CN112455761A - 全自动钢卷打包机 - Google Patents

Abstract

一种全自动钢卷打包机，主要用于冶金产品的包装。机头安装在移动横梁上，移动横梁与机架部件在竖直方向上滑动连接，机架部件与底座滑动连接；导带通路两侧气缸活塞杆伸出，机头与导带通路部件在钢卷周围形成一个闭环导带通路，自动打包带更换用钩将打捆用钢带装进蓄带盘内，打包带从蓄带盘依次穿向蓄带机的固定导带轮、活动导带轮穿入机头内部，机头对钢卷进行抓紧、收带、收紧、咬扣、切断动作。本发明自动化程度高，包装质量稳定可靠，可有效提高生产效率，减轻操作人员劳动强度，可靠性高，维修方便，使用寿命长，且能替代进口，大幅提高国内冶金行业的打包水平，弥补国内自动打包技术的空白。

Description

全自动钢卷打包机

技术领域

本发明涉及冶金行业钢卷包装技术领域，具体是一种全自动钢卷打包机。

背景技术

钢卷包装是钢卷储存和运输的重要保护措施。传统的钢卷包装为手工作业，包装质量差、生产效率低和工人劳动强度大是这一落后包装技术的致命弱点，随着轧制水平的提高，低效率的手工包装根本无法满足大批量生产要求。在国内钢铁行业发展初期，往往忽视产品的最后一道包装工序，误认为采用人工包装即可。这种不正确 的“重主，轻辅”设计思想为制造业产能提高造成了“瓶颈”。我国是世界钢铁生产第一大国，随着生产钢铁的速度大幅度提升，连续生产线的不断上线、改造以及自动化程度的不断提高，钢铁的成品打包水平越来越满足不了现代钢材的规模生产，全自动打包技术在国内亟需提升，自动打捆机在钢铁行业的应用也越来越广泛。

但目前能掌握钢材全自动打捆技术的只有为数不多的几个发达国家，国内全自动打捆机研发水平相对较低，且研发进程缓慢，研发成果不明显，未能全面掌握整套钢材精整包装技术。国内大多数中小型钢铁生产企业仍然采用传统手工包装或者采用半自动打捆机的方式对钢材成品进行包装，打捆包装存在着诸如散捆、松捆等不可克服的缺点。而引进国外整套全自动钢材包装成本相对较高。

因此，研发一种锁紧力度大、自动化程度高、打捆周期短、耐用寿命长、制造成本低的全自动钢卷打捆设备，实现替代进口，是目前亟待解决的问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种全自动钢卷打包机，以提高钢卷打包的自动化水平和捆扎锁紧可靠性。

为实现上述发明目的，本发明全自动钢卷打包机包括控制系统；机头安装固定安装固定在移动横梁上，垂直移动气缸的缸筒端固定在机架部件上，活塞杆端与移动横梁连接，移动横梁与机架部件在竖直方向上滑动连接；横向移动气缸的缸筒端固定在底座上，活塞杆端与机架部件连接，机架部件与底座滑动连接；导带通路部件的导带通路气缸缸筒端安装固定在导带通路部件上，活塞杆端分别与导带通路部件下端的可活动开口槽端连接，机头与导带通路部件上端通过导带通路部件的入口带槽、出口带槽衔接过渡组成一个打包带回路，导带通路气缸打开，机头与导带通路部件在钢卷周围形成一个闭环的导带通路；底座的一侧还安装有用于将蓄带盘装进蓄带机上的自动打包带更换用钩，打包带从蓄带盘依次穿过安装在蓄带机上的固定导带轮、活动导带轮，人工从机头上的进带口穿入，控制系统驱动一体式气马达减速箱动作，打包带被穿入机头，进入导带通路部件的带槽内，围住钢卷。

