CN110254846B - 一种全自动纸张装箱打包机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动纸张装箱打包机及其操作方法，包括放纸装置、纸箱检测装置、打包传输装置以及处理器，用于检测纸箱位置及纸张位置的传感器的信号输出端、压力传感器的信号输出端与处理器的信号接收端电联，处理器的信号输出端分别与电动挡纸板、第一输送机构以及第二输送机构的电动装置电联，同时处理器还与纸箱翻盖机构以及纸箱封口机构的动作执行部件电联；本发明实现了纸张和纸箱自动定位及翻折、封口等程序，完成纸张的自动入盒，整个过程自动化水平高，提高生产效率，节约人工成本节省了人力物力。

Description

一种全自动纸张装箱打包机及其操作方法

技术领域

本发明涉及包装设备技术领域，特别涉及一种全自动纸张装箱打包机及其操作方法。

背景技术

由于图书和纸类制品需求增加迅速，特别是在春秋两季入学，会迎来高峰。与此同时，“用工荒”问题日益严重，报纸印刷厂、白纸生产厂，图书印刷厂，纸张的需求量大，仅仅依靠人工打包费时费力，随着劳动力的匮乏，手工打包的传统方法已经不能满足需求了。所以本申请就这一问题设计出一款不需要大量人工的自动化纸张打包机，来解决这一问题。

打包机是一种应用于纸张自动裹包与捆扎的新型包装机械，具有工作效率高，人工参与少等优点，在现代图书、纸张、报纸物流集散、包装、运输、存储等众多领域内具有广泛的应用前景。

20世纪60年代初期，随着聚丙烯材料的出现，国外成功研制了聚丙烯塑料带打包机，在许多领域，特别是轻I领域内逐渐代替钢带捆扎，使打包机得到迅速普及。中国的自动打包机从20世纪80年代中期开始发展，最初在书籍、报刊发行部门获得推广，这几年来发展异常迅速，已广泛应用于轻工、食品、外贸、百货、印刷、医药、化工、邮电、纺织等行业。现阶段某些生产打包机的厂家通过采用国际标准和吸收国外先进技术特点，在标准水平、设计制造技术和产品质量方面都有了较大的提高，比如永创机械的全自动无人化打包机，在质量，上达到国外同类设备的先进水平，可自动定位、捆扎、转位，以进行十字型、井字型等花样捆扎，采用微机控制，已实现无人操作的自本捆扎生产线。打包机的未来发展趋势在向全自动化、高级化和多样化等方面延伸。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全自动纸张装箱打包机及其操作方法，该打包机的光电检测装置和压力检测装置检测能对纸张是否正确装入纸箱进行二次检测，能自动完成纸纸张装箱及纸箱翻折和封口。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种全自动纸张装箱打包机，包括放纸装置、纸箱检测装置、打包传输装置以及处理器，所述的放纸装置包括斜面、用于支撑斜面的支架I以及设置在斜面上的电动挡纸板，斜面上位于电动挡纸板的下方设置有第一轨道，斜面相对于水平面倾斜设置且纸张在重力的作用下沿第一轨道下滑落入纸箱检测装置上的纸箱中；

所述的纸箱检测装置包括支架II、第一输送机构、位置检测机构以及纸箱重量检测机构，第一输送机构安装在支架II上，位置检测机构由安装在第一输送机构上方的多个用于检测纸箱位置及纸张位置的传感器组成，纸箱重量检测机构由位于第一输送机构下方的压力传感器组成且该压力传感器在待纸箱放置在第一输送机构上时与纸箱紧密接触；

所述的打包传输装置包括第二输送机构、纸箱翻盖机构、纸箱封口机构以及用于支撑第二输送机构的支架III，第一输送机构与第二输送机构对接，第二输送机构上设置第二轨道，第二轨道相对于第二输送机构独立安装且不随第二输送机构移动，纸箱翻盖机构以及纸箱封口机构依次设置在第二轨道上方且纸箱翻盖机构以及纸箱封口机构均以第二轨道为纸箱的定位基准；

电动挡纸板、第一输送机构以及第二输送机构的均采用独立的电动装置驱动，用于检测纸箱位置及纸张位置的传感器的信号输出端、压力传感器的信号输出端与处理器的信号接收端电联，处理器的信号输出端分别与电动挡纸板、第一输送机构以及第二输送机构的电动装置电联，同时处理器还与纸箱翻盖机构以及纸箱封口机构的动作执行部件电联。

