CN113148275B - 一种悬臂缠绕机及包裹层数、拉伸比的计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种悬臂缠绕机及包裹层数、拉伸比的计算方法,属于包装领域。悬臂缠绕机包括机架、悬臂装置、膜架、夹膜装置、断膜刷膜装置、滚筒线。本发明中除了首次使用和更换包装膜时需要人工将包装膜安装在膜架上并完成穿膜、夹膜步骤,整个工作流程均由控制台通过PLC控制利用本发明的悬臂缠绕机平台进行夹膜、断膜、刷膜,包装膜包裹层数、拉伸比均可设定。

Description

一种悬臂缠绕机及包裹层数、拉伸比的计算方法
技术领域
本发明涉及一种悬臂缠绕机及包裹层数、拉伸比的计算方法,属于包装领域。
背景技术
包装机械已成为我国机械工业中十大行业之一。缠绕机,广泛使用于外贸出口、食品饮料、塑胶化工、玻璃陶瓷、机电铸件产品的集装成本,能防止货物在搬运过程的损坏,并起到防尘、防潮及保洁作用。随着工业4.0进程的不断推进,缠绕机正加速向光机电一体化、自动化推进,在包装机械自动化方面,自动化操作程序如PLC设备、数据收集系统等已获得广泛应用,以节约时间、提高包装质量,并配合制造、装配、入库等过程,提升产品从原料到商品的自动化程度,进一步提升效益。传统悬臂缠绕机刷膜机构往往采用膜刷或焊膜板,前者刷膜效果一般,包装膜容易脱落,后者结构较复杂,成本较高;膜架预拉伸比较小,不能充分利用包装膜,提高了包装成本;不可感应包装膜张力,悬臂转速高时有断膜的风险,影响包装可靠性和包装效率;货物到位后需要手动启动机器开始包装,设定货物高度,降低了自动化程度。
发明内容
本发明提供了一种悬臂缠绕机,构建了自动夹膜、断膜、刷膜一体的工作平台,并进一步配合包裹层数、拉伸比的计算方法,实现控制过程中包裹层数、拉伸比的设定。
本发明的技术方案是:一种悬臂缠绕机,包括机架1、悬臂装置2、膜架3、夹膜装置4、断膜刷膜装置5和滚筒线6;
所述悬臂装置2、断膜刷膜装置5安装在机架1上;悬臂装置2,用于带动安装在悬臂装置2上的膜架3上下运动,并带动膜架3随悬臂装置2在水平方向上旋转;膜架3用于对包装膜43进行预拉伸并将包装膜43送出,用于通过悬臂装置2的驱动上下运动,用于随悬臂装置2在水平方向上旋转;夹膜装置4用于夹紧/松开包装膜43;断膜刷膜装置5,用于将包装膜43熔断并刷膜;滚筒线6,用于传送待包裹物品。
还包括控制台7;所述滚筒线6中的货物定位光电开关104将待包裹物品到位信号传达至控制台7,控制台7接收到此信号,通过PLC控制膜架3中的膜架电机50、悬臂装置2中的悬臂纵向电机32、悬臂装置2中的悬臂横向电机39协同工作;控制台7通过PLC控制悬臂横向电机39工作带动膜架3随悬臂装置2在水平方向上旋转,通过PLC控制悬臂纵向电机32工作带动膜架3沿悬臂装置2中纵向悬臂16上下运动,通过PLC控制膜架电机50工作带动包装膜43出膜;控制台7通过PLC控制悬臂横向电机39、悬臂纵向电机32的转速,实现包装膜43对待包裹物品的包裹层数的调整;通过PLC控制悬臂横向电机39、膜架电机50的转速,实现包装膜43拉伸比的调整;所述膜架3中的测高光电开关60将感知的待包裹物品高度信号传达至控制台7,控制台7进而通过PLC控制悬臂纵向电机32反转,悬臂装置2中的纵向悬臂16通过链传动带动膜架3下降;膜架3运行至极限位置时,悬臂装置2中的滑块23会触发安装于纵向悬臂16两端的上限位开关30和下限位开关21,上限位开关30和下限位开关21将信号传递给控制台7,控制台7通过PLC相应改变悬臂纵向电机32的转向,使膜架3在安全范围内工作;所述膜架3中的张力感应光电开关62传至控制台7的信号,通过PLC控制膜架电机50的转速,实现包装膜43出膜速度的调整。
所述悬臂装置2包括电机固定顶板8、电机固定侧板Ⅱ9、角钢Ⅰ10电机固定底板11、轴承座12、电机固定侧板Ⅰ13、滑轨14、开式链条15、纵向悬臂16、横向悬臂17、带座轴承Ⅰ18、链轮轴Ⅰ19、悬臂链轮Ⅰ20、下限位开关21、滚轮22、滑块23、浮动接头24、螺旋扣25、链条连接杆26、膜架连接板27、带座轴承Ⅱ28、悬臂链轮Ⅱ29、上限位开关30、链轮轴Ⅱ31、悬臂纵向电机32、悬臂下连接法兰33、轴端螺母34、悬臂上连接法兰35、推力滚子轴承36、中心轴37、联轴器38、悬臂横向电机39;其中悬臂纵向电机32的连接法兰与纵向悬臂16一端一侧用螺栓连接,使悬臂纵向电机32固定于纵向悬臂16上;带座轴承Ⅱ28和纵向悬臂16一端另一侧之间通过螺栓固连,链轮轴Ⅱ31一端由带座轴承Ⅱ28支撑,链轮轴Ⅱ31另一端与悬臂纵向电机32内孔配合并通过键进行连接,传递悬臂纵向电机32的旋转运动及扭矩,悬臂链轮Ⅱ29通过键固连于链轮轴Ⅱ31中部;带座轴承Ⅰ18和纵向悬臂16另一端之间通过螺栓固连,链轮轴Ⅰ19的两端分别由带座轴承Ⅰ18支撑,悬臂链轮Ⅰ20通过键固连于链轮轴Ⅰ19的中部;两条滑轨14分别用螺钉安装于纵向悬臂16内侧;滑块23与膜架连接板27通过焊接固连,4个滚轮22分别用螺钉连接于滑块23两侧,并能在滑轨14内滚动,第一根链条连接杆26、螺旋扣25、浮动接头24、滑块23、第二根链条连接杆26依次通过螺纹连接,两个链条连接杆26分别与开式链条15的两端通过销轴连接,形成一个闭环链,闭环链与悬臂链轮Ⅰ20和悬臂链轮Ⅱ29配合,带动滑块23和膜架连接板27沿着滑轨14升降,膜架连接板27与膜架3中膜架侧板40用螺栓固连,从而带动膜架3沿着纵向悬臂16升降;上限位开关30和下限位开关21分别位于滑轨14上下两端,用螺钉固连于纵向悬臂16内侧;横向悬臂17一端和纵向悬臂16一端通过焊接固连;电机固定侧板Ⅰ13和电机固定底板11均焊接于机架1上,电机固定顶板8与电机固定侧板Ⅰ13之间、电机固定顶板8与电机固定侧板Ⅱ9之间、电机固定底板11与电机固定侧板Ⅱ9之间均通过角钢Ⅰ10和螺栓进行连接,轴承座12与电机固定底板11之间用螺栓固接,悬臂横向电机39的连接法兰与电机固定顶板8用螺栓固连,悬臂横向电机39的轴通过联轴器38、键与中心轴37连接,推力滚子轴承36固定于电机固定底板11上的轴承座12里并与中心轴37配合,悬臂上连接法兰35的中心孔与中心轴37配合并通过轴端螺母34固定于中心轴37上;焊接于横向悬臂17上的悬臂下连接法兰33与悬臂上连接法兰35之间用螺栓连接,传递悬臂横向电机39的旋转运动及扭矩,带动悬臂装置2在水平方向上旋转。
