵向分切机构包括纵向分切刀和纵向分切刀架，纵向分切刀安装在纵向分切刀架上，纵向分切刀架安装在机架上。纵向分切刀的刀刃与片材的对称轴位置相对应，片材经过纵向分切机构时，纵向分切刀的刀刃作用在片材的对称轴所在位置上，在片材的对称轴所在位置上划出纵向切缝或纵向切槽，将片材的左半部与右半部分切开来或预切开。

更优选方案中，上述纵向分切刀架包括刀轴、套筒和刀座，刀轴安装在机架上且为左右走向，套筒套接在刀轴上，套筒的侧壁上设有螺孔，螺孔中安装有紧固螺钉，紧固螺钉的末端与刀轴紧密接触，刀座固定安装在套筒上，纵向分切刀安装在刀座上。上述套筒可沿刀轴移动，生产前将套筒沿刀轴移动到所需位置后，锁紧紧固螺钉，使紧固螺钉的末端与刀轴紧密接触，即可将刀座和纵向分切刀固定在所需位置上。

更进一步的优选方案中，上述纵向分切机构还包括切刀位置切换气缸和摆臂，刀轴可转动安装在机架上，摆臂一端与刀轴一端固定连接，摆臂另一端与切刀位置切换气缸的活塞杆铰接，切刀位置切换气缸的缸体与机架铰接。通过切刀位置切换气缸的活塞杆的伸缩，可切换切刀的位置。生产前，需要进行穿片时，切刀位置切换气缸的活塞杆收缩，摆臂带动刀轴转动一定角度，使纵向分切刀向上摆动，不妨碍穿片操作；完成穿片后，切刀位置切换气缸的活塞杆伸出，摆臂带动刀轴反向转动一定角度，使纵向分切刀向下摆动并切入片材的对称轴所在位置，在随后的生产过程中可对片材进行纵向分切。

优选方案中，上述横向分切机构包括上横切定刀、下横切动刀以及能够驱动下横切动刀升降的下横切动刀升降机构，上横切定刀固定安装在机架上，下横切动刀升降机构安装在机架上，上横切定刀的下缘为上横切刀刃，下横切动刀的上缘为下横切刀刃，下横切刀刃与上横切刀刃相配合。预定长度的一段片材从下横切刀刃与上横切刀刃之间通过后，下横切动刀升降机构驱动下横切动刀上升，下横切刀刃与上横切刀刃配合进行横切，同时，下横切动刀对横切出的一段片材具有顶推作用，使该段片材能够更顺利地进入翻转对叠机构。

更优选方案中，上述上横切刀刃沿左右方向延伸，下横切刀刃自其外端至其内端逐渐向下倾斜，下横切刀刃与上横切刀刃交错。下横切刀刃的内端是指其靠近片材对称轴的一端，外端是指其远离片材对称轴的一端。当横向分切机构用于对片材右半部进行横向切割时，下横切刀刃自右至左逐渐向下倾斜，片材右半部处于下横切刀刃与上横切刀刃之间，下横切动刀升降机构驱动下横切动刀上升的过程中，下横切刀刃与上横切刀刃配合，自片材右边缘向纵向切缝或纵向切槽逐渐将片材右半部横向切开。当横向分切机构用于对片材左半部进行横向切割时，下横切刀刃自左至右逐渐向下倾斜，片材左半部处于下横切刀刃与上横切刀刃之间，下横切动刀升降机构驱动下横切动刀上升的过程中，下横切刀刃与上横切刀刃配合，自片材左边缘向纵向切缝或纵向切槽逐渐将片材左半部横向切开。

一种具体方案中，上述下横切动刀升降机构包括下横切动刀升降气缸，下横切动刀升降气缸的缸体固定安装在机架上，下横切动刀升降气缸的活塞杆朝上并与下横切动刀连接。优选上述下横切动刀上设有两个下横切动刀导杆，两个下横切动刀导杆均平行于下横切动刀升降气缸，两个下横切动刀导杆分处于下横切动刀升降气缸的活塞杆的两侧；机架上设有两个下横切动刀导套，两个下横切动刀导套与两个下横切动刀导杆一一对应，下横切动刀导杆处在下横切动刀导套中并与下横切动刀导套滑动配合。通过设置下横切动刀导杆和下横切动刀导套，可引导下横切动刀更平稳地升降。此外，上述下横切动刀升降机构也可采用凸轮机构、螺杆/螺母机构等常规升降机构。