进一步地，所述纸箱放置在第一输送机构的位置为纸箱定位工位，用于检测纸箱位置及纸张位置的传感器成对布置在第一输送机构周侧，成对布置的传感器的轴线与纸箱的边沿重合。

进一步地，所述的传感器为光电传感器，所述光电传感器包括光电检测开关和四个光电检测灯，所述光电检测灯对称设置在所述纸箱定位工位的周侧，所述光电检测灯用于检测纸张的边缘是否溢出纸箱外侧，所述光电检测开关的信号输出端与处理器的信号接收端电联。

进一步地，所述的纸箱定位工位两侧设置有固定的定位导轨，所述的定位导轨不随第一输送机构移动。

进一步地，所述压力传感器包括压力检测开关，所述压力检测开关用于检测纸张是否整体落入纸箱内，所述压力检测开关的信号输出端与处理器的信号接收端电联。

进一步地，所述纸箱翻盖机构包括交错设置的第一组压盖组件和第二组压盖组件，所述第一组压盖组件包括第一压盖板和第二压盖板，所述第二组压盖组件包括第三压盖板和第四压盖板，所述第一压盖板、第二压盖板、第三压盖板第四压盖板两两对称地安装在设于所述第二轨道的安装架上，所述第一压盖板、第二压盖板、第三压盖板和第四压盖板围成所述纸箱的翻折空间，所述第一压盖板、第二压盖板、第三压盖板和第四压盖板均与纸箱翻盖机构的动作执行部件相连，所述动作执行部件为气缸。

进一步地，纸箱封口机构包括固定座、安装在固定座上的压轮和刮板，所述压轮上设有胶圈，所述刮板安装在所述固定座，所述压轮与纸箱封口机构的动作执行部件相连。

进一步地，所述动作执行部件均为气缸。

进一步地，所述的处理器为PLC单片机。

所述的一种全自动纸张装箱打包机的操作方法，包括以下几个步骤：

S1、纸张和纸箱放入预备工位：首先将纸箱放入纸箱定位工位上，再将初次包装好的纸张放入斜面上，纸张初始状态为被电动挡纸板挡住不动；

S2、二次检测纸张是否正确装箱：光电传感器检测纸箱是否到位及检测纸张的边缘是否溢出纸箱外侧，若正常则完成第一次检测，触发电动挡纸板，纸张在重力作用下开始落纸，落纸时第一输送机构以及第二输送机构不动作；当压力检测开关检测到重量达到预设值时，触发压力传感器完成第二次检测，则表明装纸完成，此时，第一输送机构以及第二输送机构开始动作，将纸箱从第一输送机构传输到第二输送机构，若两次检测任一个检测结果不正常，触发电动挡纸板阻挡纸张下落；

S3、纸箱翻折：装好纸张的纸箱传输到纸箱翻盖机构下方时，纸箱翻盖机构的第一组压盖组件先翻折纸箱的其中一组对边，第二组压盖组件再翻折纸箱的另一组对边，第一组压盖组件和第二组压盖组件的盖板在纸箱对边翻折时均对纸箱对边施加使其不变形的力，然后在0.01～0.02秒内完成所有对边翻折并将纸箱运输到纸箱封口机构处；

S4、纸箱封口：纸箱封口机构的压轮上的胶布经刮板切割后粘贴在纸箱的长边上完成封口；

S5、纸箱传输：第二轨道将封好口的纸箱传送至第二输送机构的末端完成纸箱打包。

本发明的有益效果是：

1）本发明根据纸张打包的设计要求，对打包机机械结构部分进行设计，加入气压系统进行升级，并且基于PLC控制，实现了纸张和纸箱自动定位及翻折、封口等程序，完成纸张的自动入盒，整个过程自动化水平高，提高生产效率，节约人工成本节省了人力物力。

2）本发明明确了气压系统为翻盖机构以及封口机构核心部分，气压系统的工作的可靠性直接决定了打包机动作是否正常可靠，其中所用气体气压大小是气压控制部分的关键，气缸能通过气动回路控制气体气压大小从而控制施力的大小，不会对纸箱对边造成形变；纸箱检测装置的光电检测机构和压力检测机构对纸张是否正确装箱进行二次检测和确定，保证了整个打包工序的顺利进行。

附图说明

图1为本发明的打包机整体结构示意图；

图2为本发明的打包机使用方法流程图；

图中，1-斜面，2-支架I，3-电动挡纸板，4-第一轨道，5-纸箱，6-支架II，7-第一输送机构，8-第二输送机构，9-支架III，10-第二轨道，11-纸张，12-光电检测开关，13-光电检测灯，14-定位导轨，15-压力检测开关，16-第一压盖板，17-第二压盖板，18-第三压盖板，19-第四压盖板，20-固定座，21-压轮，22-刮板。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：