所述膜架3包括膜架侧板40、膜架底板41、顶盖42、包装膜43、膜架链轮Ⅲ44、链条Ⅱ45、膜架链轮Ⅰ46、膜架顶板47、链条Ⅰ48、膜架电机链轮49、膜架电机50、角钢Ⅱ51、带座轴承Ⅲ52、从动滚筒53、滚筒侧板54、拉手55、插销56、包装膜支架57、主动滚筒Ⅱ58、主动滚筒Ⅰ59、测高光电开关60、膜架链轮Ⅱ61、张力感应光电开关62、挡块63、张力感应弹簧64、带孔螺钉65、滚筒连接板Ⅰ66、张力感应滚筒Ⅱ67、张力感应滚筒Ⅰ68、滚筒连接板Ⅱ69、耳座Ⅰ70;其中膜架侧板40和膜架顶板47之间以及膜架侧板40和膜架底板41之间均通过角钢Ⅱ51和螺栓连接,顶盖42与膜架顶板47之间用螺钉连接,膜架侧板40与悬臂装置2中膜架连接板27之间用螺栓固连,通过悬臂装置2中纵向悬臂16内的链传动带动膜架3沿着纵向悬臂16升降;包装膜支架57与膜架底板41之间通过螺钉连接,包装膜43内孔与包装膜支架57配合,包装膜43可沿其轴线旋转;测高光电开关60通过螺钉固连于顶盖42上;膜架电机50的脚座与膜架侧板40用螺钉连接,使得膜架电机50固定于膜架侧板40上;膜架顶板47下部和膜架底板41上部通过螺钉固定有带座轴承Ⅲ52,分别与主动滚筒Ⅰ59、主动滚筒Ⅱ58、张力感应滚筒Ⅰ68的轴配合,使得主动滚筒Ⅰ59、主动滚筒Ⅱ58、张力感应滚筒Ⅰ68可沿着各自的轴线旋转;膜架链轮Ⅰ46、膜架链轮Ⅱ61与主动滚筒Ⅰ59的轴配合,膜架链轮Ⅲ44与主动滚筒Ⅱ58的轴配合,并通过键进行周向定位,使得膜架链轮Ⅰ46、膜架链轮Ⅱ61与主动滚筒Ⅰ59能同步转动,膜架链轮Ⅲ44与主动滚筒Ⅱ58能同步转动,膜架电机链轮49和膜架链轮Ⅰ46通过链条Ⅰ48配合连接,膜架链轮Ⅱ61和膜架链轮Ⅲ44通过链条Ⅱ45配合连接,膜架电机50通过链条Ⅰ48带动主动滚筒Ⅰ59转动,主动滚筒Ⅰ59通过链条Ⅱ45带动主动滚筒Ⅱ58转动;张力感应光电开关62与膜架顶板47之间通过螺钉连接,带孔螺钉65连接于膜架顶板47上的张力感应光电开关62的一侧,张力感应弹簧64一端和带孔螺钉65连接,张力感应弹簧64另一端和挡块63连接,挡块63与滚筒连接板Ⅰ66之间通过轴和孔配合,张力感应滚筒Ⅰ68与滚筒连接板Ⅰ66、滚筒连接板Ⅱ69之间通过轴和孔配合,张力感应滚筒Ⅱ67与滚筒连接板Ⅰ66、滚筒连接板Ⅱ69之间通过螺钉连接,使得挡块63、滚筒连接板Ⅰ66、张力感应滚筒Ⅱ67、张力感应滚筒Ⅰ68、滚筒连接板Ⅱ69能够绕张力感应滚筒Ⅰ68的轴线同步转动;从动滚筒53与滚筒侧板54之间用螺钉连接,从动滚筒53可沿其轴线旋转,滚筒侧板54与膜架底板41之间通过耳座Ⅰ70、销轴连接,滚筒侧板54能相对于膜架底板41旋转,拉手55和两个插销56分别用螺钉固定于滚筒侧板54外侧上部,插销56轴能与膜架顶板47上的相应孔位配合,以实现滚筒侧板54的开合。
所述夹膜装置4包括夹膜装置壳体71、夹膜板72、摇杆73、夹膜装置底板74、夹膜气缸75、耳座Ⅱ76、夹膜装置支架77、带座轴承Ⅳ78、齿轮轴79、齿轮80;其中夹膜装置壳体71和夹膜装置底板74之间通过螺钉连接,夹膜装置壳体71和夹膜装置支架77之间通过螺钉连接;夹膜装置壳体71内侧用螺栓固定有带座轴承Ⅳ78,分别与两个齿轮轴79配合,使得齿轮轴79可沿各自轴线回转;夹膜板72、齿轮80、摇杆73上的孔与齿轮轴79配合并通过键实现其周向固定,使得夹膜板72、齿轮80、摇杆73和齿轮轴79实现同步旋转;耳座Ⅱ76焊接于夹膜装置底板74上,夹膜气缸75尾部和耳座Ⅱ76之间通过销轴连接,夹膜气缸75的活塞杆端部与摇杆73之间通过销轴连接,活塞杆推动摇杆73旋转,从而带动齿轮轴79旋转,两个齿轮80相互啮合带动夹膜板72实现张开和闭合。
所述断膜刷膜装置5包括气缸座81、大臂气缸82、大臂气缸耳座83、大臂耳座84、大臂85、小臂定位板86、小臂87、小臂气缸耳座Ⅰ88、小臂气缸89、小臂气缸耳座Ⅱ90、滚筒支架连接板91、滚筒支架92、加热丝支架93、加热丝94、刷膜滚筒95;其中气缸座81通过螺栓固连于机架1上,大臂气缸82尾部通过销轴和气缸座81连接;大臂耳座84焊接于机架1上,大臂85与大臂耳座84之间通过销轴连接;大臂气缸耳座83焊接于大臂85上,大臂气缸82的活塞杆端部与大臂气缸耳座83之间通过销轴连接,大臂气缸82推动大臂85旋转;小臂定位板86与大臂85之间通过螺栓连接,小臂87与小臂定位板86之间通过螺钉连接;小臂气缸耳座Ⅰ88焊接于小臂87上,小臂气缸89尾部和小臂气缸耳座Ⅰ88通过销轴连接;刷膜滚筒95和滚筒支架92之间通过螺钉连接,滚筒支架92和滚筒支架连接板91之间通过焊接固连,滚筒支架连接板91和小臂87之间通过销轴连接;小臂气缸耳座Ⅱ90焊接于滚筒支架连接板91上,小臂气缸89活塞杆端部与小臂气缸耳座Ⅱ90之间通过销轴连接,小臂气缸89推动滚筒支架连接板91旋转,从而推动滚筒支架92和刷膜滚筒95旋转;加热丝支架93与小臂87之间通过螺钉固连,加热丝94与加热丝支架93上的孔位配合连接。
所述滚筒线6设于悬臂装置2的正下方,包括传送滚筒96、滚筒链轮Ⅰ97、滚筒链轮Ⅱ98、滚筒线电机99、滚筒电机链轮100、滚筒电机链条101、滚筒链条102、滚筒机架103和货物定位光电开关104;其中传送滚筒96的轴一端和滚筒机架103上的孔位配合,传送滚筒96另一端通过螺钉和滚筒机架103连接;滚筒线电机99的脚座和滚筒机架103之间通过螺栓固连,使滚筒线电机99固连于滚筒机架103上;滚筒链轮Ⅰ97和滚筒链轮Ⅱ98安装在传送滚筒96轴一端,与传送滚筒96同步转动;滚筒线电机99与滚筒电机链轮100之间通过键进行连接,滚筒电机链轮100和滚筒链轮Ⅰ97之间通过滚筒电机链条101连接,使滚筒线电机99可通过链传动驱动传送滚筒96旋转,与滚筒线电机99通过链传动连接的传送滚筒96上的滚筒链轮Ⅱ98用滚筒链条102和第二个传送滚筒96上的滚筒链轮Ⅱ98连接,第二个传送滚筒96上的滚筒链轮Ⅰ97和第三个传送滚筒96上的滚筒链轮Ⅰ97再通过滚筒链条102连接,每两个传送滚筒96之间均通过滚筒链条102连接。
一种悬臂缠绕机中包装膜对待包裹物品的包裹层数的计算方法,所述方法如下:
Figure GDA0003107932070000051
式中:n表示包装膜43对待包裹物品的包裹层数;n1表示悬臂横向电机39转速;n2表示悬臂纵向电机32转速;i1表示悬臂横向电机39减速比;i2表示悬臂纵向电机32减速比;h表示包装膜43宽度;z1表示悬臂链轮Ⅱ29齿数;a表示开式链条15链号数字编号。
一种悬臂缠绕机中包装膜的拉伸比的计算方法,所述方法如下:
Figure GDA0003107932070000052
式中:i表示包装膜43拉伸比;n1表示悬臂横向电机39转速;n3表示膜架电机50转速;d1表示悬臂装置2中横向悬臂17的旋转直径;d2表示主动滚筒Ⅰ59直径;z2表示膜架电机链轮49齿数;z3表示膜架链轮Ⅰ46齿数;z4表示膜架链轮Ⅱ61齿数;z5表示膜架链轮Ⅲ44齿数。
所述拉伸比在208%~400%的范围内调节。
本发明的有益效果是:本发明中除了首次使用和更换包装膜时需要人工将包装膜安装在膜架上并完成穿膜、夹膜步骤,整个工作流程均由控制台通过PLC控制利用本发明的悬臂缠绕机平台进行夹膜、断膜、刷膜,包装膜包裹层数、拉伸比均可设定;具体的:断膜刷膜装置将刷膜滚筒和加热丝设置于一个机构中,从而同时具备断膜和刷膜的功能,结构简单;刷膜部分使用气缸推动滚筒,使得滚筒按压在货物表面进行刷膜,刷膜效果好,包装效果可靠;膜架预拉伸比可达208%,能充分利用包装膜,降低了包装成本;膜架上安装有张力感应光电开关,可感应包装膜张力并将信号传至控制台,通过控制膜架电机转速来控制出膜速度,防止包装膜被拉断或者张力不足;滚筒线上安装有货物定位光电开关,可以感知货物到位信息并将其传至控制台,由控制台控制膜架电机、悬臂纵向电机和悬臂横向电机进行后续包装工作;膜架上安装有测高光电开关,可感知货物高度信息并将其传至控制台,用以控制悬臂纵向电机,从而控制膜架的升降,省去了人为设定货物高度的步骤;光电开关的使用可以大大提高包装自动化程度。