上述横向分切机构也可包括下横切定刀、上横切动刀以及能够驱动上横切动刀升降的上横切动刀升降机构，下横切定刀固定安装在机架上，上横切动刀升降机构安装在机架上，下横切定刀的上缘为下横切刀刃，上横切动刀的下缘为上横切刀刃，下横切刀刃与上横切刀刃相配合。上述横向分切机构也可采用剪刀结构，即包括下横切动刀和上横切动刀，下横切动刀一端与上横切动刀一端铰接，机架上设有控制下横切动刀与上横切动刀开合的开合控制机构。

优选方案中，上述翻转对叠机构包括翻转导引壁板，翻转导引壁板固定安装在机架上，翻转导引壁板的上边沿自前至后逐渐升高。更优选方案中，上述翻转导引壁板的上边沿自前至后逐渐靠近第一拉片装置所输送的片材的对称轴。在第一拉片装置的牵引下，经横向切割的片材右半部（或片材左半部）到达翻转对叠机构时，其下表面与翻转导引壁板的上边沿接触，随后在第一拉片装置的牵引下继续向后移动的过程中，翻转导引壁板的上边沿逐渐将其抬升，使其绕纵向切缝或纵向切槽逐渐向上翻转，直至最后完成翻转并重叠在未被横向切割的片材左半部（或片材右半部）上。

上述对接封合装置采用热压封合装置，通过对各个上下成对的两个独立包装单元（如半蛋形独立包装单元）的边沿部位加热并加压，使之粘合在一起。

优选方案中，上述对接封合装置包括下封模、能够驱动下封模升降的下封模升降机构、热封头以及能够驱动热封头升降的热封头升降机构，热封头处于下封模的正上方，下封模上设有至少一个下模腔，热封头上设有至少一个上模腔，上模腔与下模腔数量相同且一一对应。优选上述热封头为超声波热封头。上模腔与下模腔成对配合，当重叠在一起的片材左半部及片材右半部进入下封模与热封头之间时，热封头升降机构驱动热封头下降，同时下封模升降机构驱动下封模上升，热封头与下封模共同将重叠在一起的片材左半部及片材右半部夹紧，各个上下成对的两个独立包装单元分别处在一对上模腔、下模腔中，热封头对各个上下成对的两个独立包装单元的边沿部位加热并加压，使之粘合在一起。

一种具体方案中，上述下封模升降机构包括下封模升降气缸，下封模升降气缸的缸体固定安装在机架上，下封模升降气缸的活塞杆朝上并与下封模连接；热封头升降机构包括热封头升降气缸，热封头升降气缸的缸体固定安装在机架上，热封头升降气缸的活塞杆朝下并与热封头连接。优选上述下封模上设有两个下封模导杆，两个下封模导杆均平行于下封模升降气缸，两个下封模导杆分处于下封模升降气缸的活塞杆的两侧；机架上设有两个下封模导套，两个下封模导套与两个下封模导杆一一对应，下封模导杆处在下封模导套中并与下封模导套滑动配合；通过设置下封模导杆和下封模导套，可引导下封模更平稳地升降。优选上述热封头上设有两个热封头导杆，两个热封头导杆均平行于热封头升降气缸，两个热封头导杆分处于热封头升降气缸的活塞杆的两侧；机架上设有两个热封头导套，两个热封头导套与两个热封头导杆一一对应，热封头导杆处在热封头导套中并与热封头导套滑动配合；通过设置热封头导杆和热封头导套，可引导热封头更平稳地升降。

此外，上述下封模升降机构、热封头升降机构也可采用凸轮机构、螺杆/螺母机构等常规升降机构。

优选上述第一拉片装置设于封口装置与横向分切机构之间。

优选方案中，上述充填对叠封合一体机还包括片材放卷装置、片材加热装置和热成型装置，片材放卷装置、片材加热装置和热成型装置均处在充填装置前方，片材放卷装置、片材加热装置和热成型装置沿第一拉片装置的送片方向自前至后依次安装在机架上。片材放卷装置用于放置成卷的塑料片材，并逐渐释放塑料片材，第一拉片装置将片材放卷装置送出的塑料片材自前至后依次移动至片材加热装置、热成型装置，当塑料片材到达与片材加热装置对应的位置时，片材加热装置对片材进行加热；当加热好的片材到达与热成型装置对应的位置时，热成型装置对加热好的片材上进行热成型，在片材上制成容器体（成型后片材在左右方向上具有偶数排容器体，并且片材左半部上的容器体与片材右半部上的容器体对称）。随后成型有容器体的片材在第一拉片装置的继续牵引下，依次经过充填装置、纵向分切机构、封口装置、横向分切机构、翻转对叠机构和对接封合装置。这样可实现一次性完成塑料片材加热、热成型、物料充填、容器体封口、对叠、封合等工序，进一步提高自动化程度。