如图1所示，一种全自动纸张装箱打包机，包括放纸装置、纸箱检测装置、打包传输装置以及处理器，所述的放纸装置包括斜面1、用于支撑斜面1的支架I 2以及设置在斜面1上的电动挡纸板3，斜面1上位于电动挡纸板3的下方设置有第一轨道4，斜面1相对于水平面倾斜设置且纸张11在重力的作用下沿第一轨道4下滑落入纸箱检测装置上的纸箱5中；

所述的纸箱检测装置包括支架II6、第一输送机构7、位置检测机构以及纸箱重量检测机构，第一输送机构7安装在支架II6上，位置检测机构由安装在第一输送机构7上方的多个用于检测纸箱位置及纸张位置的传感器组成，纸箱重量检测机构由位于第一输送机构7下方的压力传感器组成且该压力传感器在待纸箱放置在第一输送机构7上时与纸箱紧密接触；

所述的打包传输装置包括第二输送机构8、纸箱翻盖机构、纸箱封口机构以及用于支撑第二输送机构8的支架III9，第一输送机构7与第二输送机构8对接，第二输送机构8上设置第二轨道10，第二轨道10相对于第二输送机构8独立安装且不随第二输送机构8移动，纸箱翻盖机构以及纸箱封口机构依次设置在第二轨道10上方且纸箱翻盖机构以及纸箱封口机构均以第二轨道10为纸箱5的定位基准；所述第一轨道4和第二轨道10异面相交或异面不相交，所述第一轨道4的延长线相对于所述装纸定位工位的水平面的夹角为钝角，优选地所述第一轨道4优选为传送皮带。

所述支架I、支架II和支架III的具体结构，可根据打包机的结构和现在安装的实际情况设计，上述支架的具体结构形式根据现场调节，起到固定支撑的作用即可。

电动挡纸板3、第一输送机构7以及第二输送机构8的均采用独立的电动装置驱动，所述电动装置（图未示），可采用电机、气缸或油缸等驱动装置来实现，所述电动装置用于检测纸箱位置及纸张位置的传感器的信号输出端、压力传感器的信号输出端与处理器的信号接收端电联，处理器的信号输出端分别与电动挡纸板3、第一输送机构7以及第二输送机构8的电动装置电联，同时处理器还与纸箱翻盖机构以及纸箱封口机构的动作执行部件电联，所述第一输送机构7的输出端与第二输送机构8的输入端对接。

进一步地，所述纸箱5放置在第一输送机构7的位置为纸箱定位工位，用于检测纸箱位置及纸张位置的传感器成对布置在第一输送机构7周侧，成对布置的传感器的轴线与纸箱的边沿重合。

进一步地，所述的传感器为光电传感器，所述光电传感器包括光电检测开关12和四个光电检测灯13，所述光电检测灯13对称设置在所述纸箱定位工位的周侧，所述光电检测灯13用于检测纸张11的边缘是否溢出纸箱5外侧，所述光电检测开关12的信号输出端与处理器的信号接收端电联。

进一步地，所述的纸箱定位工位两侧设置有固定的定位导轨14，所述的定位导轨14不随第一输送机构7移动。

进一步地，所述压力传感器包括压力检测开关15，所述压力检测开关15用于检测纸张11是否整体落入纸箱5内，所述压力检测开关15的信号输出端与处理器的信号接收端电联。

进一步地，所述纸箱翻盖机构包括交错设置的第一组压盖组件和第二组压盖组件，所述第一组压盖组件包括第一压盖板16和第二压盖板17，所述第二组压盖组件包括第三压盖板18和第四压盖板19，所述第一压盖板16、第二压盖板17、第三压盖板18和第四压盖板19两两对称地安装在设于所述第二轨道10的安装架上，所述第一压盖板16、第二压盖板17、第三压盖板18和第四压盖板19围成所述纸箱5的翻折空间，所述第一压盖板16、第二压盖板17、第三压盖板18和第四压盖板19均与纸箱翻盖机构的动作执行部件相连，所述动作执行部件为气缸。

进一步地，纸箱封口机构包括固定座20、安装在固定座20上的压轮21和刮板22，所述压轮21上设有胶圈，所述刮板22安装在所述固定座20，所述压轮21与纸箱封口机构的动作执行部件相连。