附图说明
图1是本发明悬臂缠绕机的结构示意图;
图2是本发明悬臂缠绕机的俯视图;
图3是图1中A部结构示意图;
图4是本发明悬臂装置对纵向悬臂进行局部剖视后的结构示意图;
图5是图4中A部结构示意图;
图6是图4中B部结构示意图;
图7是图4中C部结构示意图;
图8是图4中D部结构示意图;
图9是本发明膜架的结构示意图;
图10是本发明膜架对顶盖进行局部剖视后的结构示意图;
图11是本发明膜架对顶盖进行局部剖视后的主视图;
图12是包装膜经膜架进行拉伸的示意图;
图13是本发明夹膜装置对夹膜装置壳体进行剖视后的结构示意图;
图14是本发明夹膜装置对夹膜装置壳体进行剖视后的左视图;
图15是断膜刷膜装置的结构示意图;
图16是图15的A部结构示意图;
图17是本发明滚筒线的结构示意图;
图18是图17的A部结构示意图;
图19是滚筒链轮安装示意图;
图中各标号为:1-机架,2-悬臂装置,3-膜架,4-夹膜装置,5-断膜刷膜装置,6-滚筒线,7-控制台,8-电机固定顶板,9-电机固定侧板Ⅱ,10-角钢Ⅰ,11-电机固定底板,12-轴承座,13-电机固定侧板Ⅰ,14-滑轨,15-开式链条,16-纵向悬臂,17-横向悬臂,18-带座轴承Ⅰ,19-链轮轴Ⅰ,20-悬臂链轮Ⅰ,21-下限位开关,22-滚轮,23-滑块,24-浮动接头,25-螺旋扣,26-链条连接杆,27-膜架连接板,28-带座轴承Ⅱ,29-悬臂链轮Ⅱ,30-上限位开关,31-链轮轴Ⅱ,32-悬臂纵向电机,33-悬臂下连接法兰,34-轴端螺母,35-悬臂上连接法兰,36-推力滚子轴承,37-中心轴,38-联轴器,39-悬臂横向电机,40-膜架侧板,41-膜架底板,42-顶盖,43-包装膜,44-膜架链轮Ⅲ,45-链条Ⅱ,46-膜架链轮Ⅰ,47-膜架顶板,48-链条Ⅰ,49-膜架电机链轮,50-膜架电机,51-角钢Ⅱ,52-带座轴承Ⅲ,53-从动滚筒,54-滚筒侧板,55-拉手,56-插销,57-包装膜支架,58-主动滚筒Ⅱ,59-主动滚筒Ⅰ,60-测高光电开关,61-膜架链轮Ⅱ,62-张力感应光电开关,63-挡块,64-张力感应弹簧,65-带孔螺钉,66-滚筒连接板Ⅰ,67-张力感应滚筒Ⅱ,68-张力感应滚筒Ⅰ,69-滚筒连接板Ⅱ,70-耳座Ⅰ,71-夹膜装置壳体,72-夹膜板,73-摇杆,74-夹膜装置底板,75-夹膜气缸,76-耳座Ⅱ,77-夹膜装置支架,78-带座轴承Ⅳ,79-齿轮轴,80-齿轮,81-气缸座,82-大臂气缸,83-大臂气缸耳座,84-大臂耳座,85-大臂,86-小臂定位板,87-小臂,88-小臂气缸耳座Ⅰ,89-小臂气缸,90-小臂气缸耳座Ⅱ,91-滚筒支架连接板,92-滚筒支架,93-加热丝支架、94-加热丝、95-刷膜滚筒,96-传送滚筒,97-滚筒链轮Ⅰ,98-滚筒链轮Ⅱ,99-滚筒线电机,100-滚筒电机链轮、101-滚筒电机链条、102-滚筒链条、103-滚筒机架、104-货物定位光电开关。
具体实施方式
实施例1:如图1-19所示,一种悬臂缠绕机,包括机架1、悬臂装置2、膜架3、夹膜装置4、断膜刷膜装置5和滚筒线6;所述悬臂装置2、断膜刷膜装置5安装在机架1上;悬臂装置2,用于带动安装在悬臂装置2上的膜架3上下运动,并带动膜架3随悬臂装置2在水平方向上旋转(即绕待包裹物品旋转);膜架3用于对包装膜43进行预拉伸并将包装膜43送出,用于通过悬臂装置2的驱动上下运动,用于随悬臂装置2在水平方向上旋转;夹膜装置4用于夹紧/松开包装膜43;断膜刷膜装置5,用于将包装膜43熔断并刷膜;滚筒线6,用于传送待包裹物品。
进一步地,可以设置还包括控制台7;所述滚筒线6中的货物定位光电开关104将待包裹物品到位信号传达至控制台7,控制台7接收到此信号,通过PLC控制膜架3中的膜架电机50、悬臂装置2中的悬臂纵向电机32、悬臂装置2中的悬臂横向电机39协同工作;控制台7通过PLC控制悬臂横向电机39工作带动膜架3随悬臂装置2在水平方向上旋转,通过PLC控制悬臂纵向电机32工作带动膜架3沿悬臂装置2中纵向悬臂16上下运动,通过PLC控制膜架电机50工作带动包装膜43出膜;控制台7通过PLC控制悬臂横向电机39、悬臂纵向电机32的转速,实现包装膜43对待包裹物品的包裹层数的调整;通过PLC控制悬臂横向电机39、膜架电机50的转速,实现包装膜43拉伸比的调整;所述膜架3中的测高光电开关60将感知的待包裹物品高度信号传达至控制台7,控制台7进而通过PLC控制悬臂纵向电机32反转,悬臂装置2中的纵向悬臂16通过链传动带动膜架3下降;膜架3运行至极限位置时,悬臂装置2中的滑块23会触发安装于纵向悬臂16两端的上限位开关30和下限位开关21,上限位开关30和下限位开关21将信号传递给控制台7,控制台7通过PLC相应改变悬臂纵向电机32的转向,使膜架3在安全范围内工作;所述膜架3中的张力感应光电开关62传至控制台7的信号,通过PLC控制膜架电机50的转速,实现包装膜43出膜速度的调整。当张力感应滚筒Ⅰ68沿其轴线旋转时,挡块63随滚筒连接板Ⅰ66旋转,张力感应弹簧64受力拉伸,当挡块63运动至张力感应光电开关62工作范围时,触发张力感应光电开关62,张力感应光电开关62将信号传至控制台7,PLC控制调整膜架电机50转速,从而调节出膜速度,防止包装膜43张力太大被拉断;当包装膜43张力小于一定值时候,张力感应光电开关62未触发,调整膜架电机50转速,从而调节出膜速度,使包装膜43保持一定张力,保证包装质量。
进一步地,可以设置所述悬臂装置2包括电机固定顶板8、电机固定侧板Ⅱ9、角钢Ⅰ10电机固定底板11、轴承座12、电机固定侧板Ⅰ13、滑轨14、开式链条15、纵向悬臂16、横向悬臂17、带座轴承Ⅰ18、链轮轴Ⅰ19、悬臂链轮Ⅰ20、下限位开关21、滚轮22、滑块23、浮动接头24、螺旋扣25、链条连接杆26、膜架连接板27、带座轴承Ⅱ28、悬臂链轮Ⅱ29、上限位开关30、链轮轴Ⅱ31、悬臂纵向电机32、悬臂下连接法兰33、轴端螺母34、悬臂上连接法兰35、推力滚子轴承36、中心轴37、联轴器38、悬臂横向电机39;其中悬臂纵向电机32的连接法兰与纵向悬臂16一端一侧用螺栓连接,使悬臂纵向电机32固定于纵向悬臂16上;带座轴承Ⅱ28和纵向悬臂16一端另一侧之间通过螺栓固连,链轮轴Ⅱ31一端由带座轴承Ⅱ28支撑,链轮轴Ⅱ31另一端与悬臂纵向电机32内孔配合并通过键进行连接,传递悬臂纵向电机32的旋转运动及扭矩,悬臂链轮Ⅱ29通过键固连于链轮轴Ⅱ31中部;带座轴承Ⅰ18和纵向悬臂16另一端之间通过螺栓固连,链轮轴Ⅰ19的两端分别由带座轴承Ⅰ18支撑,悬臂链轮Ⅰ20通过键固连于链轮轴Ⅰ19的中部;两条滑轨14分别用螺钉安装于纵向悬臂16内侧;滑块23与膜架连接板27通过焊接固连,4个滚轮22分别用螺钉连接于滑块23两侧,并能在滑轨14内滚动,第一根链条连接杆26、螺旋扣25、浮动接头24、滑块23、第二根链条连接杆26依次通过螺纹连接,两个链条连接杆26分别与开式链条15的两