所述机头由门、弹扣机构、封扣箱、咬扣单元、校直器、一体式气马达减速箱、二合一气缸和上咬机构组成；打包带通过机头的进带口被人工送入机头内，控制系统驱动一体式气马达减速箱使装在机头内的送带轮正向高速旋转，送带轮将打包带穿过压带轮、校直器、咬扣单元进入导带通路部件，围住钢卷，在机头内、咬扣单元的入口处设有限位开关一，上咬机构外箱体上设有限位开关二、限位开关三和限位开关四；所述封扣箱的封扣气缸缸筒端固定在机头的机架上，活塞杆端与装锁扣箱体一侧的弹扣机构连接，弹扣机构的外侧设有左侧导板与右侧导板，左侧导板与右侧导板合体构成用于从装锁扣箱体被卷曲弹簧弹出的锁扣滑落至咬扣单元锁扣支座内的卡槽，卷曲弹簧固定在装锁扣箱体的另一侧；门气缸的缸筒端固定在机头的机架上，活塞杆端与齿条连接，齿轮与齿条啮合，与齿轮轴转动配合的支架安装在机头的机架上，门控制杆的一端与齿轮轴转动连接，另一端与门固定连接；二合一气缸的缸筒端安装在一体式气马达减速箱的箱体上，咬扣单元的驱动杆、二合一气缸的活塞杆端分别与上咬机构的两端铰接在一起，上咬机构中间插入销轴与上咬机构的外箱体铰接；所述咬扣单元的驱动杆端部、动剪刀分别与连接件一端通过铰销铰接，连接件的另一端通过可动销分别与右口钳和左口钳铰接，右口钳和左口钳的中部开设有安装孔，固定销穿过右口钳和左口钳，并将右口钳和左口钳的钳口固定，锁扣支座固定安装于两固定销之间。

所述导带通路部件由两段可围住钢卷的弧形部分组成，导带通路部件上部的入口带槽、出口带槽分别与机头衔接，下部的可活动开口槽端分别与导带通路气缸的活塞杆端连接，出口带槽上设有用于控制机头运行至到钢卷上表面时停下来的光栅板，入口带槽上设有光源。

所述自动打包带更换用钩的支座安装固定在底座上，吊架的一端通过轴承套装在支座内，与支座转动连接，电葫芦装在吊架的另一端，电葫芦的末端装有用于吊装钢卷的吊钩。

所述控制系统分别与横向移动气缸、导带通路气缸、垂直移动气缸、一体式气马达减速箱、二合一气缸、上咬机构、门气缸、封扣气缸、限位开关一、限位开关二、限位开关三、限位开关四、光栅板和光源连接，控制系统内带有计时器。

本发明利用自动打包带更换用钩将一套打捆用打包带装进固定在底座上的蓄带机的蓄带盘内，手动将打包带从蓄带盘依次穿过蓄带机上的固定导带轮、活动导带轮后，人工从机头上的进带口穿入，控制系统驱动一体式气马达减速箱动作，打包带被穿入机头内，进入导带通路部件的带槽内；与此同时，钢卷通过步进梁或者运卷小车被送到全自动钢卷打包机前，控制系统驱动装在打包机底部的横向移动气缸动作，将移动横梁向前移至钢卷的正上方，导带通路部件将钢卷围成一周后，控制系统驱动导带通路气缸动作，使进入导带通路部件带槽内的打包带在钢卷周围形成一个闭环导带通路，然后控制系统驱动垂直移动气缸动作，使移动横梁带着机头一起向下运动至钢卷上表面后停下来，机头对钢卷实施抓紧、收带、收紧、咬扣、切断动作。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、自动化程度高，包装质量稳定可靠，可有效提高生产效率，减轻操作人员劳动强度，可靠性高，维修方便，使用寿命长，且能替代进口，大幅提高国内冶金行业的打包水平，弥补国内自动打包技术的空白。

