CN107921722A - 用于自动制备定制的包装产品的机器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于由连续的层状材料自动制备定制的包装产品(I)的机器，该机器包括：至少一个切割和形成折痕单元(2)，以形成具有多个切割部和/或弯折线(C)的层状材料片材(F)；至少一个几何形状可变的成形单元(5)，用于使如此切割和形成折痕的片材(F)形成为具有预定尺寸的包装产品(I)；多功能的自动化操纵器(24)，用于从切割和形成折痕单元(2)中一次自动地拾取一张片材(F)并且将片材供给至成形单元(5)，操纵器(24)设计成自动地适应成形单元(5)上的包装产品(I)的尺寸、并且与所述成形单元相互作用以形成包装产品(I)。

Description

用于自动制备定制的包装产品的机器
技术领域
本发明通常应用于形成包装产品和箱盒的领域，并且特别地涉及一种用于自动制备优选由波纹纸板等形成的定制包装产品的机器。
背景技术
在包装领域中已知用于形成具有预定尺寸且适于容纳待运输或存储的一个或多个物品的包装产品的系统和机器。
这些机器可以由基材片材(例如波纹纸板等)形成包装产品。
特别地，这些机器中的大部分可以通过使预先切割和形成折痕的片材适当地成形而形成基本箱盒状的包装产品。
因而，所有这些装置的缺点在于纸板必须首先经过在位于系统外部、通常位于其它工厂或车间内的机器中进行的切割和形成折痕步骤。
然而，一些系统提供了对其特定内部部件的调节，以形成具有可变尺寸的包装产品。
EP2697124公开了一种用于形成尺寸可变的纸板容器的设备。该设备包括具有框架的成形台，框架包括滑动地支撑多个板状成形工具的一对纵向部件，成形台设计成限定成形区域。成形区域与待形成的包装产品具有相同的尺寸，并且框架还包括一对横向部件，该对横向部件滑动地支撑纵向部件以在预定范围内从最小值到最大值改变纵向部件之间的距离。通过适当地调节工具之间的纵向距离以及纵向部件之间的横向距离，可以改变成形区域的尺寸以形成具有可变尺寸的包装产品。
该设备的第一缺点是纵向部件和工具之间的距离必须由操作者手动地调节，这涉及长的停工期和产量的急剧下降。
而且，该设备不具有与包装产品的腔和形状相互作用的压力器件，由此箱盒的成形需要安装位于设备外部且与模具相互作用的推动系统。
考虑到至少部分地消除这些缺点，已经开发了可以自动且自主地改变箱盒的尺寸的包装产品成形系统。
AU20154060公开了一种用于形成纸板箱盒的系统，该系统包括具有立方腔的模具，该模具由滑动地安装至相应的直引导件上的四个角部元件限定。致动器设置在模具的顶部、并且能够在升高位置和降低位置之间竖直地移动，其中在升高位置中致动器位于立方腔外部，在降低位置中致动器位于立方腔内部。
一旦已经切割并使片材形成折痕，则在致动器位于升高位置中时片材设置在模具的顶部，并且随着致动器降低，片材被逐渐推入模具内，由此由于角部元件所施加的与片材外表面的相互作用而形成箱盒状封装件。
驱动器件与角部元件相联，用于促进角部元件朝向或远离彼此地受控运动，以改变模具的尺寸。
而且，致动器具有一对突出附件，该对突出附件能够受控地移动以改变致动器的平面突出，用于使致动器与模具的尺寸相匹配和同步化。
该设备的主要缺点是已切割和形成折痕的片材必须手动地放在模具上，由此包装产品的成形处理实际上是半自动的。
而且，还必须手动地从模具上移除包装产品，这将进一步降低系统的产量。
该设备的另一缺点是仅可在有限的范围内调节致动器的翼片，结果使该系统仅可制备尺寸在小的调节范围内可变的包装产品。
而且，该设备的一个重要缺点是该装置仅可形成具有开放底部或开放侧壁的箱盒，在将待包装的材料引入箱盒中之前需要使用胶带或胶水手动地封闭箱盒。
技术问题
根据现有技术，本发明解决的技术问题包括提供一种用于形成定制的包装产品的全自动机器，该全自动机器能够根据待包装的产品而快速形成具有不同尺寸的箱盒。
发明内容
本发明的目的是通过提供一种高度有效且相对成本划算的用于自动制备定制的包装产品的机器来解决上述技术问题及避免上述缺点。
本发明的一个特定目的是提供一种以全自动方式自动制备定制的包装件的机器。
本发明的一个特定目的是提供一种用于自动制备定制的包装产品的机器，由于拾取和成形部件的调节时间得以最小化，因此该机器每小时的产量高。