端通过销轴连接,形成一个闭环链,闭环链与悬臂链轮Ⅰ20和悬臂链轮Ⅱ29配合,带动滑块23和膜架连接板27沿着滑轨14升降,膜架连接板27与膜架3中膜架侧板40用螺栓固连,从而带动膜架3沿着纵向悬臂16升降;上限位开关30和下限位开关21分别位于滑轨14上下两端,用螺钉固连于纵向悬臂16内侧;横向悬臂17一端和纵向悬臂16一端通过焊接固连;电机固定侧板Ⅰ13和电机固定底板11均焊接于机架1上,电机固定顶板8与电机固定侧板Ⅰ13之间、电机固定顶板8与电机固定侧板Ⅱ9之间、电机固定底板11与电机固定侧板Ⅱ9之间均通过角钢Ⅰ10和螺栓进行连接,轴承座12与电机固定底板11之间用螺栓固接,悬臂横向电机39的连接法兰与电机固定顶板8用螺栓固连,悬臂横向电机39的轴通过联轴器38、键与中心轴37连接,推力滚子轴承36固定于电机固定底板11上的轴承座12里并与中心轴37配合,悬臂上连接法兰35的中心孔与中心轴37配合并通过轴端螺母34固定于中心轴37上;焊接于横向悬臂17上的悬臂下连接法兰33与悬臂上连接法兰35之间用螺栓连接,传递悬臂横向电机39的旋转运动及扭矩,带动悬臂装置2在水平方向上旋转。
进一步地,可以设置所述膜架3包括膜架侧板40、膜架底板41、顶盖42、包装膜43、膜架链轮Ⅲ44、链条Ⅱ45、膜架链轮Ⅰ46、膜架顶板47、链条Ⅰ48、膜架电机链轮49、膜架电机50、角钢Ⅱ51、带座轴承Ⅲ52、从动滚筒53、滚筒侧板54、拉手55、插销56、包装膜支架57、主动滚筒Ⅱ58、主动滚筒Ⅰ59、测高光电开关60、膜架链轮Ⅱ61、张力感应光电开关62、挡块63、张力感应弹簧64、带孔螺钉65、滚筒连接板Ⅰ66、张力感应滚筒Ⅱ67、张力感应滚筒Ⅰ68、滚筒连接板Ⅱ69、耳座Ⅰ70;其中膜架侧板40和膜架顶板47之间以及膜架侧板40和膜架底板41之间均通过角钢Ⅱ51和螺栓连接,顶盖42与膜架顶板47之间用螺钉连接,膜架侧板40与悬臂装置2中膜架连接板27之间用螺栓固连,通过悬臂装置2中纵向悬臂16内的链传动带动膜架3沿着纵向悬臂16升降;包装膜支架57与膜架底板41之间通过螺钉连接,包装膜43内孔与包装膜支架57配合,包装膜43可沿其轴线旋转;测高光电开关60通过螺钉固连于顶盖42上;膜架电机50的脚座与膜架侧板40用螺钉连接,使得膜架电机50固定于膜架侧板40上;膜架顶板47下部和膜架底板41上部有6个通过螺钉固定的带座轴承Ⅲ52,分别与主动滚筒Ⅰ59、主动滚筒Ⅱ58、张力感应滚筒Ⅰ68的轴配合,使得主动滚筒Ⅰ59、主动滚筒Ⅱ58、张力感应滚筒Ⅰ68可沿着各自的轴线旋转;膜架链轮Ⅰ46、膜架链轮Ⅱ61与主动滚筒Ⅰ59的轴配合,膜架链轮Ⅲ44与主动滚筒Ⅱ58的轴配合,并通过键进行周向定位,使得膜架链轮Ⅰ46、膜架链轮Ⅱ61与主动滚筒Ⅰ59能同步转动,膜架链轮Ⅲ44与主动滚筒Ⅱ58能同步转动,膜架电机链轮49和膜架链轮Ⅰ46通过链条Ⅰ48配合连接,膜架链轮Ⅱ61和膜架链轮Ⅲ44通过链条Ⅱ45配合连接,膜架电机50通过链条Ⅰ48带动主动滚筒Ⅰ59转动,主动滚筒Ⅰ59通过链条Ⅱ45带动主动滚筒Ⅱ58转动;张力感应光电开关62与膜架顶板47之间通过螺钉连接,带孔螺钉65连接于膜架顶板47上的张力感应光电开关62的一侧,张力感应弹簧64一端和带孔螺钉65连接,张力感应弹簧64另一端和挡块63连接,挡块63与滚筒连接板Ⅰ66之间通过轴和孔配合,张力感应滚筒Ⅰ68与滚筒连接板Ⅰ66、滚筒连接板Ⅱ69之间通过轴和孔配合,张力感应滚筒Ⅱ67与滚筒连接板Ⅰ66、滚筒连接板Ⅱ69之间通过螺钉连接,使得挡块63、滚筒连接板Ⅰ66、张力感应滚筒Ⅱ67、张力感应滚筒Ⅰ68、滚筒连接板Ⅱ69能够绕张力感应滚筒Ⅰ68的轴线同步转动;从动滚筒53与滚筒侧板54之间用螺钉连接,从动滚筒53可沿其轴线旋转,滚筒侧板54与膜架底板41之间通过耳座Ⅰ70、销轴连接,滚筒侧板54能相对于膜架底板41旋转,拉手55和两个插销56分别用螺钉固定于滚筒侧板54外侧上部,插销56轴能与膜架顶板47上的相应孔位配合,以实现滚筒侧板54的开合。
进一步地,可以设置所述夹膜装置4包括夹膜装置壳体71、夹膜板72、摇杆73、夹膜装置底板74、夹膜气缸75、耳座Ⅱ76、夹膜装置支架77、带座轴承Ⅳ78、齿轮轴79、齿轮80;其中夹膜装置壳体71和夹膜装置底板74之间通过螺钉连接,夹膜装置壳体71和夹膜装置支架77之间通过螺钉连接;夹膜装置壳体71内侧有4个用螺栓固定的带座轴承Ⅳ78,分别与两个齿轮轴79配合,使得齿轮轴79可沿各自轴线回转;夹膜板72、齿轮80、摇杆73上的孔与齿轮轴79配合并通过键实现其周向固定,使得夹膜板72、齿轮80、摇杆73和齿轮轴79实现同步旋转;耳座Ⅱ76焊接于夹膜装置底板74上,夹膜气缸75尾部和耳座Ⅱ76之间通过销轴连接,夹膜气缸75的活塞杆端部与摇杆73之间通过销轴连接,活塞杆推动摇杆73旋转,从而带动齿轮轴79旋转,两个齿轮80相互啮合带动夹膜板72实现张开和闭合。
进一步地,可以设置所述断膜刷膜装置5包括气缸座81、大臂气缸82、大臂气缸耳座83、大臂耳座84、大臂85、小臂定位板86、小臂87、小臂气缸耳座Ⅰ88、小臂气缸89、小臂气缸耳座Ⅱ90、滚筒支架连接板91、滚筒支架92、加热丝支架93、加热丝94、刷膜滚筒95;其中气缸座81通过螺栓固连于机架1上,大臂气缸82尾部通过销轴和气缸座81连接;大臂耳座84焊接于机架1上,大臂85与大臂耳座84之间通过销轴连接;大臂气缸耳座83焊接于大臂85上,大臂气缸82的活塞杆端部与大臂气缸耳座83之间通过销轴连接,大臂气缸82推动大臂85旋转;小臂定位板86与大臂85之间通过螺栓连接,小臂87与小臂定位板86之间通过螺钉连接;小臂气缸耳座Ⅰ88焊接于小臂87上,小臂气缸89尾部和小臂气缸耳座Ⅰ88通过销轴连接;刷膜滚筒95和滚筒支架92之间通过螺钉连接,滚筒支架92和滚筒支架连接板91之间通过焊接固连,滚筒支架连接板91和小臂87之间通过销轴连接;小臂气缸耳座Ⅱ90焊接于滚筒支架连接板91上,小臂气缸89活塞杆端部与小臂气缸耳座Ⅱ90之间通过销轴连接,小臂气缸89推动滚筒支架连接板91旋转,从而推动滚筒支架92和刷膜滚筒95旋转;加热丝支架93与小臂87之间通过螺钉固连,加热丝94与加热丝支架93上的孔位配合连接。
进一步地,可以设置所述滚筒线6设于悬臂装置2的正下方,包括传送滚筒96、滚筒链轮Ⅰ97、滚筒链轮Ⅱ98、滚筒线电机99、滚筒电机链轮100、滚筒电机链条101、滚筒链条102、滚筒机架103和货物定位光电开关104;其中传送滚筒96的轴一端和滚筒机架103上的孔位配合,传送滚筒96另一端通过螺钉和滚筒机架103连接;滚筒线电机99的脚座和滚筒机架103之间通过螺栓固连,使滚筒线电机99固连于滚筒机架103上;滚筒链轮Ⅰ97和滚筒链轮Ⅱ98安装在传送滚筒96轴一端,与传送滚筒96同步转动;滚筒线电机99与滚筒电机链轮100之间通过键进行连接,滚筒电机链轮100和滚筒链轮Ⅰ97之间通过滚筒电机链条101连接,使滚筒线电机99可通过链传动驱动传送滚筒96旋转,与滚筒线电机99通过链传动连接的传送滚筒96上的滚筒链轮Ⅱ98用滚筒链条102和第二个传送滚筒96上的滚筒链轮Ⅱ98连接,第二个传送滚筒96上的滚筒链轮Ⅰ97和第三个传送滚筒96上的滚筒链轮Ⅰ97再通过滚筒链条102连接,每两个传送滚筒96之间均通过滚筒链条102连接。即从第二个传送滚筒96开始,每两个传送滚筒96之间均通过滚筒链条102连接,这样滚筒线电机99就可以通过链传动依次带动所有传送滚筒96旋转,以实现输送货物的功能;货物定位光电开关104通过螺钉和滚筒机架103连接。