2、打包机机头可以产生20KN非常高的拉紧力，能保持打包带的延伸率，防止其断裂，特别适合打包高强度的钢卷，以防止钢卷卷尾翘起。

3、打包带被限制在一个完全封闭的﹑高强度的导带通路部件系统中，可保证打包机在任何时候能够完全控制住打包带。

4、具有预送带特性，在前一次打包操作完成之后，打包带的带头部分还依然被卡在机头的送带轮与压带轮之间，从而能节省送带时间。

5、在机头中设置有自动捆带矫直装置，可以使打包机更加能够适应不同质量的打包带。

附图说明

图1为本发明的立体结构简图。

图2为本发明的结构简图。

图3为图2的侧视图。

图4为本发明的应用简图。

图5为图1的导带通路部件结构简图。

图6为图1的机头的结构简图。

图7为图6的弹扣机构结构简图。

图8为图6的门结构简图。

图9为图6的咬扣单元与二合一气缸、上咬机构的连接关系图。

图10为图6的咬扣单元与二合一气缸、上咬机构的动作原理图。

图11为图6的咬扣单元结构简图。

图12为本发明的送带过程示意图。

图13为本发明咬扣单元的左口钳与右口钳抓合打包带过程示意图。

图14为本发明的收带过程示意图。

图15为本发明的咬扣单元的左口钳与右口钳抓紧打包带过程示意图。

图16为本发明的咬扣单元咬合锁扣和切断打包带过程示意图。

图17为本发明的打包机复位过程示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17所示，本发明包括控制系统；机头1安装固定在移动横梁2上，垂直移动气缸59的缸筒端固定在机架部件9上，活塞杆端与移动横梁2连接，移动横梁2与机架部件9在竖直方向上滑动连接；横向移动气缸6的缸筒端固定在底座3上，活塞杆端与机架部件9连接，机架部件9与底座3滑动连接；导带通路部件10由两段可围住钢卷46的弧形部分组成，导带通路部件10的两个导带通路气缸11缸筒端安装固定在导带通路部件10上，活塞杆端分别与导带通路部件10下端的可活动开口槽端47连接，导带通路气缸11打开，导带通路部件10下端的可活动开口槽端47闭合，且机头1与导带通路部件10上端通过导带通路部件10的入口带槽52、出口带槽51衔接过渡组成一个打包带回路，将钢卷46围住，出口带槽51上设有光栅板57，入口带槽52上设有光源58，用于控制机头1运行至到钢卷46上表面时能自动停下来；打包机的另一侧还安装有自动打包带更换用钩12，用于将整捆打包带8装进蓄带盘5上。本发明的工作过程如下：利用自动打包带更换用钩12将一套打捆用打包带8装进蓄带盘5内，手动将打包带8从蓄带盘5依次穿过固定导带轮4、活动导带轮7后，人工从机头1上的进带口43穿入，控制系统驱动一体式气马达减速箱18动作，打包带8被穿入机头1内，进入导带通路部件10的带槽内；与此同时，钢卷46通过步进梁或者运卷小车被送到全自动钢卷打包机前，控制系统驱动装在打包机底部的横向移动气缸6动作，通过基础表面安装的限位开关感应将移动横梁2向前移至钢卷46的正上方后停下来，导带通路部件10将钢卷46围成一周后，控制系统驱动导带通路气缸11动作，使进入导带通路部件10带槽内的打包带8在钢卷46周围形成一个闭环导带通路，然后控制系统驱动垂直移动气缸59动作，使移动横梁2带着机头1一起向下运动至钢卷46的上表面后停下来，机头1对钢卷46进行抓紧、收带、收紧、咬扣、切断。