另一优选方案中，上述充填对叠封合一体机还包括片材放卷装置、片材加热装置、热成型装置和第二拉片装置，片材放卷装置、片材加热装置和热成型装置均处在充填装置前方，片材放卷装置、片材加热装置和热成型装置沿第二拉片装置的送片方向自前至后依次安装在机架上，第二拉片装置设于热成型装置与充填装置之间，第二拉片装置与第一拉片装置的送片方向一致。片材放卷装置用于放置成卷的塑料片材，并逐渐释放塑料片材，第二拉片装置将片材放卷装置送出的塑料片材自前至后依次移动至片材加热装置、热成型装置，当塑料片材到达与片材加热装置对应的位置时，片材加热装置对片材进行加热；当加热好的片材到达与热成型装置对应的位置时，热成型装置对加热好的片材上进行热成型，在片材上制成容器体（成型后片材在左右方向上具有偶数排容器体，并且片材左半部上的容器体与片材右半部上的容器体对称）。第一拉片装置将成型有容器体的片材依次移动至充填装置、纵向分切机构、封口装置、横向分切机构、翻转对叠机构和对接封合装置。由于第二拉片装置与第一拉片装置分别独立牵引片材，因此可在热成型装置与充填装置之间储存一定长度的片材，当片材放卷装置、片材加热装置或热成型装置出现故障进行检修时，后续的充填装置、纵向分切机构、封口装置、横向分切机构、翻转对叠机构和对接封合装置仍可继续工作一定时间，无需停机。

某些情况下，容器体的表面上有图案，且要求图案边缘与容器体边缘吻合，这种情况下，塑料片材上要成型成容器体的各预定部位印刷有图案，在热成型时要求各预定部位与热成型装置各成型单元准确对位，此时塑料片材上设有自前至后等间距排列的多个色标（色标为印刷在塑料片材表面上的标志块）。在更进一步的优选方案中，上述机架上还设有片材对版电眼，片材对版电眼位于所述热成型装置后方。当片材对版电眼检测到片材上的色标时，片材对版电眼发送信号给控制电路，控制电路便使第二拉片装置暂停送片，此时塑料片材位置准确地进入热成型装置，各预定部位与热成型装置各成型单元准确对位，热成型装置对塑料片材的各预定部位进行热成型，制成多个容器体（这多个容器体构成一组）。

上述第一拉片装置、片材放卷装置、片材加热装置、热成型装置和第二拉片装置均可采用现有技术。

一种优选方案中，上述第一拉片装置包括第一上转轴、第一下转轴和第一驱动机构，第一上转轴和第一下转轴均可转动安装在所述机架上，第一上转轴和第一下转轴相互平行，第一上转轴上固定安装有多个第一上拉片轮，第一下转轴上固定安装有多个第一下拉片轮，第一上拉片轮与第一下拉片轮数量相同且一一对应，第一上拉片轮与第一下拉片轮压合，第一驱动机构设于机架上，第一驱动机构与第一上转轴或第一下转轴传动连接。塑料片材从第一上拉片轮和第一下拉片轮之间通过，第一上拉片轮和第一下拉片轮共同将塑料片材夹紧；第一驱动机构驱动第一上转轴或第一下转轴转动，使第一上拉片轮和第一下拉片轮相向转动；在第一上拉片轮和第一下拉片轮的共同作用下，塑料片材便可实现自前至后进行移动。更优选方案中，上述第一驱动机构包括第一驱动电机、第一主动齿轮和第一从动齿轮，第一主动齿轮固定安装在第一驱动电机的动力输出轴上，第一从动齿轮固定安装在第一上转轴或第一下转轴上，第一从动齿轮与第一主动齿轮相互啮合。这样，第一驱动电机的动力输出轴旋转时，通过第一主动齿轮和第一从动齿轮驱动第一上转轴或第一下转轴转动。

