CN110979783A - 条形食品物料自压紧捆扎包装机及包装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种条形食品物料自压紧捆扎包装机及包装方法，属于食品包装机械装置技术领域。本发明包括呈条形排列的料堆，料堆包括紧密排列的物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ，物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ之间存在有间隙；间隙穿过有扎带，扎带一端位于相对旋转的驱动轮Ⅰ和驱动轮Ⅱ之间，并在驱动轮Ⅰ和驱动轮Ⅱ的驱动朝向间隙移动，扎带另一端伸入间隙内，并在物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ被抓取后，扎带与料堆之间存在预紧力；被抓取的料堆旋转至少360°，扎带间隙沿料堆外表面形成至少一圈捆扎结构。本发明采用新的扎带压紧包装方法：取消扎带顶针，包装后的堆料紧密。本发明可广泛运用于食品包装机械装置场合。

Description

条形食品物料自压紧捆扎包装机及包装方法

技术领域

本发明涉及一种条形食品物料自压紧捆扎包装机及包装方法，属于食品包装机械装置技术领域。

背景技术

现有捆扎包装机对于条形食品物料的工作流程为：物料由输送机构到升降举升位，由升降举升位把物料升起，扎带顶针把扎带固定在物料和扎带之间，然后卡爪抓紧物料并旋转，扎带定位机构移动到目标位置，热熔封刀裁断扎带并热封合，扎带顶针退出，升降举升位升起拖住包装好的物料，卡爪松开下降到输送机构上一个动作周期完成。

现有捆扎包装机存在如下问题：(1)原有扎带顶针压扎带机构和物料之间有空隙，以及扎带顶针退出后会使原来已经扎紧的扎带产生空隙；(2)整个捆扎包装机结构复杂，安装需要非常精确，差链条的一个截距或齿轮的一个齿，就会造成整个节拍、位置、速度不正确；(3)长时间磨损造成设备的各个机构速度、位置的不精确，不可调试恢复；(4)机械结构已经定固定是无法调整，例如固定为工作节拍旋转2周，若产品需要旋转3周，则无法调整实现，只能更换机械配件。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种条形食品物料自压紧捆扎包装机及包装方法。

本发明所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机，包括呈条形排列的料堆，料堆包括紧密排列的物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ，物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ之间存在有间隙；间隙穿过有扎带，扎带一端位于相对旋转的驱动轮Ⅰ和驱动轮Ⅱ之间，并在驱动轮Ⅰ和驱动轮Ⅱ的驱动朝向间隙移动，扎带另一端伸入间隙内，并在物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ被抓取后，扎带与料堆之间存在预紧力；被抓取的料堆旋转至少°，扎带间隙沿料堆外表面形成至少一圈捆扎结构。

优选地，所述料堆呈细长状平行排列，物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ之间有平行的间隙。

优选地，所述料堆由升降举升位上升，并从料堆输送机构上把料堆托起，升至穿扎带旋转位。

优选地，所述驱动轮Ⅰ和驱动轮Ⅱ将扎带的驱动方向设定为朝向间隙移动。

优选地，所述抓取装置包括三爪卡盘，以及经由三爪卡盘连接的三个卡爪：卡爪Ⅰ、卡爪Ⅱ和卡爪Ⅲ，其中，卡爪Ⅰ、卡爪Ⅱ和卡爪Ⅲ在三爪卡盘的带动下，夹持于物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ的两端，并将物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ向内收紧，物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ之间的间隙消失，扎带在预紧力作用下与料堆同步运动。

优选地，所述条形食品物料自压紧捆扎包装机，所述抓取装置为断续夹持，当夹持物料旋转一定角度后，扎带沿料堆缠绕；抓取装置调整好角度，通过驱动轮Ⅰ、驱动轮Ⅱ和抓取装置之间配合拉紧扎带。

优选地，所述间隙经由抓取装置分别夹持物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ，然后通过举升机构送至升降举升位成型。

优选地，所述扎带的宽度小于升降举升位的间距，升降举升位的间距小于条形的料堆的长度。

优选地，所述抓取装置的三个卡爪设置有与料堆配合的凹槽。

本发明所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机的包装方法，包括如下步骤：

S1：料堆在举升机构上通过分料机构，分为物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ放置在升降举升位上；