机头1主要由门13、弹扣机构14、封扣箱15、咬扣单元16、校直器17、一体式气马达减速箱18、二合一气缸19和上咬机构20等组成。打包带8从蓄带盘5开始穿向固定导带轮4、活动导带轮7，一直顺着打包带通路穿入机头1的内部，机头1是整个打包机的核心打包动力元件，通过它不断将蓄带盘5中的打包带8送到机头1的内部对钢卷46进行打包。打包带8通过机头1的进带口43被人工送入机头1内，控制系统驱动一体式气马达减速箱18使装在机头1内的送带轮45正向高速旋转，送带轮45将打包带8穿过压带轮44、校直器17、咬扣单元16进入导带通路部件10，围住钢卷46，在机头1内、咬扣单元16的入口处设有限位开关一42，上咬机构20的外箱体上还设有限位开关二48、限位开关三49和限位开关四50，这三个限位开关的感应头与箱体内部的上咬机构20感应，所述校直器17是用来校直打包带8，使打包带8能够顺利的被输送。封扣箱15的封扣气缸22缸筒端固定在机头1的机架上，活塞杆端与装锁扣箱体25一侧的弹扣机构14连接，弹扣机构14的外侧设有左侧导板23与右侧导板24，左侧导板23与右侧导板24合体构成卡槽，用于从装锁扣箱体25被卷曲弹簧26弹出的锁扣40滑落至咬扣单元16锁扣支座37内的导向通道，卷曲弹簧26固定在装锁扣箱体25的另一侧，卷曲弹簧26具有较大的弹性模量，其前面在装锁扣箱体25内放满锁扣40，使得锁扣40一直受卷曲弹簧26的静态弹力，当控制系统驱动封扣气缸22的活塞杆伸出，弹扣机构14向上打开，此时，卷曲弹簧26将装锁扣箱体25内装满的锁扣40往外弹，使被弹出的一个锁扣40正好落在左侧导板23与右侧导板24所形成的卡槽内。门气缸21的缸筒端固定在机头1的机架上，活塞杆端与齿条27连接，齿轮28与齿条27啮合，与齿轮轴30转动配合的支架31安装在机头1的机架上，门控制杆29的一端与齿轮轴30转动连接，另一端与门13固定连接，当控制系统驱动门气缸21的活塞杆动作时，通过齿轮28与齿条27带动门控制杆29运动，将门13打开或关闭；在送带时，由于一体式气马达减速箱18的送带速度很高，门13关闭，可以为打包带8进入咬扣单元16提供导向，在收带前，由于一体式气马达减速箱18的收带速度很低，门13打开，便于一体式气马达减速箱18更好地收带。二合一气缸19的缸筒端固定在一体式气马达减速箱18的外箱体上，咬扣单元16的驱动杆32、二合一气缸19的活塞杆端分别与上咬机构20的两端铰接在一起，上咬机构20中间插入销轴与上咬机构20的外箱体铰接，二合一气缸19与上咬机构20相当于动力传递机构，咬扣单元16相当于执行机构，执行机构主要完成对打包带8的抓紧、打包带8与锁扣40之间的咬合成型、打包带8的剪断，动力传递机构主要为执行机构提供动力，当二合一气缸19的小气缸活塞运动到最大行程时，可为咬扣单元16产生一级动力，使锁扣40产生预变形，打包带8的头部被抓紧后，机头1开始反向收带，当二合一气缸19的大气缸活塞运动到最大行程时，为咬扣单元16产生二级动力，使打包带8与锁扣40之间咬合成型，同时动剪刀35将打包带8剪断。咬扣单元16的驱动杆32端部、动剪刀35分别与连接件34一端通过铰销33铰接，连接件34的另一端通过可动销36分别与右口钳39和左口钳41铰接，右口钳39和左口钳41的中部开设有安装孔，固定销38穿过右口钳39和左口钳41，并将右口钳39和左口钳41的钳口固定，锁扣支座37固定安装于两固定销38之间；当控制系统驱动二合一气缸19通过上咬机构20带动驱动杆32运动，将左口钳41和右口钳39抓合，锁扣40在锁扣支座37的支撑力以及右口钳39和左口钳41的抓合力的共同作用下，完成锁扣40与打包带8间的咬合成型，动剪刀35在驱动杆32的带动下将打包带8剪断，当驱动杆32反向运动时，各执行件复位。一体式气马达减速箱18通过调节其内部的气压来控制打包带8的收紧力，一体式气马达减速箱18通过行星齿轮减速箱驱动送带轮45，当减速箱正转时，是送带，反之，是收带，送带轮45在送带和收带时是高速旋转的，在收紧时，是低速旋转的，以便产生较高的拉紧力。