另一种优选方案中，上述第一拉片装置包括第一支撑座、第一上夹板和第一下夹板，第一上夹板安装在第一支撑座上，第一下夹板处在第一上夹板正下方，第一支撑座上设有能够驱动第一下夹板上下往复移动的第一升降气缸，第一升降气缸的活塞杆与第一下夹板固定连接；所述机架上还设有能够驱动第一支撑座前后往复移动的第一平移机构。第一上夹板和第一下夹板用于夹紧塑料片材；第一平移机构用于驱动第一支撑座前后往复移动，从而使第一上夹板、第一下夹板、第一升降气缸前后往复移动。工作时，首先通过第一升降气缸使第一下夹板向上移动，第一上夹板与第一下夹板共同将塑料片材夹紧，并保持夹紧状态；然后，第一平移机构驱动第一支撑座自前至后移动，在第一上夹板和第一下夹板的作用下，塑料片材便可实现自前至后进行移动。更优选方案中，上述第一下夹板上设有两个上下走向的第一导向套，第一支撑座上设有两个上下走向的第一导向柱，两第一导向柱与两第一导向套一一对应，第一导向柱处于第一导向套中，通过两第一导向套与两第一导向柱的配合，使第一下夹板平稳升降。更优选方案中，上述第一平移机构包括第一直线导轨、第一滑块、第一平移电机、第一螺母和第一螺杆，第一直线导轨固定安装在机架上且为前后走向，第一滑块设于第一直线导轨上且与第一直线导轨滑动配合，第一滑块与第一支撑座固定连接，第一螺杆可转动安装在机架上并且与第一直线导轨相互平行，第一螺杆的一端与第一平移电机的动力输出轴传动连接，第一螺母固定安装在第一滑块上并且与第一螺杆啮合。这样，可通过第一平移电机的动力输出轴的转动驱动第一螺杆转动，使第一螺母、第一滑块和第一支撑座一起沿第一直线导轨前后往复移动。

上述第二拉片装置可采用与第一拉片装置相同的结构。

上述封口装置可采用现有技术。一种具体方案中，封口装置包括封口膜放卷机构、片材承托台、能够驱动片材承托台升降的片材承托台升降机构、热封头以及能够驱动热封头升降的热封头升降机构，热封头处于片材承托台的正上方，片材承托台上设有多个容腔（容腔的大小及排布方式与片材上的容器体相匹配）。片材承托台升降机构、热封头升降机构可采用气缸、液压缸、凸轮机构、螺杆/螺母机构等常规升降机构。封口膜放卷机构用于放置成卷的封口膜（封口膜的宽度通常与片材宽度一致），其放出的封口膜被送至片材承托台与热封头之间，并处在待封口的片材上方；当需要封口的一段片材进入到片材承托台与热封头之间时，热封头升降机构驱动热封头下降，同时片材承托台升降机构驱动片材承托台上升，热封头与片材承托台共同将重叠在一起的片材和封口膜夹紧，片材上的各个容器体进入片材承托台上的各容腔中，热封头对封口膜和片材加热并加压，使之粘合在一起，完成各容器体的封口。

上述充填装置可包括固体物料充填装置和/或流体物料灌装装置。流体物料灌装物料用于流体物料的灌装，如番茄酱、果酱、巧克力酱、牛油等；固体物料充填装置用于固体物料的充填，如饼干、糖果、片剂、胶囊等。上述固体物料装填装置和流体物料灌装装置均可采用现有技术。

本发明能够自动完成物料充填、封口、对叠、封合等工序，自动化程度高，与现有技术相比，省去收集半成品、对叠等人工操作，使得生产效率大大提高，降低工人的劳动强度及人工成本。此外，本发明的充填对叠封合一体机结构紧凑，相对于现有生产设备而言，占用的场地更小。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是本发明优选实施例中纵向分切机构的结构示意图；

图3是本发明优选实施例中横向分切机构的结构示意图（图1的右视方向）；

图4是本发明优选实施例中翻转对叠机构的结构示意图（俯视方向）；

图5是本发明优选实施例中对接封合装置的结构示意图；

图6是本发明优选实施例中第一拉片装置的结构示意图；

图7是本发明优选实施例中从纵向分切至对接封合的工作过程示意图。

具体实施方式

如图1所示，这种充填对叠封合一体机包括机架1、充填装置2、纵向分切机构3、封口装置4、横向分切机构5、翻转对叠机构6、对接封合装置7和第一拉片装置8，充填装置2、纵向分切机构3、封口装置4、横向分切机构5、翻转对叠机构6和对接封合装置7沿第一拉片装置8的送片方向自前至后依次安装在机架1上。参考图7，横向分切机构5、翻转对叠机构6处于第一拉片装置8所输送的片材9的对称轴91的一侧，对接封合装置7处于第一拉片装置8所输送的片材9的对称轴91的另一侧。第一拉片装置8设于封口装置4与横向分切机构5之间。