S2：物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ堆之间留有间隙；

S3：驱动轮Ⅰ和驱动轮Ⅱ相对旋转，驱动扎带朝向间隙移动；

S4：扎带伸入间隙后，抓取装置同时夹持住物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ，此时间隙消失，举升机构下降离开抓手旋转干涉区域；

S5：抓取装置通过三爪卡盘旋转，扎带被挤压的物料堆Ⅰ和物料堆Ⅱ固定，随料堆同步运动；

S6：抓取装置夹持物料旋转一定角度后，通过驱动轮Ⅰ、驱动轮Ⅱ和抓取装置之间配合拉紧扎带；

S7：抓取装置调整好角度，热封刀开始封合扎带，抓手继续夹持料堆旋转至封合结束，裁断刀在抓手开盘旋转的合适角度切断扎带。

本发明的有益效果是：

(1)采用适合呈条形排列的料堆缠绕的装置，利用料堆之间存的间隙，将扎带自压紧，避免现有扎带顶针退出后带来的空隙问题，包装后的堆料紧密；

(2)整个包装机结构简单，安装方便，整个节拍、位置、速度调整灵活；

(3)长时间磨损造成设备，各个机构速度、位置的调试维修更换方便；

(4)采用适合呈条形排列的包装方法，无需更换机械配件即可实现不同工作节拍的旋转角度。

附图说明

图1是物料与扎带缠绕状态的结构示意图。

图2是物料与卡爪夹持状态的结构示意图。

图3是本发明的原理流程框图。

图中：1、物料堆Ⅰ；2、物料堆Ⅱ；3、驱动轮Ⅰ；4、驱动轮Ⅱ；5、扎带；6、升降举升位；7、三爪卡盘；8、卡爪Ⅰ；9、卡爪Ⅱ；10、卡爪Ⅲ。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

实施例1：

如图1至图2所示，本发明所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机，包括呈条形排列的料堆，料堆包括紧密排列的物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2，物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2之间存在有间隙；间隙穿过有扎带5，扎带5一端位于相对旋转的驱动轮Ⅰ3和驱动轮Ⅱ4之间，并在驱动轮Ⅰ3和驱动轮Ⅱ4的驱动朝向间隙移动，扎带5另一端伸入间隙内，并在物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2被抓取后，扎带5与料堆之间存在预紧力；被抓取的料堆旋转至少360°，扎带5间隙沿料堆外表面形成至少一圈捆扎结构。

所述料堆呈细长状平行排列，物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2之间有平行的间隙。所述料堆由升降举升位6上升，并从料堆输送机构上把料堆托起，升至穿扎带旋转位。所述驱动轮Ⅰ3和驱动轮Ⅱ4将扎带5的驱动方向设定为朝向间隙移动。所述抓取装置包括三爪卡盘7，以及经由三爪卡盘7连接的三个卡爪：卡爪Ⅰ8、卡爪Ⅱ9和卡爪Ⅲ10，其中，卡爪Ⅰ8、卡爪Ⅱ9和卡爪Ⅲ10在三爪卡盘7的带动下，夹持于物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2的两端，并将物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2向内收紧，物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2之间的间隙消失，扎带5在预紧力作用下与料堆同步运动。所述抓取装置为断续夹持，当夹持物料旋转一定角度后，扎带5沿料堆缠绕；抓取装置调整好角度，通过驱动轮Ⅰ3、驱动轮Ⅱ4和抓取装置之间配合拉紧扎带5。所述间隙经由抓取装置分别夹持物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2，然后通过举升机构送至升降举升位成型。所述扎带5的宽度小于升降举升位6的间距，升降举升位6的间距小于条形的料堆的长度。所述抓取装置的三个卡爪设置有与料堆配合的凹槽。