自动打包带更换用钩12的支座56安装固定在底座3上，吊架53的一端套装在支座56内，与支座56转动连接，电葫芦54装在吊架53的另一端，电葫芦54的末端装有用于吊装钢卷46的吊钩55。

如图12所示，是打包机的送带过程：由外部输入打带启动信号，空气被送到一体式气马达减速箱18，一体式气马达减速箱18通过齿轮箱使送带轮45正向高速旋转，将打包带8穿过校直器17、咬扣单元16，送入导带通路部件10，进而围住钢卷46，当带头进入机头1时，触动限位开关一42，此时，限位开关一42启动控制系统的计时器，同时进入一体式气马达减速箱18的空气减弱，使送带减到低速状态；计时结束后，计时器发出信号停止一体式气马达减速箱18运行，此时，打包带8首、尾重叠在一起，重叠长度由计时器控制，一体式气马达减速箱18停止运行。

如图13所示，是打包机抓紧打包带8的带头过程：送带完成后，打包带8的带头通过导带通路部件10围绕钢卷46一周，且打包带8的带头回到送带出口位置，并在锁扣40处有一小段重叠，此时二合一气缸19打开进行第一个动作，通过上咬机构20带动咬扣单元16将打包带8的头部压紧，咬扣单元16的右口钳39和左口钳41抓住贴近钢卷46的外部打包带8，靠在动剪刀35上，二合一气缸19打开进行的第一个动作会触碰限位开关二48发出抓紧信号，控制门气缸21的阀收到信号后，送带轮45反向驱动回收打包带8时将打包带8束紧。

如图14、图15所示，是打包机收带拉紧打包带的过程：控制门气缸21的阀接受到了抓紧信号后，空气接入门气缸21，门气缸21打开门13，使门13远离咬扣单元16，控制系统通过一体式气马达减速箱18控制送带机构反向驱动，将打包带8拉出导带通路部件10和门13，回收多余捆带，将钢卷46捆紧。一体式气马达减速箱18进入慢速动作，将钢卷46捆紧后停止动作。

如图16所示，是打包机锁扣、切带的过程：一体式气马达减速箱18反向动作收带结束后，控制系统通过二合一气缸19进行第二个动作，经上咬机构20控制咬扣单元16再动作，将打包带8重叠处锁紧、切带，完成打包动作，二合一气缸19打开进行的第二个动作会触碰限位开关三49发出信号表示完成切带。

如图17所示，是打包机系统复位过程：打包机将锁扣40锁紧并将打包带8切断后，二合一气缸19的阀接收到信号进行气缸复位，复位之后会触碰限位开关四50，表示完成复位，控制系统控制打包机的机头1回到待机状态，离开钢卷46，以便于运输车将钢卷46送入下一个工位。打包机头部的机头1复位后，送带机构准备好蓄带，准备下一次动作。

Claims (5)

1.一种全自动钢卷打包机，其特征在于：该全自动钢卷打包机包括控制系统；机头（1）安装固定在移动横梁（2）上，垂直移动气缸（59）的缸筒端固定在机架部件（9）上，活塞杆端与移动横梁（2）连接，移动横梁（2）与机架部件（9）在竖直方向上滑动连接；横向移动气缸（6）的缸筒端固定在底座（3）上，活塞杆端与机架部件（9）连接，机架部件（9）与底座（3）滑动连接；导带通路部件（10）的导带通路气缸（11）缸筒端安装固定在导带通路部件（10）上，活塞杆端分别与导带通路部件（10）下端的可活动开口槽端（47）连接，机头（1）与导带通路部件（10）上端通过导带通路部件（10）的入口带槽（52）、出口带槽（51）衔接过渡组成一个打包带回路，导带通路气缸（11）打开，机头（1）与导带通路部件（10）在钢卷（46）周围形成一个闭环的导带通路；底座（3）的一侧还安装有用于将蓄带盘（5）装进蓄带机上的自动打包带更换用钩（12），打包带（8）从蓄带盘（5）依次穿过安装在蓄带机上的固定导带轮（4）、活动导带轮（7），人工从机头（1）上的进带口（43）穿入，控制系统驱动一体式气马达减速箱（18）动作，打包带（8）被穿入机头（1），进入导带通路部件（10）的带槽内，围住钢卷（46）。