本实施例的充填对叠封合一体机还包括冲裁装置10、余料收卷装置11和成品输送带12，冲裁装置10设于机架1上并且处在对接封合装置7后方，余料收卷装置11和成品输送带12均设于机架1上，余料收卷装置11处在冲裁装置10的上方，成品输送带12处在冲裁装置10下方。

参考图2，纵向分切机构3包括纵向分切刀31和纵向分切刀架，纵向分切刀31安装在纵向分切刀架上，纵向分切刀架安装在机架1上。纵向分切刀架包括刀轴32、套筒33和刀座34，刀轴32安装在机架1上且为左右走向，套筒33套接在刀轴32上，套筒33的侧壁上设有螺孔35，螺孔35中安装有紧固螺钉36，紧固螺钉36的末端与刀轴32紧密接触，刀座34固定安装在套筒33上，纵向分切刀31安装在刀座34上。本实施例中，纵向分切机构还包括切刀位置切换气缸37和摆臂38，刀轴32可转动安装在机架1上，摆臂38一端与刀轴32一端固定连接，摆臂38另一端与切刀位置切换气缸37的活塞杆372铰接，切刀位置切换气缸37的缸体371与机架1铰接。

参考图3，横向分切机构5包括上横切定刀51、下横切动刀52以及能够驱动下横切动刀52升降的下横切动刀升降机构，上横切定刀51固定安装在机架1上，下横切动刀升降机构安装在机架1上，上横切定刀51的下缘为上横切刀刃53，下横切动刀52的上缘为下横切刀刃54，下横切刀刃54与上横切刀刃53相配合。上横切刀刃53沿左右方向延伸，下横切刀刃54自其外端至其内端逐渐向下倾斜，下横切刀刃54与上横切刀刃53交错。本实施例中，下横切动刀升降机构包括下横切动刀升降气缸55，下横切动刀升降气缸55的缸体551固定安装在机架1上，下横切动刀升降气缸55的活塞杆552朝上并与下横切动刀54连接；下横切动刀54上设有两个下横切动刀导杆56，两个下横切动刀导杆56均平行于下横切动刀升降气缸55，两个下横切动刀导杆56分处于下横切动刀升降气缸55的活塞杆552的两侧；机架1上设有两个下横切动刀导套57，两个下横切动刀导套57与两个下横切动刀导杆56一一对应，下横切动刀导杆56处在下横切动刀导套57中并与下横切动刀导套57滑动配合。

参考图4和图7，本实施例中，翻转对叠机构6包括翻转导引壁板61，翻转导引壁板61固定安装在机架1上，翻转导引壁板61的上边沿62自前至后逐渐升高；翻转导引壁板61的上边沿62自前至后逐渐靠近第一拉片装置8所输送的片材9的对称轴91。

参考图5，对接封合装置7包括下封模71、能够驱动下封模71升降的下封模升降机构、热封头72以及能够驱动热封头72升降的热封头升降机构，热封头72处于下封模71的正上方，下封模71上设有多个下模腔73，热封头72上设有多个上模腔74，上模腔74与下模腔73数量相同且一一对应。热封头72为超声波热封头。本实施例中，下封模升降机构包括下封模升降气缸75，下封模升降气缸75的缸体751固定安装在机架1上，下封模升降气缸75的活塞杆752朝上并与下封模71连接；下封模71上设有两个下封模导杆76，两个下封模导杆76均平行于下封模升降气缸75，两个下封模导杆76分处于下封模升降气缸75的活塞杆752的两侧；机架1上设有两个下封模导套77，两个下封模导套77与两个下封模导杆76一一对应，下封模导杆76处在下封模导套77中并与下封模导套77滑动配合；热封头升降机构包括热封头升降气缸78，热封头升降气缸78的缸体781固定安装在机架1上，热封头升降气缸78的活塞杆782朝下并与热封头72连接；热封头72上设有两个热封头导杆79，两个热封头导杆79均平行于热封头升降气缸78，两个热封头导杆79分处于热封头升降气缸78的活塞杆782的两侧；机架1上设有两个热封头导套710，两个热封头导套710与两个热封头导杆79一一对应，热封头导杆79处在热封头导套710中并与热封头导套710滑动配合。