所述纸箱5的中心、纸箱翻盖机构的中心和纸箱封口机构的中心在同一直线上，所述第一压盖板16和第二压盖板17的间距与所述纸箱5其中一组对边间距配合，所述第三压盖板18和第四压盖板19间距与所述纸箱5另一组对边间距配合。

进一步地，所述动作执行部件均为气缸。

进一步地，所述的处理器为PLC单片机，所述PLC单片机可选用三菱品牌的PLC控制器，具体型号根据打包机的实际需求选定，处理器主要是根据对应信号进行判断然后进行对应的执行动作，为本领域技术人员采用的常规信号处理器皆可完成，在此不作详述。

所述的一种全自动纸张装箱打包机的操作方法，包括以下几个步骤：

第一步、纸张和纸箱放入预备工位：首先将纸箱放入纸箱定位工位上，再将初次包装好的纸张放入斜面上，纸张初始状态为被电动挡纸板挡住不动；

第二步、二次检测纸张是否正确装箱：光电传感器检测纸箱是否到位及检测纸张的边缘是否溢出纸箱外侧，若正常则完成第一次检测，触发电动挡纸板，纸张在重力作用下开始落纸，落纸时第一输送机构以及第二输送机构不动作；当压力检测开关检测到重量达到预设值时，触发压力传感器完成第二次检测，则表明装纸完成，此时，第一输送机构以及第二输送机构开始动作，将纸箱从第一输送机构传输到第二输送机构，若两次检测任一个检测结果不正常，触发电动挡纸板阻挡纸张下落；

第三步、纸箱翻折：装好纸张的纸箱传输到纸箱翻盖机构下方时，纸箱翻盖机构的第一组压盖组件先翻折纸箱的其中一组对边，第二组压盖组件再翻折纸箱的另一组对边，第一组压盖组件和第二组压盖组件的盖板在纸箱对边翻折时均对纸箱对边施加使其不变形的力，这个施加的力大小与纸箱的材料有关，气缸能通过气动回路控制施力的大小，不会对纸箱对边造成形变，然后在0.01～0.02秒内完成所有对边翻折并将纸箱运输到纸箱封口机构处；

第四步、纸箱封口：纸箱封口机构的压轮上的胶布经刮板切割后粘贴在纸箱的长边上完成封口；

第五步、纸箱传输：第二轨道将封好口的纸箱传送至第二输送机构的末端完成纸箱打包。

本发明的打包机，明确了气压系统为翻盖机构以及封口机构核心部分，气压系统的工作的可靠性直接决定了打包机动作是否正常可靠，其中所用气体气压大小是气压控制部分的关键，气缸能通过气动回路控制气体气压大小从而控制施力的大小，不会对纸箱对边造成形变；纸箱检测装置的光电检测机构和压力检测机构对纸张是否正确装箱进行二次检测和确定，保证了整个打包工序的顺利进行，自动化程度高，电路控制动作正常，电气设备安全可靠，包装过程中不损坏包装盒，尤其适用于纸箱的打包领域，有利于实现自动、连续式机械流水式作业。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种全自动纸张装箱打包机，包括放纸装置、纸箱检测装置、打包传输装置以及处理器，其特征在于，所述的放纸装置包括斜面（1）、用于支撑斜面（1）的支架I（2）以及设置在斜面（1）上的电动挡纸板（3），斜面（1）上位于电动挡纸板（3）的下方设置有第一轨道（4），斜面（1）相对于水平面倾斜设置且纸张（11）在重力的作用下沿第一轨道（4）下滑落入纸箱检测装置上的纸箱（5）中；

所述的纸箱检测装置包括支架II（6）、第一输送机构（7）、位置检测机构以及纸箱重量检测机构，第一输送机构（7）安装在支架II（6）上，位置检测机构由安装在第一输送机构（7）上方的多个用于检测纸箱位置及纸张位置的传感器组成，纸箱重量检测机构由位于第一输送机构（7）下方的压力传感器组成且该压力传感器在待纸箱放置在第一输送机构（7）上时与纸箱紧密接触；

所述的打包传输装置包括第二输送机构（8）、纸箱翻盖机构、纸箱封口机构以及用于支撑第二输送机构（8）的支架III（9），第一输送机构（7）与第二输送机构（8）对接，第二输送机构（8）上设置第二轨道（10），第二轨道（10）相对于第二输送机构（8）独立安装且不随第二输送机构（8）移动，纸箱翻盖机构以及纸箱封口机构依次设置在第二轨道（10）上方且纸箱翻盖机构以及纸箱封口机构均以第二轨道（10）为纸箱（5）的定位基准；