本发明的另一目的是提供一种能够由基材片材材料包或卷来形成定制的封装件的自动机器。
本发明的另一目的是提供一种能够自动地释放已形成的包装产品而无需操作者进行任何手动动作的机器。
本发明的另一重要目的是提供一种用于形成两个或更多个边缘连结在一起的定制包装产品的机器。
如下文更佳地解释的，这些和其它目的通过如权利要求1中限定的用于自动制备定制的包装产品的机器而得以实现。
根据各从属权利要求可获得本发明的有利实施例。
附图说明
在阅读对用于自动制备定制的包装产品的机器的详细描述之后，本发明的其它特征和优点将更为显而易见，借助随附附图作为非限制性的示例描述了所述机器，在附图中：
图1A是根据本发明的用于自动制备定制的包装产品的机器在第一结构中的透视图；
图1B是图1的第一放大细节的透视图；
图2是根据本发明的用于自动制备定制的包装产品的机器在第二结构中的俯视图；
图3和4是图1的机器在两个不同操作位置中的透视图；
图5A和5B是图1的机器在另一操作位置中的透视图；
图6A和6B是图1的机器在另一操作位置中的透视图；
图7和8是图2的第二细节在两个不同操作位置中的透视图；
图9A和9B是图7的细节在另一操作位置中的透视图；
图10、11A和11B是图7的细节在两个其它操作位置中的透视图；
图12是包括多个如图1和/或图2中所示的用于自动形成定制的包装产品的机器的车间的俯视图。
具体实施方式
特别地参考附图，示出了一种用于由连续的层状材料(例如波纹纸板等)自动制备定制的包装产品I的机器，并且通常用附图标记1指代所述机器。
机器1尤其适于根据用户需求和待包装的物体的尺寸来形成定制的包装产品I。
而且，机器1将构造成由连续的材料幅材形成包装产品I，所述连续的材料幅材可以从卷盘上松卷、或者以手风琴状褶折叠，其中片材在彼此折叠的边缘处连结在一起。
本发明的机器1包括切割和形成折痕单元2，用于切割并使连续幅材形成折痕以获得一个或多个层状材料片材F，所述片材F具有多个切割部和/或弯折线(通常用附图标记C指代)并且限定各个条带S。
切割和形成折痕单元2设计成根据待形成的包装产品I而改变正被切割的片材F的尺寸以及切割部和弯折线C的位置。
板4设置在切割和形成折痕单元2的出口3处，以便材料片材F一旦已经被切割和形成折痕就在所述板上滑动。在本发明的未示出的替代结构中，用于在材料片材F的一个或多个表面W上定制化喷墨打印图像的装置可以安装在切割和形成折痕单元2的出口3与滑动板4之间。
方便的是，机器1包括至少一个几何形状可变的形成单元5，用于使已切割和形成折痕的片材F成形以及形成具有预定尺寸的包装产品I。
在本发明的未示出的优选实施例中，机器1可以包括单个切割和形成折痕单元2以及设置在滑动板4下游的两个或更多个成形单元5，用于顺序地或同时地形成多个包装产品I。
成形单元5可以具有尺寸可变的成形腔6，成形腔的尺寸基本对应于待形成的包装产品I的尺寸。
特别地，如图3至6B中最佳地示出的，成形单元5可以适于由已切割和形成折痕的片材F形成定制的竖立式包装产品I。
在这种情况下，成形腔6将由多个基本竖直的邻接部件7限定，每个邻接部件具有平坦外表面8，所述平坦外表面适于与片材F相互作用以沿着片材的弯折线C折叠片材。
为了改变成形腔6的尺寸，邻接部件7可以沿着纵向方向L和/或横向方向T在预定的值范围内选择性地移动。
因此，适当地定位邻接部件7将提供具有预定尺寸和几何形状的成形腔6，例如正方形腔或矩形腔。
在如图3至6A中所示的成形单元5中，邻接部件7可以包括由多个竖直成形件10形成的下部部分9，其中一个或多个平坦外表面8与已切割和形成折痕的片材F相互作用。
邻接部件7还可以包括由铰接在成形件10的上端部13处的多个杆12形成的上部部分11。
这些杆12可以围绕第一水平旋转轴线X在不操作的降低位置和操作的升高位置之间选择性地旋转，其中在不操作的降低位置中这些杆基本是水平的并且具有共面的外表面8，以限定用于已切割和形成折痕的片材F置于其上的板4’；在操作的升高位置中这些杆基本是竖直的并且与相应的成形件10对齐，其中外表面8与片材F相互作用以形成包装产品I。
而且，邻接部件7还可以在预定范围(基本上约为150mm)内竖直地移动。
在机器1的替代结构中，成形单元5可以构造为形成已知为美式包装产品的折叠式包装产品I。