参考图1，本实施例的充填对叠封合一体机还包括片材放卷装置13、片材加热装置14、热成型装置15和第二拉片装置16，片材放卷装置13、片材加热装置14和热成型装置15均处在充填装置2前方，片材放卷装置13、片材加热装置14和热成型装置15沿第二拉片装置16的送片方向自前至后依次安装在机架1上，第二拉片装置16设于热成型装置15与充填装置2之间，第二拉片装置16与第一拉片装置8的送片方向一致。机架1上还设有片材对版电眼17，片材对版电眼17位于热成型装置15后方。

参考图6，本实施例中，第一拉片装置8包括第一上转轴81、第一下转轴82和第一驱动机构83，第一上转轴81和第一下转轴82均可转动安装在机架1上，第一上转轴81和第一下转轴82相互平行，第一上转轴81上固定安装有多个第一上拉片轮84，第一下转轴82上固定安装有多个第一下拉片轮85，第一上拉片轮84与第一下拉片轮85数量相同且一一对应，第一上拉片轮84与第一下拉片轮85压合（第一上拉片轮84与第一下拉片轮85共同夹紧相邻两排容器体之间的余料部分），第一驱动机构83设于机架1上，第一驱动机构83与第一下转轴81传动连接。在本实施中，第一驱动机构83包括第一驱动电机831、第一主动齿轮832和第一从动齿轮833，第一主动齿轮832固定安装在第一驱动电机831的动力输出轴上，第一从动齿轮833固定安装在第一下转轴82上，第一从动齿轮833与第一主动齿轮832相互啮合。第一驱动电机831采用伺服电机。

第二拉片装置16可采用与第一拉片装置8相同的结构。

充填装置2包括固体物料充填装置21和流体物料灌装装置22。流体物料灌装物料22用于流体物料的灌装，如番茄酱、果酱、巧克力酱、牛油等；固体物料充填装置21用于固体物料的充填，如饼干、糖果、片剂、胶囊等。

片材放卷装置13、片材加热装置14、热成型装置15、固体物料装填装置21、流体物料灌装装置22、封口装置4、冲裁装置10等均可采用现有技术，在此不作详细描述。

下面简述一下本充填对叠封合一体机的工作原理：

本充填对叠封合一体机适合需要将两个独立包装单元对叠后封合的情形，该独立包装单元包括容器体和封口膜，封口膜封合在容器开口上；两个独立包装单元对叠封合后，这两个独立包装单元的封口膜紧贴在一起，且两个容器体的外廓相互对准，两个独立包装单元的边沿封合在一起。本实施例的独立包装单元以半蛋形独立包装单元为例，两个半蛋形独立包装单元对叠后封合后得到蛋形包装形式的产品。

进行生产时，首先在第二拉片装置16的作用下，片材放卷装置13送出的塑料片材自前至后依次移动至片材加热装置14、热成型装置15，当塑料片材到达与片材加热装置14的对应位置时，片材加热装置14对片材进行加热；当片材对版电眼17检测到片材上的色标（色标为印刷在塑料片材表面上的标志块）时，片材对版电眼17发送信号给控制电路，控制电路便使第二拉片装置16暂停送片，此时塑料片材位置准确地进入热成型装置15，各预定部位与热成型装置15各成型单元准确对位，热成型装置15对塑料片材的各预定部位进行热成型，制成多个容器体。片材9在左右方向上具有偶数排容器体92（容器体92为半蛋形容器体），并且片材左半部93上的容器体92与片材右半部94上的容器体92对称。

参考图7，成型有容器体92（半蛋形容器体）的片材9在第一拉片装置8的牵引下，依次经过充填装置2、纵向分切机构3、封口装置4、横向分切机构5、翻转对叠机构6和对接封合装置7；充填装置2将物料充填到各容器体92中后，片材9经过纵向分切机构3时，由纵向分切机构3在片材9的对称轴91所在位置上划出纵向切缝95（如图7中a处所示），将片材的左半部93与右半部94分切开来；然后由封口装置4用封口膜18将容器体92封口，形成成片相连的独立包装单元，此时片材左半部93与片材右半部94通过封口膜粘18连在一起（如图7中b处所示）；当片材9移动至横向分切机构5所在位置时，横向分切机构5对片材右半部94进行横向切割，通常横向切割至纵向切缝95或横向切割至靠近纵向切缝的位置（如图7中c处所示）；随后在第一拉片装置8牵引片材9的过程中，经横向切割的片材右半部94在翻转对叠机构6的作用下，绕纵向切缝95逐渐向上翻转（如图7中d处所示），直至最后完成翻转并重叠在未被横向切割的片材左半部93上，此时片材左半部93上的各个容器体92与片材右半部94上的各个容器体92一一对准地对叠在一起（如图7中e处所示）；随后，重叠在一起的片材左半部93及片材右半部94进入对接封合装置7，由对接封合装置7将各个上下成对的两个独立包装单元的边沿封合在一起（如图7中f处所示），得到成片的产品。