一种悬臂缠绕机中包装膜对待包裹物品的包裹层数的计算方法,所述方法如下:
Figure GDA0003107932070000111
式中:n表示包装膜43对待包裹物品的包裹层数;n1表示悬臂横向电机39转速;n2表示悬臂纵向电机32转速;i1表示悬臂横向电机39减速比;i2表示悬臂纵向电机32减速比;h表示包装膜43宽度;z1表示悬臂链轮Ⅱ29齿数;a表示开式链条15链号数字编号。
一种悬臂缠绕机中包装膜的拉伸比的计算方法,所述方法如下:
Figure GDA0003107932070000112
式中:i表示包装膜43拉伸比;n1表示悬臂横向电机39转速;n3表示膜架电机50转速;d1表示悬臂装置2中横向悬臂17的旋转直径;d2表示主动滚筒Ⅰ59直径;z2表示膜架电机链轮49齿数;z3表示膜架链轮Ⅰ46齿数;z4表示膜架链轮Ⅱ61齿数;z5表示膜架链轮Ⅲ44齿数。
进一步地,可以设置所述拉伸比在208%~400%的范围内调节。
本发明的工作流程是:除了首次使用和更换包装膜43时需要人工将包装膜43安装在膜架3上并完成穿膜、夹膜步骤,整个工作流程均可由控制台7通过PLC控制。以初始状态时,夹膜装置4将包装膜43自由端夹紧,等待待包裹物品到位;滚筒线6将完成码垛的待包裹物品运送至包装工位指定位置时,触发滚筒线6机架1侧面的货物定位光电开关104,控制台7接收到此信号,悬臂横向电机39工作;膜架3开始送膜,包装膜43随着悬臂装置2运动,开始包裹待包裹物品,此时悬臂纵向电机32不工作,待包装膜43将待包裹物品底部包裹1圈后,预先夹紧包装膜43自由端的夹膜板72张开,包装膜43继续包裹待包裹物品底部2至3圈,将包装膜43自由端裹在待包裹物品表面,防止其松脱;然后,悬臂纵向电机32与悬臂横向电机39同时工作,使得膜架3沿着待包裹物品向上移动,逐圈对待包裹物品进行包裹;当膜架3运动至待包裹物品顶部时候,触发膜架3上的测高光电开关60,悬臂纵向电机32暂停工作,包装膜43对顶部包装若干圈后,悬臂纵向电机32反转,带动膜架3向下移动,再逐圈对待包裹物品进行二次包裹,膜架3可按预设参数上下往复运动,达到期望的包裹层数;包裹收尾时,夹膜装置4工作,夹膜板72将包装膜43夹紧,悬臂横向电机39、悬臂纵向电机32随即停转,悬臂装置2及膜架3均运动至初始设定位置,接着断膜刷膜装置5工作,大臂气缸82驱动大臂85向预设位置运动,到位后加热丝94将包装膜43熔断,小臂气缸89推动滚筒支架92旋转,使刷膜滚筒93以一定压力压在待包裹物品表面,此时悬臂装置2、膜架3、夹膜装置4及断膜刷膜装置5的相对位置如图1所示;接着滚筒线6工作,待包裹物品往前运动,刷膜滚筒93逐渐脱离待包裹物品表面,包装膜43自由端被压紧,完成刷膜步骤,断膜刷膜装置5返回初始位置,一个包装循环完成,待下一托待包裹物品到位后开始新循环。
所述悬臂缠绕机整机的工作原理是:待包裹物品到位前,连接于纵向悬臂16上的膜架3上的包装膜43自由端已由夹膜装置4夹紧,位于待包裹物品底部的一侧;待包裹物品到位后,悬臂横向电机39工作,带动悬臂整体在水平方向旋转,同时,膜架电机50工作,往外送膜,包装膜43随悬臂装置2作水平旋转运动,包裹在待包裹物品外表面,以实现水平方向上对待包裹物品外表面的包裹;缠绕若干圈后,夹膜装置4松开包装膜43,悬臂纵向电机32工作,带动膜架3在竖直方向运动,逐圈对待包裹物品外表面进行包裹,直至包装膜43完全包裹待包裹物品。待待包裹物品包装完成,膜架3复位,夹膜装置4再次将包装膜43夹紧,断膜刷膜装置5将包装膜43熔断并刷膜,一个循环完成,此时返回到初始位置,等待下一个循环。
所述悬臂装置2中,悬臂横向电机39转速记为n1,悬臂纵向电机32转速记为n2,悬臂横向电机39减速比i1=100,悬臂纵向电机32减速比i2=150,悬臂链轮齿数z1=15、链号为12A,即a为12、横向悬臂17的旋转直径d1=2000mm。
所述膜架3装置中,膜架电机50转速记为n3,主动滚筒Ⅰ59转速记为n4,主动滚筒Ⅱ58转速记为n5,膜架电机链轮49齿数z2=11,膜架链轮Ⅰ46齿数z3=23,膜架链轮Ⅱ61齿数z4=13,膜架链轮Ⅲ44齿数z5=27,主动滚筒Ⅰ59直径d2=80mm,主动滚筒Ⅱ58直径d3=80mm,包装膜43宽度h=500mm。
包装膜43对待包裹物品的包裹层数n计算公式如下:
Figure GDA0003107932070000121
式中:n表示包装膜43对待包裹物品的包裹层数;n1表示悬臂横向电机39转速;n2表示悬臂纵向电机32转速;i1表示悬臂横向电机39减速比;i2表示悬臂纵向电机32减速比;h表示包装膜43宽度;z1表示悬臂链轮Ⅱ29齿数;a表示开式链条15链号数字编号。
将上述数据代入式(1),包装膜43对待包裹物品的包裹层数n计算公式化简为:
Figure GDA0003107932070000122
式中:n表示包装膜43对待包裹物品的包裹层数;n1表示悬臂横向电机39转速;n2表示悬臂纵向电机32转速。
由式(2)可知,在其他参数一定的情况下,所述悬臂缠绕机对待包裹物品的包裹层数由悬臂横向电机39转速n1和悬臂纵向电机32转速n2调节。当包裹层数n分别为1层、2层、3层时,对应的悬臂横向电机39转速n1和悬臂纵向电机32转速n2之比n1/n2依次为0.006、0.012、0.018。在实际应用中应根据包装待包裹物品的种类、存放环境等因素进行调整,以达到合格的包装效果。通过在控制台7中运行预先设定了悬臂横向电机39转速n1与悬臂纵向电机32转速n2的PLC程序,来控制对应电机转速,从而实现包裹层数的调节。如果实际中对包裹层数有其它要求时,可根据式(2)自行调节悬臂横向电机39转速n1与悬臂纵向电机32转速n2并编写相应PLC程序。
包装膜43对待包裹物品包裹的松紧程度由包装膜43的拉伸比i决定,i的计算公式为:
Figure GDA0003107932070000131
式中:i表示包装膜43拉伸比;l'表示包装膜43拉伸后长度;l表示包装膜43初始长度。
所述悬臂缠绕机中,包装膜43拉伸比i计算公式如下:
Figure GDA0003107932070000132
式中:i表示包装膜43拉伸比i;n1表示悬臂横向电机39转速;n3表示膜架电机50转速;d1表示表示横向悬臂17的旋转直径;d2表示主动滚筒Ⅰ59直径;z2表示膜架电机链轮49齿数;z3表示膜架链轮Ⅰ46齿数;z4表示膜架链轮Ⅱ61齿数;z5表示膜架链轮Ⅲ44齿数。
将上述数据代入公式(4),包装膜43拉伸比i计算公式化简为:
Figure GDA0003107932070000133
式中:i表示包装膜43拉伸比i;n1表示悬臂横向电机39转速;n3表示膜架电机50转速。