2.根据权利要求1所述的全自动钢卷打包机，其特征在于：所述机头（1）由门（13）、弹扣机构（14）、封扣箱（15）、咬扣单元（16）、校直器（17）、一体式气马达减速箱（18）、二合一气缸（19）和上咬机构（20）组成；打包带（8）通过机头（1）的进带口（43）被人工送入机头（1）内，控制系统驱动一体式气马达减速箱（18）使装在机头（1）内的送带轮（45）正向高速旋转，送带轮（45）将打包带（8）穿过压带轮（44）、校直器（17）、咬扣单元（16）进入导带通路部件（10），围住钢卷（46），在机头（1）内、咬扣单元（16）的入口处设有限位开关一（42），上咬机构（20）外箱体上设有限位开关二（48）、限位开关三（49）和限位开关四（50）；所述封扣箱（15）的封扣气缸（22）缸筒端固定在机头（1）的机架上，活塞杆端与装锁扣箱体（25）一侧的弹扣机构（14）连接，弹扣机构（14）的外侧设有左侧导板（23）与右侧导板（24），左侧导板（23）与右侧导板（24）合体构成用于从装锁扣箱体（25）被卷曲弹簧（26）弹出的锁扣（40）滑落至咬扣单元（16）锁扣支座（37）内的卡槽，卷曲弹簧（26）固定在装锁扣箱体（25）的另一侧；门气缸（21）的缸筒端固定在机头（1）的机架上，活塞杆端与齿条（27）连接，齿轮（28）与齿条（27）啮合，与齿轮轴（30）转动配合的支架（31）安装在机头（1）的机架上，门控制杆（29）的一端与齿轮轴（30）转动连接，另一端与门（13）固定连接；二合一气缸（19）的缸筒端安装在一体式气马达减速箱（18）外箱体上，咬扣单元（16）的驱动杆（32）、二合一气缸（19）的活塞杆端分别与上咬机构（20）的两端铰接在一起，上咬机构（20）中间插入销轴与上咬机构（20）的外箱体铰接；所述咬扣单元（16）的驱动杆（32）端部、动剪刀（35）分别与连接件（34）一端通过铰销（33）铰接，连接件（34）的另一端通过可动销（36）分别与右口钳（39）和左口钳（41）铰接，右口钳（39）和左口钳（41）的中部开设有安装孔，固定销（38）穿过右口钳（39）和左口钳（41），并将右口钳（39）和左口钳（41）的钳口固定，锁扣支座（37）固定安装于两固定销（38）之间。

3.根据权利要求1所述的全自动钢卷打包机，其特征在于：所述导带通路部件（10）由两段可围住钢卷（46）的弧形部分组成，导带通路部件（10）上部的入口带槽（52）、出口带槽（51）分别与机头（1）衔接，下部的可活动开口槽端（47）分别与导带通路气缸（11）的活塞杆端连接，出口带槽（51）上设有用于控制机头（1）运行至到钢卷（46）上表面时停下来的光栅板（57），入口带槽（52）上设有光源（58）。

4.根据权利要求1所述的全自动钢卷打包机，其特征在于：所述自动打包带更换用钩（12）的支座（56）安装固定在底座（3）上，吊架（53）的一端通过轴承套装在支座（56）内，与支座（56）转动连接，电葫芦（54）装在吊架（53）的另一端，电葫芦（54）的末端装有用于吊装钢卷（46）的吊钩（55）。

5.根据权利要求1所述的全自动钢卷打包机，其特征在于：所述控制系统分别与横向移动气缸（6）、导带通路气缸（11）、垂直移动气缸（59）、一体式气马达减速箱（18）、二合一气缸（19）、上咬机构（20）、门气缸（21）、封扣气缸（22）、限位开关一（42）、限位开关二（48）、限位开关三（49）、限位开关四（50）、光栅板（57）和光源（58）连接，控制系统内带有计时器。

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