当成片的产品到达冲裁装置10的对应位置时，冲裁装置10将成片产品上各个产品冲裁出来，得到单个的产品（即单个的蛋形包装形式产品）；冲裁装置10将成片产品上的各个产品冲裁出来后，得到单个产品落在成品输送带12上，由成品输送带12送至后续工序（如集中装箱）；同时，余料收卷装置11将剩余的废料进行收卷回收。

参考图6，第一拉片装置8的工作原理为：塑料片材从第一上拉片轮84和第一下拉片轮85之间通过，第一上拉片轮84和第一下拉片轮85共同将塑料片材夹紧（第一上拉片轮84与第一下拉片轮85共同夹紧相邻两排容器体92之间的余料部分）；当第一驱动电机831的动力输出轴旋转时，通过第一主动齿轮832和第一从动齿轮833驱动第一下转轴82转动，使第一上拉片轮84和下第一拉片轮85相向转动；在第一上拉片轮84和第一下拉片轮85的共同作用下，塑料片材便可实现自前至后进行移动。

纵向分切机构3的工作原理为：生产前将套筒33沿刀轴32移动到所需位置后，锁紧紧固螺钉36，使紧固螺钉36的末端与刀轴32紧密接触，即可将刀座34和纵向分切刀31固定在所需位置上（纵向分切刀31的刀刃与片材9的对称轴91位置相对应）。生产前，需要进行穿片时，切刀位置切换气缸37的活塞杆372收缩，摆臂38带动刀轴32转动一定角度，使纵向分切刀31向上摆动，不妨碍穿片操作；完成穿片后，切刀位置切换气缸37的活塞杆372伸出，摆臂带38动刀轴32反向转动一定角度，使纵向分切刀31向下摆动并切入片材9的对称轴91所在位置。在随后的生产过程中，片材9经过纵向分切机构3时，纵向分切刀31的刀刃作用在片材9的对称轴91所在位置上，在片材9的对称轴91所在位置上划出纵向切缝95，将片材的左半部93与右半部94分切开来。

横向分切机构5的工作原理为：预定长度的一段片材从下横切刀刃54与上横切刀刃53之间通过后，下横切动刀升降气缸55驱动下横切动刀52上升，下横切刀刃54与上横切刀刃53配合进行横切（本实施例中下横切刀刃54自右至左逐渐向下倾斜，片材右半部94处于下横切刀刃54与上横切刀刃53之间，下横切动刀升降气缸55驱动下横切动刀52上升的过程中，下横切刀刃54与上横切刀刃53配合，自片材右边缘向纵向切缝95逐渐将片材右半部94横向切开），同时，下横切动刀52对横切出的一段片材具有顶推作用，使该段片材能够更顺利地进入翻转对叠机构6。

翻转对叠机构6的工作原理为：在第一拉片装置8的牵引下，经横向切割的片材右半部94到达翻转对叠机构6时，其下表面与翻转导引壁板61的上边沿接触，随后在第一拉片装置8的牵引下继续向后移动的过程中，翻转导引壁板61的上边沿逐渐将其抬升，使其绕纵向切缝95逐渐向上翻转，直至最后完成翻转并重叠在未被横向切割的片材左半部93上。

对接封合装置7的工作原理为：上模腔74与下模腔73成对配合，当重叠在一起的片材左半部93及片材右半部94进入下封模71与热封头72之间时，热封头升降气缸78驱动热封头72下降，同时下封模升降气缸75驱动下封模71上升，热封头72与下封模71共同将重叠在一起的片材左半部93及片材右半部94夹紧，各个上下成对的两个独立包装单元分别处在一对上模腔74、下模腔73中，热封头72对各个上下成对的两个独立包装单元的边沿部位加热并加压，使之粘合在一起。

Claims (10)

1.一种充填对叠封合一体机，包括机架、充填装置、封口装置和第一拉片装置，其特征在于还包括纵向分切机构、横向分切机构、翻转对叠机构和对接封合装置，充填装置、纵向分切机构、封口装置、横向分切机构、翻转对叠机构和对接封合装置沿第一拉片装置的送片方向自前至后依次安装在机架上；