本发明为了实现新的捆扎原理和控制、结构，还需要其他零部件配合。例如还包括卡爪旋转机构、动力单元、PLC控制器、链条、凸轮、连杆、齿轮、升降举升机构、人机界面触摸屏等。各个机构可以根据工艺要求调整机构的运行方式，例如卡爪旋转机构采用了独立的动力单元，如工艺需要由旋转两圈调整到三圈，PLC控制器直接改变控制指令就可实现，不需要调整机械结构原结构由链条、凸轮、连杆组成不能调整，只能更换机械配件来实现；由于采用电子凸轮、齿轮等先进的电子控制方式，打破了机械凸轮的限制，能够提高机构的运行速度、位置精度例如升降举升机构原来通过机械凸轮带动，其运行速度和位置都由机械结构固定没法改变，采用新的电子凸轮、齿轮等先进的电子控制方式能够在举升相同高度的行程，提高动力单元的速度就能缩短举升同样行程的时间；提高堆料捆扎的运行效率由于优化各个机构的节拍，可以把堆料捆扎的时间由原来3s缩短至2s。设备新的控制和结构是的机械结构简单，不会出现各机构之间互相机械连锁的现象，设备安装调试简单原来结构由链条、凸轮、连杆组成，齿轮凸轮连杆之间的组装位置要求十分精确提高了设备生产效率；增加了PLC控制器和人机界面触摸屏，使设备在捆扎工艺调试时直观、简单，对于设备的故障信息能够清晰直观在人机界面中找到。新设备采用先进的运动控制PLC控制器，保证各个机构的控制精度避免机械碰撞；新传动结构：设备采用电子凸轮，输送、升降、卡爪旋转机构、扎带5输送均采用独立的动力单元，各个动力单元之间采用先进的运动控制PLC控制器，卡爪抓紧、热封合机构、分料机构也采用独立的动力结构；各个机构的速度、位置、节拍时序均可以根据工艺要求自由调整；

本发明的有益效果是：

(1)采用适合呈条形排列的料堆缠绕的装置，利用料堆之间存的间隙，将扎带自压紧，避免现有扎带顶针退出后带来的空隙问题；

(2)整个包装机结构简单，安装方便，整个节拍、位置、速度调整灵活；

(3)长时间磨损造成设备，各个机构速度、位置的调试维修更换方便。

实施例2：

如图3所示，本发明所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机的包装方法，包括如下步骤：

S1：料堆在举升机构上通过分料机构，分为物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2放置在升降举升位6上；

S2：物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ堆2之间留有间隙；

S3：驱动轮Ⅰ3和驱动轮Ⅱ4相对旋转，驱动扎带5朝向间隙移动；

S4：扎带5伸入间隙后，抓取装置同时夹持住物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2，此时间隙消失，举升机构下降离开抓手旋转干涉区域；

S5：抓取装置通过三爪卡盘7旋转，扎带5被挤压的物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2固定，随料堆同步运动；

S6：抓取装置夹持物料旋转一定角度后，通过驱动轮Ⅰ3、驱动轮Ⅱ4和抓取装置之间配合拉紧扎带5；

S7：抓取装置调整好角度，热封刀开始封合扎带，抓手继续夹持料堆旋转至封合结束，裁断刀在抓手开盘旋转的合适角度切断扎带。

本发明具体使用过程如下：输送电机带动输送机构将料堆移动到升降举升位6，举升电机带动举升机构托起料堆至抓取装置，将料堆分成物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2，穿扎带5机构将扎带5顶过物料堆Ⅰ1和物料堆Ⅱ2的间隙，穿扎带5机构退出，抓取装置夹紧料堆使扎带5固定在料堆中间，抓取装置开始旋转一定角度后，扎带5输送电机反向拉紧扎带5，抓取装置继续旋转到设定位置，封刀机构移动到扎带5上开始热封，切断扎带5，抓取装置继续旋转同时热封扎带5至扎带5尾部；举升机构上升，抓取装置松开，举升机构包装好的料堆托放到输送机构上；扎带5输送机构输送设定长度的扎带5，一个完整工作周期结束。