在图7至11B中示出了这种特定的成形单元5，并且成形单元的成形腔6由包括一对水平板14和多个机动致动器15的邻接器件7限定，水平板的平坦顶表面8适于限定用于片材F的邻接部，致动器可以相对于相应的水平旋转轴线Y在不操作位置和操作位置之间旋转，其中在不操作位置中水平板不接触片材F，在操作位置中水平板与片材F相互作用以将片材的翼片S折叠至成形腔6中。
例如，一对致动器15可以设置在成形腔6的外周处，每个致动器均具有多个横向相邻的纵向条16，在纵向条之间具有可以根据待形成的包装产品I来进行调节的间距p。
模具形成单元5还将具有板4’，以便片材F在引入成形腔6内之前置于所述板上。
设置了未示出的第一驱动器件，所述第一驱动器件与邻接部件7相联，以改变邻接部件的纵向距离d1和横向相互距离d2。
如果成形单元5具有如图3至6B中所示的类型，则第一驱动器件可以促进邻接部件7沿着纵向方向和/或横向方向选择性地独立移动、促进升高邻接部件、以及促进杆12相对于相应的旋转轴线X旋转。
然而，如果成形单元5具有如图7至11B中所示的类型，则第一驱动器件可以促进水平板14和致动器15纵向移动、以及促进纵向条16围绕轴线Y受控地旋转。
优选地，机器1还可以包括用于移除位于成形台5处的包装产品I的卸载器件17，以便一旦已经形成包装产品I就自动释放包装产品I。
在如图3至6B中所示的成形单元5中，卸载器件17可以包括一个或多个竖直的可动表面18，所述可动表面设计成升高竖立的包装产品I，由此从成形腔6中移除包装产品并允许外部部件操纵包装产品。
否则，在如图7至11B中所示的成形单元5的替代结构中，卸载器件17可以包括单个驱动辊19，该驱动辊与折叠式包装产品I的条带S之一摩擦地相互作用，以使包装产品离开成形腔6。
而且，机器1可以包括胶合器件20，所述胶合器件适于在已切割和形成折痕的片材F的至少一个条带S上分配粘合剂层A，以促进所述条带S与另一条带S’的粘合，并由此形成包装产品I。
在如图3至6B中所示的机器1的结构中，胶合器件20位于成形单元5的上游、并且包括未示出的结合头部，所述结合头部设置在滑动板4的上方，以在片材F的最外层条带S上分配粘合剂A线。
而且，机器1还可以包括一个或多个模具切割器(也未示出)，所述模具切割器适于与片材F的一个或多个条带S相互作用以减小条带的尺寸。
优选地，结合头部和模具切割器可以收纳在同一箱盒状封装件21中，所述封装件以悬臂方式固定在滑动板4的上方。
在如图7至11B中所示的模具成形单元5的不同实施例中，胶合器件20包括用于分配粘合剂A的头部(未示出)，所述头部安装在可横向移动臂23的端部22处，所述可横向移动臂基本位于成形腔6的中心处。
根据本发明的一个特定方面，设置有多功能操纵器24，所述多功能操纵器适于自动地从切割和形成折痕单元2中一次拾取一张片材F，并且将片材供给至成形单元5。
而且，操纵器24设计成自动地适应成形单元5中预设的尺寸，以与成形单元相互作用，从而形成包装产品I。
优选地，如附图中更佳地示出的，操纵器24包括固定基底25和适于可旋转地支撑可动头部27的拟人机动臂26，所述固定基底通常设置在由同一切割和形成折痕单元2进行供给的两个相邻成形台5之间。
可动头部27可以包括连接至相应的真空器件(未示出)的多个抽吸器28，如附图中示意性地示出的，以促进在位于切割和形成折痕单元2的出口处的片材F上施加抓持作用并且将片材释放至成形腔6内。
因而，机器1将以完全自动的方式形成定制的包装产品I，而无需操作者将已切割和形成折痕的片材F传送至成形单元5。
而且，可动头部27可以包括基本纵向的上部梁29，用于支撑多个基本竖直的柱塞部件30，所述柱塞部件设计成一旦片材S已经定位在成形单元5中就沉入成形腔6内。
这些柱塞部件30可以在基本平行于上部梁29的纵向方向L和横向方向T这两个方向上进行调节，以适应成形腔6的尺寸。
方便的是，抽吸器28可以设置在柱塞部件30的自由底端31处。
有利的是，机器1可以包括第二驱动器件32，所述第二驱动器件与可动头部27的竖直柱塞部件30相联，以便选择性地改变柱塞部件的纵向距离d3和横向相互距离d4。
因而，柱塞部件30之间的距离d3、d4将被控制成基本等于成形腔6的尺寸，成形腔继而与待形成的包装产品I的尺寸相匹配。
机器1还可以包括具有接口单元34的电子控制器件33，所述接口单元设计成由用户致动以设定包装产品I的尺寸。