所述充填对叠封合一体机进行生产时，成型有容器体的片材在第一拉片装置的牵引下，依次经过充填装置、纵向分切机构、封口装置、横向分切机构、翻转对叠机构和对接封合装置；

充填装置将物料充填到各容器体中后，片材经过纵向分切机构时，由纵向分切机构在片材的对称轴所在位置上划出纵向切缝或纵向切槽，将片材的左半部与右半部分切开来或预切开；然后由封口装置用封口膜将容器体封口，形成成片相连的独立包装单元，此时片材左半部与片材右半部通过封口膜粘连在一起；当片材移动至横向分切机构所在位置时，横向分切机构对片材右半部或片材左半部进行横向切割；随后在第一拉片装置牵引片材的过程中，经横向切割的片材右半部或片材左半部在翻转对叠机构的作用下，绕纵向切缝或纵向切槽逐渐向上翻转，直至最后完成翻转并重叠在未被横向切割的片材左半部或片材右半部上，此时片材左半部上的各个容器体与片材右半部上的各个容器体一一对准地对叠在一起；随后，重叠在一起的片材左半部及片材右半部进入对接封合装置，由对接封合装置将各个上下成对的两个独立包装单元的边沿封合在一起。

2.根据权利要求1所述的充填对叠封合一体机，其特征是：所述充填对叠封合一体机还包括冲裁装置、余料收卷装置和成品输送带，冲裁装置设于机架上并且处在对接封合装置后方，余料收卷装置和成品输送带均设于机架上，余料收卷装置处在冲裁装置的上方，成品输送带处在冲裁装置下方。

3.根据权利要求1所述的充填对叠封合一体机，其特征是：所述充填对叠封合一体机还包括片材放卷装置、片材加热装置、热成型装置和第二拉片装置，片材放卷装置、片材加热装置和热成型装置均处在充填装置前方，片材放卷装置、片材加热装置和热成型装置沿第二拉片装置的送片方向自前至后依次安装在机架上，第二拉片装置设于热成型装置与充填装置之间，第二拉片装置与第一拉片装置的送片方向一致。

4.根据权利要求1-3任一项所述的充填对叠封合一体机，其特征是：所述纵向分切机构包括纵向分切刀和纵向分切刀架，纵向分切刀安装在纵向分切刀架上，纵向分切刀架安装在机架上。

5.根据权利要求4所述的充填对叠封合一体机，其特征是：所述纵向分切刀架包括刀轴、套筒和刀座，刀轴安装在机架上且为左右走向，套筒套接在刀轴上，套筒的侧壁上设有螺孔，螺孔中安装有紧固螺钉，紧固螺钉的末端与刀轴紧密接触，刀座固定安装在套筒上，纵向分切刀安装在刀座上。

6.根据权利要求5所述的充填对叠封合一体机，其特征是：所述纵向分切机构还包括切刀位置切换气缸和摆臂，刀轴可转动安装在机架上，摆臂一端与刀轴一端固定连接，摆臂另一端与切刀位置切换气缸的活塞杆铰接，切刀位置切换气缸的缸体与机架铰接。

7.根据权利要求1-3任一项所述的充填对叠封合一体机，其特征是：所述横向分切机构包括上横切定刀、下横切动刀以及能够驱动下横切动刀升降的下横切动刀升降机构，上横切定刀固定安装在机架上，下横切动刀升降机构安装在机架上，上横切定刀的下缘为上横切刀刃，下横切动刀的上缘为下横切刀刃，下横切刀刃与上横切刀刃相配合；所述上横切刀刃沿左右方向延伸，下横切刀刃自其外端至其内端逐渐向下倾斜，下横切刀刃与上横切刀刃交错。

8.根据权利要求1-3任一项所述的充填对叠封合一体机，其特征是：所述翻转对叠机构包括翻转导引壁板，翻转导引壁板固定安装在机架上，翻转导引壁板的上边沿自前至后逐渐升高。

9.根据权利要求8所述的充填对叠封合一体机，其特征是：所述翻转导引壁板的上边沿自前至后逐渐靠近第一拉片装置所输送的片材的对称轴。

10.根据权利要求1-3任一项所述的充填对叠封合一体机，其特征是：所述对接封合装置包括下封模、能够驱动下封模升降的下封模升降机构、热封头以及能够驱动热封头升降的热封头升降机构，热封头处于下封模的正上方，下封模上设有至少一个下模腔，热封头上设有至少一个上模腔，上模腔与下模腔数量相同且一一对应。