本发明采用新的扎带5固定和拉紧的方法，使得物料和扎带5在捆扎过程中保证不会产生空隙，热封合前后保证扎带5的捆扎效果的一致性；本发明采用新的扎带5压紧包装方法：取消扎带5顶针，采用新的结构让扎带5在物料中间穿过，卡爪旋转180度后扎带5拉紧，通过穿在物料中间的扎带5和包裹在物料外扎带5形成的夹角代替原来固定扎带5顶针功能。本发明采用适合呈条形排列的包装方法，无需更换机械配件即可实现不同工作节拍的旋转角度。

本发明可广泛运用于食品包装机械装置场合。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种条形食品物料自压紧捆扎包装机，其特征在于，包括呈条形排列的料堆，料堆包括紧密排列的物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ(2)，物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ(2)之间存在有间隙；间隙穿过有扎带(5)，扎带(5)一端位于相对旋转的驱动轮Ⅰ(3)和驱动轮Ⅱ(4)之间，并在驱动轮Ⅰ(3)和驱动轮Ⅱ(4)的驱动朝向间隙移动，扎带(5)另一端伸入间隙内，并在物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ(2)被抓取后，扎带(5)与料堆之间存在预紧力；被抓取的料堆旋转至少360°，扎带(5)间隙沿料堆外表面形成至少一圈捆扎结构。

2.根据权利要求1所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机，其特征在于，所述料堆呈细长状平行排列，物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ(2)之间有平行的间隙。

3.根据权利要求1或2所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机，其特征在于，所述料堆由升降举升位(6)上升，并从料堆输送机构上把料堆托起，升至穿扎带旋转位。

4.根据权利要求1所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机，其特征在于，所述驱动轮Ⅰ(3)和驱动轮Ⅱ(4)将扎带(5)的驱动方向设定为朝向间隙移动。

5.根据权利要求3所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机，其特征在于，所述抓取装置包括三爪卡盘(7)，以及经由三爪卡盘(7)连接的三个卡爪：卡爪Ⅰ(8)、卡爪Ⅱ(9)和卡爪Ⅲ(10)，其中，卡爪Ⅰ(8)、卡爪Ⅱ(9)和卡爪Ⅲ(10)在三爪卡盘(7)的带动下，夹持于物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ(2)的两端，并将物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ(2)向内收紧，物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ(2)之间的间隙消失，扎带(5)在预紧力作用下与料堆同步运动。

6.根据权利要求5所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机，其特征在于，所述抓取装置为断续夹持，当夹持物料旋转一定角度后，扎带(5)沿料堆缠绕；抓取装置调整好角度，通过驱动轮Ⅰ(3)、驱动轮Ⅱ(4)和抓取装置之间配合拉紧扎带(5)。

7.根据权利要求1所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机，其特征在于，所述间隙经由抓取装置分别夹持物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ(2)，然后通过举升机构送至升降举升位成型。

8.根据权利要求1所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机，其特征在于，所述扎带(5)的宽度小于升降举升位(6)的间距，升降举升位(6)的间距小于条形的料堆的长度。

9.根据权利要求1所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机，其特征在于，所述抓取装置的三个卡爪设置有与料堆配合的凹槽。

10.一种基于权利要求1-9任意一项所述的条形食品物料自压紧捆扎包装机的包装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：料堆在举升机构上通过分料机构，分为物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ(2)放置在升降举升位(6)上；

S2：物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ堆(2)之间留有间隙；

S3：驱动轮Ⅰ(3)和驱动轮Ⅱ(4)相对旋转，驱动扎带(5)朝向间隙移动；

S4：扎带(5)伸入间隙后，抓取装置同时夹持住物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ(2)，此时间隙消失，举升机构下降离开抓手旋转干涉区域；

S5：抓取装置通过三爪卡盘(7)旋转，扎带(5)被挤压的物料堆Ⅰ(1)和物料堆Ⅱ(2)固定，随料堆同步运动；

S6：抓取装置夹持物料旋转一定角度后，通过驱动轮Ⅰ(3)、驱动轮Ⅱ(4)和抓取装置之间配合拉紧扎带(5)；

S7：抓取装置调整好角度，热封刀开始封合扎带，抓手继续夹持料堆旋转至封合结束，裁断刀在抓手开盘旋转的合适角度切断扎带。

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