所述膜架3为预拉伸膜架,包装膜43在膜架3里就会被拉伸,预拉伸比i'计算公式如下:
Figure GDA0003107932070000134
式中:i'——包装膜43预拉伸比;z4——膜架链轮Ⅱ61齿数;z5——膜架链轮Ⅲ44齿数;d2——主动滚筒Ⅰ59直径;d3——主动滚筒Ⅱ58直径。将已知数据代入式(6),得所述膜架3预拉伸比i'=208%。
包装膜43被拉伸得越长,其拉伸比越大,张力也越大,把待包裹物品包裹得越紧,反之越松。由于悬臂包装机对待包裹物品进行包裹的目的是防止待包裹物品在搬运过程的损坏、防尘、防潮及保洁,对包装膜43张紧力大小并无精确要求,仅需根据待包裹物品的种类、存放环境等因素调整包装膜43的拉伸比,达到合格的包装效果即可。经调研,市面上的包装膜43普遍可以达到400%的最大拉伸比,由于膜架3已有208%的预拉伸比,由式(5)知,可通过调节悬臂横向电机39转速n1和膜架电机50转速n3在208%~400%的范围内调节包装膜43拉伸比i,从而调节包装膜43的松紧程度,在实际应用中应根据待包裹物品的种类、存放环境等因素进行调整,以达到合格的包装效果。
所述悬臂缠绕机以市面上常见的最大拉伸比为400%的包装膜43为例,将包装膜43松紧程度分为松、较松、适中、较紧、紧四个等级,对应的拉伸比依次为208%、250%、300%、350%、400%,对应的悬臂横向电机39转速n1与膜架电机50转速n3之比n1/n3依次为0.039、0.046、0.056、0.065、0.074。通过在控制台7中运行预先设定了悬臂横向电机39转速n1与膜架电机50转速n3的PLC程序,来控制对应电机转速,从而实现包装膜43松紧程度的调节。如果实际中对包装膜43松紧程度有其它要求时,可选用最大拉伸比更高的包装膜43,在包装膜43拉伸比i≥预拉伸比i'=208%的前提下,可根据式(5)自行调节悬臂横向电机39转速n1和膜架电机50转速n3并编写相应PLC程序。
所述悬臂缠绕机悬臂装置2的工作原理是:悬臂装置2一方面需要带动膜架3在水平方向上旋转,一方面需要带动膜架3在水平方向上升降,以完成对待包裹物品的整体包装。横向悬臂17和纵向悬臂16通过焊接固连;悬臂横向电机39的连接法兰与电机固定顶板8用螺栓连接,使悬臂横向电机39固定于电机固定顶板8上,悬臂横向电机39的轴通过联轴器38和键与中心轴37连接,推力滚子轴承36固定于电机固定底板11上的轴承座12里并与中心轴37配合,悬臂上连接法兰35的中心孔与中心轴37配合并通过轴端螺母34固定于中心轴37上;焊接于横向悬臂17上的悬臂下连接法兰33与悬臂上连接法兰35之间用螺栓连接,传递悬臂横向电机39的旋转运动及扭矩,带动悬臂装置2在水平方向上旋转。链轮轴Ⅱ31一端由带座轴承Ⅰ18支撑,另一端与悬臂纵向电机32内孔配合并通过键进行连接,传递悬臂纵向电机32的旋转运动及扭矩,悬臂链轮Ⅱ29通过键固连于链轮轴Ⅱ31中部;链轮轴Ⅰ19的两端分别由带座轴承Ⅰ18支撑,悬臂链轮Ⅰ20通过键固连于链轮轴Ⅰ19的中部;悬臂纵向电机32的连接法兰与纵向悬臂16用螺栓连接,使悬臂纵向电机32固定于纵向悬臂16上;两条滑轨14分别用螺钉安装于纵向悬臂16内侧;滑块23与膜架连接板27通过焊接固连;4个滚轮22分别用螺钉连接于滑块23两侧,并可以在滑轨14内滚动,链条连接杆26、螺旋扣25、浮动接头24、滑块23和膜架连接板27与链条连接杆26依次通过螺纹连接,两个链条连接杆26分别与开式链条15的两端通过销轴连接,形成一个闭环链,闭环链与悬臂链轮Ⅰ20和悬臂链轮Ⅱ29配合,带动滑块23和膜架连接板27沿着滑轨14升降,膜架连接板27与膜架侧板40用螺栓固连,从而带动膜架3沿着纵向悬臂16升降;上限位开关30和下限位开关21分别位于滑轨14上下两端,用螺钉固连于纵向悬臂16内侧,限制膜架3在安全范围内升降。
所述悬臂缠绕机膜架3的工作原理是:工作过程中,插销56轴与膜架顶板47上的相应孔位配合,实现滚筒侧板54的盖合。膜架电机链轮49和膜架链轮Ⅰ46通过链条配合连接,膜架链轮Ⅱ61和膜架链轮Ⅲ44通过链条配合连接,膜架电机50通过链传动带动主动滚筒Ⅰ59转动,主动滚筒Ⅰ59通过链传动带动主动滚筒Ⅱ58转动;包装膜43与两个主动滚筒之间无相对滑动,主动滚筒Ⅱ58线速度v2小于主动滚筒Ⅰ59线速度v1,包装膜43被拉长并产生一定张力,保证包装质量。包装膜43的预拉伸比i'即主动滚筒Ⅰ59的线速度v1=πn4d2和主动滚筒Ⅱ58的线速度v2=πn5d3之比v1/v2,膜架3的出膜速度v即主动滚筒Ⅰ59的线速度v1=πn4d2;当包装膜43的张力变化时,包装膜43带动张力感应滚筒Ⅰ68、张力感应滚筒Ⅱ67和挡块63共同旋转一定角度,张力感应弹簧64受力拉伸,当挡块63运动至张力感应光电开关62工作范围时,触发张力感应光电开关62,张力感应光电开关62将信号传至控制台7,相应的PLC程序运行,调整膜架电机50转速n3,从而调节出膜速度v,防止包装膜43张力太大被拉断;当包装膜43张力小于一定值时候,张力感应光电开关62未触发,相应的PLC程序运行,调整膜架电机50转速n3,从而调节出膜速度v,使包装膜43保持一定张力,保证包装质量。
所述悬臂缠绕机夹膜装置4的工作原理:夹膜装置4的作用是在包装膜43将待包裹物品包裹完成时夹紧包装膜43,配合断膜刷膜装置5完成断膜刷膜步骤,为下一个包装循环做准备。夹膜装置壳体71和夹膜装置底板74之间通过螺钉连接,夹膜装置壳体71和夹膜装置支架77之间通过螺钉连接;夹膜装置壳体71内侧有4个用螺栓固定的带座轴承Ⅳ78,分别与两个齿轮轴79配合,使得齿轮轴79可沿各自轴线回转;夹膜板72、齿轮80、摇杆73上的孔与齿轮轴79配合并通过键实现其周向固定,使得夹膜板72、齿轮80、摇杆73和轴实现同步旋转;耳座Ⅱ76焊接于夹膜装置底板74上,夹膜气缸75尾部和耳座Ⅱ76之间通过销轴连接,活塞杆端部与摇杆73之间通过销轴连接,活塞杆推动摇杆73旋转,从而带动齿轮轴79旋转,两个齿轮80相互啮合带动夹膜板72实现张开和闭合。
所述悬臂缠绕机断膜刷膜装置5的工作原理:所述断膜刷膜装置5中,机架1、大臂气缸82和大臂85依次通过铰链连接,组成一个曲柄摇块机构,小臂87、小臂气缸89和滚筒支架连接板91依次通过铰链连接,组成一个曲柄摇块机构。包装完成后,大臂气缸82推动大臂85旋转,断膜刷膜装置5向预先设定位置运动,到位后加热丝94会将包装膜43熔断,小臂气缸89推动滚筒支架92旋转,使刷膜滚筒93以一定压力压在待包裹物品表面,接着滚筒线6工作,待包裹物品往前运动,刷膜滚筒93逐渐脱离待包裹物品表面,包装膜43自由端被压紧,完成刷膜步骤。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种悬臂缠绕机中包装膜的拉伸比的计算方法,其特征在于:所述方法如下:
Figure FDA0002959078610000011
式中:i表示包装膜(43)拉伸比;n1表示悬臂横向电机(39)转速;n3表示膜架电机(50)转速;d1表示悬臂装置(2)中横向悬臂(17)的旋转直径;d2表示主动滚筒Ⅰ(59)直径;z2表示膜架电机链轮(49)齿数;z3表示膜架链轮Ⅰ(46)齿数;z4表示膜架链轮Ⅱ(61)齿数;z5表示膜架链轮Ⅲ(44)齿数;