电子控制器件33电连接至切割和形成折痕器件2，用于参考给定的预设包装产品I在正确的位置中形成切割部和弯折线C。
而且，电子控制器件33还将连接至第一和第二驱动器件32，以便确定地根据包装产品I的尺寸自动改变邻接部件7的距离d1、d2以及柱塞部件30的距离d3、d4。
优选地，电子控制器件33可以包括微处理器单元35，用于在成形单元5中形成包装产品I期间控制第一和第二驱动器件32以及操纵器24的移动。
例如，微处理器单元35可以控制邻接器件7的竖直移动、以及杆12和致动器15围绕其各自的旋转轴线X、Y的旋转。
在操作中，如果机器1构造为形成竖立式包装产品I，则位于切割和形成折痕单元2的出口3处的片材F将由操纵器24拾取并且移动进入成形单元5中，如图3和5A中所示。
在到达该成形单元5之前，如果适用的话，片材F将由操纵器24移动到结合头部的下方，如图4中示意性地示出的。因而，片材S将以模具切割状态到达成形单元5，其中在至少一个条带S上具有粘合剂A层。
在这一处理步骤中，成形单元5将使邻接部件7降低，并且杆12处于不操作位置中，以限定用于片材F置于其上的板4’，同样如图5B中所示。
同样地，操纵器24将片材F放在成形单元5上，使得被设计以形成包装产品I底壁的部分将相对于成形腔6定中。
然后，操纵器24将促进可动头部27受控地下降，从而通过柱塞部件30的作用，片材F将逐渐沉入成形腔6中，如图6A和6B中所示。
随着可动头部27向下移动，第一驱动器件将促进邻接部件7上升并促进杆12从不操作位置受控地旋转至操作位置，由此致使片材F沿着弯折线C折叠，以形成竖立式包装产品I。
同样地，在成形期间，具有粘合剂A的条带S将叠置在片材F的另一条带S’上，以形成侧壁和底壁封闭的竖立式包装产品I。
在成形步骤结束时，抽吸器28将释放如此形成的包装产品I，并且操纵器24将移动至位于成形单元5外部的位置处且准备拾取位于切割和形成折痕单元2的出口3处的新片材F。
然后，随着移除器件17的可动表面18升高，将从成形腔6中移除竖立式包装产品I。
如果设备1构造为形成折叠式包装产品I，则由于抽吸器28的粘附，将由操纵器24在切割和形成折痕单元2的出口处拾取包装产品，并且包装产品将被放在板4’上，如图7中所示。
如果需要的话，操纵器24可以在将片材F放在成形单元5上之前促进片材旋转90°。
然后，操纵器24将促进可动头部27受控地下降，由此通过柱塞部件30的作用，片材F将逐渐沉入成形腔6中，直至片材抵靠水平板14的顶表面8为止，如图8中所示。
现在，抽吸器28将释放片材F，并且操纵器24将移动至位于成形单元5外部的位置处并准备拾取位于切割和形成折痕单元2的出口3处的新片材F。
然后，第一转子器件将促进致动器15围绕其旋转轴线Y从不操作位置受控地旋转至操作位置，使得片材F的相应条带S可以折叠进入腔6内并且位于放在水平板14上的部分之上，如图9A和9B中所示。
稍后，如图10中最佳地示出的，支撑结合头部的可动臂23将被致动，以在如此折叠的条带S的外表面W上分配粘合剂A。
现在，针对待折叠且粘附至覆有粘合剂A的先前已折叠条带S上的不同条带S’，第一驱动器件将促进另一致动器15围绕其旋转轴线Y从不操作位置旋转至操作位置，如图11A中最佳地示出的。
最后，驱动辊19将围绕其轴线Z旋转，以促进移除折叠式包装产品I并按压如此结合的两个条带S、S’。
如图12中所示，可以提供模块化车间36，以用于由片材材料自动生产定制的包装产品I。这种车间36具有多个以并排关系布置的上述机器1，每个机器均具有切割和形成折痕单元2、操纵器24、以及两个或更多个模具成形单元5，以用于形成包装产品。
因而，车间36将极大地增加总产量，因为该车间将同时提供多个定制的包装产品，每个包装产品均由单个机器形成。
本发明的机器易于在随附权利要求中所公开的发明构思的范围内进行大量改变和变化。机器的所有细节可以替换为其它技术上等同的部件，并且材料可以根据不同需求改变，而不脱离本发明的范围。
虽然已经特别地参考附图描述了本机器，但是在公开文本和权利要求中引用的附图标记仅用于更好地理解本发明，而不应当理解为以任何方式限制所要求的保护范围。
工业实用性
本发明可应用于工业中，因为其可以在工厂中以工业规模制备，用于生产设计成处理半刚性片材产品(例如纸板等)的机器，或用于生产包装产品成形机器。

Claims (12)