电动挡纸板（3）、第一输送机构（7）以及第二输送机构（8）的均采用独立的电动装置驱动，用于检测纸箱位置及纸张位置的传感器的信号输出端、压力传感器的信号输出端与处理器的信号接收端电联，处理器的信号输出端分别与电动挡纸板（3）、第一输送机构（7）以及第二输送机构（8）的电动装置电联，同时处理器还与纸箱翻盖机构以及纸箱封口机构的动作执行部件电联；

所述纸箱（5）放置在第一输送机构（7）的位置为纸箱定位工位，用于检测纸箱位置及纸张位置的传感器成对布置在第一输送机构（7）周侧，成对布置的传感器的轴线与纸箱的边沿重合；

所述压力传感器包括压力检测开关（15），所述压力检测开关（15）用于检测纸张（11）是否整体落入纸箱（5）内，所述压力检测开关（15）的信号输出端与处理器的信号接收端电联；所述的传感器为光电传感器，所述光电传感器包括光电检测开关（12）和四个光电检测灯（13），所述光电检测灯（13）对称设置在所述纸箱定位工位的周侧，所述光电检测灯（13）用于检测纸张（11）的边缘是否溢出纸箱（5）外侧，所述光电检测开关（12）的信号输出端与处理器的信号接收端电联。

2.根据权利要求1所述的一种全自动纸张装箱打包机，其特征在于，所述的纸箱定位工位两侧设置有固定的定位导轨（14），所述的定位导轨（14）不随第一输送机构（7）移动。

3.根据权利要求1所述的全自动纸张装箱打包机，其特征在于：所述纸箱翻盖机构包括交错设置的第一组压盖组件和第二组压盖组件，所述第一组压盖组件包括第一压盖板（16）和第二压盖板（17），所述第二组压盖组件包括第三压盖板（18）和第四压盖板（19），所述第一压盖板（16）、第二压盖板（17）、第三压盖板（18）和第四压盖板（19）两两对称地安装在设于所述第二轨道（10）的安装架上，所述第一压盖板（16）、第二压盖板（17）、第三压盖板（18）和第四压盖板（19）围成所述纸箱（5）的翻折空间，所述第一压盖板（16）、第二压盖板（17）、第三压盖板（18）和第四压盖板（19）均与纸箱翻盖机构的动作执行部件相连，所述动作执行部件为气缸。

4.根据权利要求1所述的全自动纸张装箱打包机，其特征在于：纸箱封口机构包括固定座（20）、安装在固定座（20）上的压轮（21）和刮板（22），所述压轮（21）上设有胶圈，所述刮板（22）安装在所述固定座（20），所述压轮（21）与纸箱封口机构的动作执行部件相连。

5.根据权利要求1所述的全自动纸张装箱打包机，其特征在于：所述动作执行部件均为气缸。

6.根据权利要求1所述的全自动纸张装箱打包机，其特征在于：所述的处理器为PLC单片机。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种全自动纸张装箱打包机的操作方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

S1、纸张和纸箱放入预备工位：首先将纸箱放入纸箱定位工位上，再将初次包装好的纸张放入斜面上，纸张初始状态为被电动挡纸板挡住不动；

S2、二次检测纸张是否正确装箱：光电传感器检测纸箱是否到位及检测纸张的边缘是否溢出纸箱外侧，若正常则完成第一次检测，触发电动挡纸板，纸张在重力作用下开始落纸，落纸时第一输送机构以及第二输送机构不动作；当压力检测开关检测到重量达到预设值时，触发压力传感器完成第二次检测，则表明装纸完成，此时，第一输送机构以及第二输送机构开始动作，将纸箱从第一输送机构传输到第二输送机构，若两次检测任一个检测结果不正常，触发电动挡纸板阻挡纸张下落；

S3、纸箱翻折：装好纸张的纸箱传输到纸箱翻盖机构下方时，纸箱翻盖机构的第一组压盖组件先翻折纸箱的其中一组对边，第二组压盖组件再翻折纸箱的另一组对边，第一组压盖组件和第二组压盖组件的盖板在纸箱对边翻折时均对纸箱对边施加使其不变形的力，然后在0.01～0.02秒内完成所有对边翻折并将纸箱运输到纸箱封口机构处；

S4、纸箱封口：纸箱封口机构的压轮上的胶布经刮板切割后粘贴在纸箱的长边上完成封口；

S5、纸箱传输：第二轨道将封好口的纸箱传送至第二输送机构的末端完成纸箱打包。