所述悬臂缠绕机,包括机架(1)、悬臂装置(2)、膜架(3)、夹膜装置(4)、断膜刷膜装置(5)和滚筒线(6);
所述悬臂装置(2)、断膜刷膜装置(5)安装在机架(1)上;悬臂装置(2),用于带动安装在悬臂装置(2)上的膜架(3)上下运动,并带动膜架(3)随悬臂装置(2)在水平方向上旋转;膜架(3)用于对包装膜(43)进行预拉伸并将包装膜(43)送出,用于通过悬臂装置(2)的驱动上下运动,用于随悬臂装置(2)在水平方向上旋转;夹膜装置(4)用于夹紧/松开包装膜(43);断膜刷膜装置(5),用于将包装膜(43)熔断并刷膜;滚筒线(6),用于传送待包裹物品;
所述膜架(3)包括膜架侧板(40)、膜架底板(41)、顶盖(42)、包装膜(43)、膜架链轮Ⅲ(44)、链条Ⅱ(45)、膜架链轮Ⅰ(46)、膜架顶板(47)、链条Ⅰ(48)、膜架电机链轮(49)、膜架电机(50)、角钢Ⅱ(51)、带座轴承Ⅲ(52)、从动滚筒(53)、滚筒侧板(54)、拉手(55)、插销(56)、包装膜支架(57)、主动滚筒Ⅱ(58)、主动滚筒Ⅰ(59)、测高光电开关(60)、膜架链轮Ⅱ(61)、张力感应光电开关(62)、挡块(63)、张力感应弹簧(64)、带孔螺钉(65)、滚筒连接板Ⅰ(66)、张力感应滚筒Ⅱ(67)、张力感应滚筒Ⅰ(68)、滚筒连接板Ⅱ(69)、耳座Ⅰ(70);其中膜架侧板(40)和膜架顶板(47)之间以及膜架侧板(40)和膜架底板(41)之间均通过角钢Ⅱ(51)和螺栓连接,顶盖(42)与膜架顶板(47)之间用螺钉连接,膜架侧板(40)与悬臂装置(2)中膜架连接板(27)之间用螺栓固连,通过悬臂装置(2)中纵向悬臂(16)内的链传动带动膜架(3)沿着纵向悬臂(16)升降;包装膜支架(57)与膜架底板(41)之间通过螺钉连接,包装膜(43)内孔与包装膜支架(57)配合,包装膜(43)可沿其轴线旋转;测高光电开关(60)通过螺钉固连于顶盖(42)上;膜架电机(50)的脚座与膜架侧板(40)用螺钉连接,使得膜架电机(50)固定于膜架侧板(40)上;膜架顶板(47)下部和膜架底板(41)上部通过螺钉固定有带座轴承Ⅲ(52),分别与主动滚筒Ⅰ(59)、主动滚筒Ⅱ(58)、张力感应滚筒Ⅰ(68)的轴配合,使得主动滚筒Ⅰ(59)、主动滚筒Ⅱ(58)、张力感应滚筒Ⅰ(68)可沿着各自的轴线旋转;膜架链轮Ⅰ(46)、膜架链轮Ⅱ(61)与主动滚筒Ⅰ(59)的轴配合,膜架链轮Ⅲ(44)与主动滚筒Ⅱ(58)的轴配合,并通过键进行周向定位,使得膜架链轮Ⅰ(46)、膜架链轮Ⅱ(61)与主动滚筒Ⅰ(59)能同步转动,膜架链轮Ⅲ(44)与主动滚筒Ⅱ(58)能同步转动,膜架电机链轮(49)和膜架链轮Ⅰ(46)通过链条Ⅰ(48)配合连接,膜架链轮Ⅱ(61)和膜架链轮Ⅲ(44)通过链条Ⅱ(45)配合连接,膜架电机(50)通过链条Ⅰ(48)带动主动滚筒Ⅰ(59)转动,主动滚筒Ⅰ(59)通过链条Ⅱ(45)带动主动滚筒Ⅱ(58)转动;张力感应光电开关(62)与膜架顶板(47)之间通过螺钉连接,带孔螺钉(65)连接于膜架顶板(47)上的张力感应光电开关(62)的一侧,张力感应弹簧(64)一端和带孔螺钉(65)连接,张力感应弹簧(64)另一端和挡块(63)连接,挡块(63)与滚筒连接板Ⅰ(66)之间通过轴和孔配合,张力感应滚筒Ⅰ(68)与滚筒连接板Ⅰ(66)、滚筒连接板Ⅱ(69)之间通过轴和孔配合,张力感应滚筒Ⅱ(67)与滚筒连接板Ⅰ(66)、滚筒连接板Ⅱ(69)之间通过螺钉连接,使得挡块(63)、滚筒连接板Ⅰ(66)、张力感应滚筒Ⅱ(67)、张力感应滚筒Ⅰ(68)、滚筒连接板Ⅱ(69)能够绕张力感应滚筒Ⅰ(68)的轴线同步转动;从动滚筒(53)与滚筒侧板(54)之间用螺钉连接,从动滚筒(53)可沿其轴线旋转,滚筒侧板(54)与膜架底板(41)之间通过耳座Ⅰ(70)、销轴连接,滚筒侧板(54)能相对于膜架底板(41)旋转,拉手(55)和两个插销(56)分别用螺钉固定于滚筒侧板(54)外侧上部,插销(56)轴能与膜架顶板(47)上的相应孔位配合,以实现滚筒侧板(54)的开合。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述悬臂缠绕机还包括控制台(7);
所述滚筒线(6)中的货物定位光电开关(104)将待包裹物品到位信号传达至控制台(7),控制台(7)接收到此信号,通过PLC控制膜架(3)中的膜架电机(50)、悬臂装置(2)中的悬臂纵向电机(32)、悬臂装置(2)中的悬臂横向电机(39)协同工作;控制台(7)通过PLC控制悬臂横向电机(39)工作带动膜架(3)随悬臂装置(2)在水平方向上旋转,通过PLC控制悬臂纵向电机(32)工作带动膜架(3)沿悬臂装置(2)中纵向悬臂(16)上下运动,通过PLC控制膜架电机(50)工作带动包装膜(43)出膜;控制台(7)通过PLC控制悬臂横向电机(39)、悬臂纵向电机(32)的转速,实现包装膜(43)对待包裹物品的包裹层数的调整;通过PLC控制悬臂横向电机(39)、膜架电机(50)的转速,实现包装膜(43)拉伸比的调整;
所述膜架(3)中的测高光电开关(60)将感知的待包裹物品高度信号传达至控制台(7),控制台(7)进而通过PLC控制悬臂纵向电机(32)反转,悬臂装置(2)中的纵向悬臂(16)通过链传动带动膜架(3)下降;膜架(3)运行至极限位置时,悬臂装置(2)中的滑块(23)会触发安装于纵向悬臂(16)两端的上限位开关(30)和下限位开关(21),上限位开关(30)和下限位开关(21)将信号传递给控制台(7),控制台(7)通过PLC相应改变悬臂纵向电机(32)的转向,使膜架(3)在安全范围内工作;
所述膜架(3)中的张力感应光电开关(62)传至控制台(7)的信号,通过PLC控制膜架电机(50)的转速,实现包装膜(43)出膜速度的调整。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述悬臂装置(2)包括电机固定顶板(8)、电机固定侧板Ⅱ(9)、角钢Ⅰ(10)电机固定底板(11)、轴承座(12)、电机固定侧板Ⅰ(13)、滑轨(14)、开式链条(15)、纵向悬臂(16)、横向悬臂(17)、带座轴承Ⅰ(18)、链轮轴Ⅰ(19)、悬臂链轮Ⅰ(20)、下限位开关(21)、滚轮(22)、滑块(23)、浮动接头(24)、螺旋扣(25)、链条连接杆(26)、膜架连接板(27)、带座轴承Ⅱ(28)、悬臂链轮Ⅱ(29)、上限位开关(30)、链轮轴Ⅱ(31)、悬臂纵向电机(32)、悬臂下连接法兰(33)、轴端螺母(34)、悬臂上连接法兰(35)、推力滚子轴承(36)、中心轴(37)、联轴器(38)、悬臂横向电机(39);其中悬臂纵向电机(32)的连接法兰与纵向悬臂(16)一端一侧用螺栓连接,使悬臂纵向电机(32)固定于纵向悬臂(16)上;带座轴承Ⅱ(28)和纵向悬臂(16)一端另一侧之间通过螺栓固连,链轮轴Ⅱ(31)一端由带座轴承Ⅱ(28)支撑,链轮轴Ⅱ(31)另一端与悬臂纵向电机(32)内孔配合并通过键进行连接,传递悬臂纵向电机(32)的旋转运动及扭矩,悬臂链轮Ⅱ(29)通过键固连于链轮轴Ⅱ(31)中部;带座轴承Ⅰ(18)和纵向悬臂(16)另一端之间通过螺栓固连,链轮轴Ⅰ(19)的两端分别由带座轴承Ⅰ(18)支撑,悬臂链轮Ⅰ(20)通过键固连于链轮轴Ⅰ(19)的中部;两条滑轨(14)分别用螺钉安装于纵向悬臂(16)内侧;滑块(23)与膜架连接板(27)通过焊接固连,4个滚轮(22)分别用螺钉连接于滑块(23)两侧,并能在滑轨(14)内滚动,第一根链条连接杆(26)、螺旋扣(25)、浮动接头(24)、滑块(23)、第二根链条连接杆(26)依次通过螺纹连接,两个链条连接杆(26)分别与开式链条(15)的两端通过销轴连接,形成一个闭环链,闭环链与悬臂链轮Ⅰ(20)和悬臂链轮Ⅱ(29)配合,带动滑块(23)和膜架连接板(27)沿着滑轨(14)升降,膜架连接板(27)与膜架(3)中膜架侧板(40)用螺栓固连,从而带动膜架(3)沿着纵向悬臂(16)升降;