1.一种用于由连续的层状材料、例如波纹纸板自动制备定制的包装产品(I)的机器，所述机器至少包括以下单元：
-切割和形成折痕单元(2)，所述切割和形成折痕单元用于形成具有多个切割部和/或弯折线(C)的层状材料片材(F)；
-至少一个几何形状可变的成形单元(5)，所述成形单元用于使已切割和形成折痕的片材(F)成形并形成具有预定尺寸的包装产品(I)；
-多功能的自动化操纵器(24)，所述操纵器用于自动地从所述切割和形成折痕单元(2)上一次拾取一张片材(F)并将片材供给至所述成形单元(5)，所述操纵器(24)设计成自动地适应位于所述成形单元(5)上的包装产品(I)的预定尺寸并且与所述成形单元相互作用以形成包装产品(I)。
2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述成形单元(5)具有尺寸可变的成形腔(6)，所述成形腔的尺寸对应于待形成的包装产品(I)的尺寸。
3.根据权利要求2所述的机器，其特征在于，所述成形腔(6)由多个邻接部件(7)限定，所述邻接部件具有基本平坦的外表面(8)，所述外表面设计成与片材(F)相互作用以沿着弯折线(C)弯折片材，所述邻接部件(7)能够沿着纵向方向(L)和横向方向(T)选择性地移动，以改变所述成形腔(6)的尺寸。
4.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述操纵器(24)包括拟人臂(26)，所述拟人臂连接至固定基底(25)并且能够可旋转地支撑可动头部(27)。
5.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，所述可动头部(27)包括连接至真空器件的多个抽吸器(28)，所述抽吸器设计成被选择性地致动，以允许抓持位于所述切割和形成折痕单元(2)中的片材(F)以及将片材释放至所述成形腔(6)中。
6.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，所述可动头部(27)包括用于支撑多个基本竖直的柱塞部件(30)的梁(29)，柱塞部件设计成一旦片材(F)已经定位在所述成形单元(5)中就沉入所述成形腔(6)中，所述柱塞部件(30)能够在相对于所述梁基本平行的方向以及基本横向的方向上进行调节，以适应所述成形腔(6)的尺寸。
7.根据权利要求3所述的机器，其特征在于，所述机器包括第一驱动器件，所述第一驱动器件与所述成形腔(6)的所述邻接部件(7)相联，以改变邻接部件的纵向距离(d1)和横向相互距离(d2)。
8.根据权利要求6所述的机器，其特征在于，所述机器包括第二驱动器件，所述第二驱动器件与所述可动头部(27)的所述竖直的柱塞部件(30)相联，以改变柱塞部件的纵向距离(d3)和横向相互距离(d4)。
9.根据权利要求8所述的机器，其特征在于，所述机器包括具有接口单元(34)的电子控制器件(33)，所述接口单元设计成由用户致动以设定包装产品(I)的尺寸，所述电子控制器件(33)连接至所述切割和形成折痕器件(2)以及连接至所述第一驱动器件和第二驱动器件(32)，以便根据包装产品(I)的尺寸同步地匹配层状的片材(F)上的所述切割部和/或弯折线(C)的位置与所述邻接部件(7)的距离(d1、d2)和所述柱塞部件(30)的距离(d3、d4)。
10.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述机器包括胶合器件(20)，所述胶合器件能够在已切割和形成折痕的片材(F)的至少一个条带(S)上分配粘合剂层(A)以促进与另一条带(S’)的粘合，并由此形成包装产品(I)。
11.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述机器包括用于一旦已经形成包装产品就自动从所述成形腔(6)中移除所述包装产品(I)的移除器件(17)。
12.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述机器包括位于所述切割和形成折痕单元(2)下游的多个成形单元(5)，所述操纵器(24)能够一次供给所述多个成形单元一张片材。
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