上限位开关(30)和下限位开关(21)分别位于滑轨(14)上下两端,用螺钉固连于纵向悬臂(16)内侧;横向悬臂(17)一端和纵向悬臂(16)一端通过焊接固连;电机固定侧板Ⅰ(13)和电机固定底板(11)均焊接于机架(1)上,电机固定顶板(8)与电机固定侧板Ⅰ(13)之间、电机固定顶板(8)与电机固定侧板Ⅱ(9)之间、电机固定底板(11)与电机固定侧板Ⅱ(9)之间均通过角钢Ⅰ(10)和螺栓进行连接,轴承座(12)与电机固定底板(11)之间用螺栓固接,悬臂横向电机(39)的连接法兰与电机固定顶板(8)用螺栓固连,悬臂横向电机(39)的轴通过联轴器(38)、键与中心轴(37)连接,推力滚子轴承(36)固定于电机固定底板(11)上的轴承座(12)里并与中心轴(37)配合,悬臂上连接法兰(35)的中心孔与中心轴(37)配合并通过轴端螺母(34)固定于中心轴(37)上;焊接于横向悬臂(17)上的悬臂下连接法兰(33)与悬臂上连接法兰(35)之间用螺栓连接,传递悬臂横向电机(39)的旋转运动及扭矩,带动悬臂装置(2)在水平方向上旋转。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述夹膜装置(4)包括夹膜装置壳体(71)、夹膜板(72)、摇杆(73)、夹膜装置底板(74)、夹膜气缸(75)、耳座Ⅱ(76)、夹膜装置支架(77)、带座轴承Ⅳ(78)、齿轮轴(79)、齿轮(80);其中夹膜装置壳体(71)和夹膜装置底板(74)之间通过螺钉连接,夹膜装置壳体(71)和夹膜装置支架(77)之间通过螺钉连接;夹膜装置壳体(71)内侧用螺栓固定有带座轴承Ⅳ(78),分别与两个齿轮轴(79)配合,使得齿轮轴(79)可沿各自轴线回转;夹膜板(72)、齿轮(80)、摇杆(73)上的孔与齿轮轴(79)配合并通过键实现其周向固定,使得夹膜板(72)、齿轮(80)、摇杆(73)和齿轮轴(79)实现同步旋转;耳座Ⅱ(76)焊接于夹膜装置底板(74)上,夹膜气缸(75)尾部和耳座Ⅱ(76)之间通过销轴连接,夹膜气缸(75)的活塞杆端部与摇杆(73)之间通过销轴连接,活塞杆推动摇杆(73)旋转,从而带动齿轮轴(79)旋转,两个齿轮(80)相互啮合带动夹膜板(72)实现张开和闭合。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述断膜刷膜装置(5)包括气缸座(81)、大臂气缸(82)、大臂气缸耳座(83)、大臂耳座(84)、大臂(85)、小臂定位板(86)、小臂(87)、小臂气缸耳座Ⅰ(88)、小臂气缸(89)、小臂气缸耳座Ⅱ(90)、滚筒支架连接板(91)、滚筒支架(92)、加热丝支架(93)、加热丝(94)、刷膜滚筒(95);其中气缸座(81)通过螺栓固连于机架(1)上,大臂气缸(82)尾部通过销轴和气缸座(81)连接;大臂耳座(84)焊接于机架(1)上,大臂(85)与大臂耳座(84)之间通过销轴连接;大臂气缸耳座(83)焊接于大臂(85)上,大臂气缸(82)的活塞杆端部与大臂气缸耳座(83)之间通过销轴连接,大臂气缸(82)推动大臂(85)旋转;小臂定位板(86)与大臂(85)之间通过螺栓连接,小臂(87)与小臂定位板(86)之间通过螺钉连接;小臂气缸耳座Ⅰ(88)焊接于小臂(87)上,小臂气缸(89)尾部和小臂气缸耳座Ⅰ(88)通过销轴连接;刷膜滚筒(95)和滚筒支架(92)之间通过螺钉连接,滚筒支架(92)和滚筒支架连接板(91)之间通过焊接固连,滚筒支架连接板(91)和小臂(87)之间通过销轴连接;小臂气缸耳座Ⅱ(90)焊接于滚筒支架连接板(91)上,小臂气缸(89)活塞杆端部与小臂气缸耳座Ⅱ(90)之间通过销轴连接,小臂气缸(89)推动滚筒支架连接板(91)旋转,从而推动滚筒支架(92)和刷膜滚筒(95)旋转;加热丝支架(93)与小臂(87)之间通过螺钉固连,加热丝(94)与加热丝支架(93)上的孔位配合连接。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述滚筒线(6)设于悬臂装置(2)的正下方,包括传送滚筒(96)、滚筒链轮Ⅰ(97)、滚筒链轮Ⅱ(98)、滚筒线电机(99)、滚筒电机链轮(100)、滚筒电机链条(101)、滚筒链条(102)、滚筒机架(103)和货物定位光电开关(104);其中传送滚筒(96)的轴一端和滚筒机架(103)上的孔位配合,传送滚筒(96)另一端通过螺钉和滚筒机架(103)连接;滚筒线电机(99)的脚座和滚筒机架(103)之间通过螺栓固连,使滚筒线电机(99)固连于滚筒机架(103)上;滚筒链轮Ⅰ(97)和滚筒链轮Ⅱ(98)安装在传送滚筒(96)轴一端,与传送滚筒(96)同步转动;滚筒线电机(99)与滚筒电机链轮(100)之间通过键进行连接,滚筒电机链轮(100)和滚筒链轮Ⅰ(97)之间通过滚筒电机链条(101)连接,使滚筒线电机(99)可通过链传动驱动传送滚筒(96)旋转,与滚筒线电机(99)通过链传动连接的传送滚筒(96)上的滚筒链轮Ⅱ(98)用滚筒链条(102)和第二个传送滚筒(96)上的滚筒链轮Ⅱ(98)连接,第二个传送滚筒(96)上的滚筒链轮Ⅰ(97)和第三个传送滚筒(96)上的滚筒链轮Ⅰ(97)再通过滚筒链条(102)连接,每两个传送滚筒(96)之间均通过滚筒链条(102)连接。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:
Figure FDA0002959078610000061
式中:n表示包装膜(43)对待包裹物品的包裹层数;n1表示悬臂横向电机(39)转速;n2表示悬臂纵向电机(32)转速;i1表示悬臂横向电机(39)减速比;i2表示悬臂纵向电机(32)减速比;h表示包装膜(43)宽度;z1表示悬臂链轮Ⅱ(29)齿数;a表示开式链条(15)链号数字编号。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述拉伸比在208%~400%的范围内调节。
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