CN113500816A - 一次性卷口纸杯生产线 - Google Patents

Abstract

一种一次性卷口纸杯生产线，其特征在于：包括机架以及分别安装在机架上并沿着机架的纵向从左往右按纸材运动顺序依次分布的放卷储料机构、纸材表面处理机构、可调节送料牵引机构、冲模成型机构、机械臂取件机构、边料收卷机构、套袋打包工作台。本发明对照现有技术的有益效果是，由于采用纸材表面处理机构对纸材表面进行处理，使纸材在达到一定的程序的隔油隔水性，并在最优冲压成型的条件时完成一体化冲压成型，因此制造的纸杯，杯身折边整齐有序，卷口饱满平整美观，质量好且稳定，大幅提高了工作效率。

Description

一次性卷口纸杯生产线

技术领域

本发明涉及一种一次性卷口纸杯的成型设备，更具体地说涉及一种采用纸张材质成可回收的一次性卷口纸杯的生产线。

背景技术

传统的一次性卷口纸杯大都是采用淋膜纸为原料，在冲压设备上裁剪成圆片状，然后经多次冲压成型，并辅以加热设备进行定形。淋膜纸就是将塑料粒子通过淋膜机涂覆在纸张表面的复合材料，主要特点就是此复合材料可以做到相对性的防油、相对性的防水、可热封性。

传统的一次性卷口纸杯大都是采用淋膜纸为原料，在冲压设备上裁剪成圆片状，然后经多次冲压成型，并辅以加热设备进行定形；生产工艺较为繁琐，生产效率低，生产耗材较大，导致成本高。由于淋膜纸实际上是采用纸和塑料组成的结构，因此采用淋膜纸制成的一次性卷口纸杯不利于回收利用，而废弃的采用淋膜纸制成的一次性卷口纸杯因为其中的塑料结构难以分解，会对环境造成极大的破坏。

据产业信息网数据预计，我国淋膜纸制造的纸杯的使用量将达到635亿只，但其回收利用率极为低下，造成了严重的环境污染。

发明内容

本发明的目的，是提供一次性卷口纸杯生产线，这种一次性卷口纸杯生产线可以在一次冲压成型过程中将纸张材质制成可回收的一次性卷口纸杯，其自动化程度高，生产效率高，操作简便，耗材低。采用的技术方案如下：

一种一次性卷口纸杯生产线，其特征在于：包括机架以及分别安装在机架上并沿着机架的纵向从左往右按纸材运动顺序依次分布的放卷储料机构、纸材表面处理机构、可调节送料牵引机构、冲模成型机构、机械臂取件机构、边料收卷机构、套袋打包工作台；所述放卷储料机构输出纸材，该纸材通过恒定张力控制装置控制放卷速度匹配后道工艺加工速度，然后由纸材表面处理机构对纸材表面进行处理，再通过可调节送料牵引机构以可调节的固定长度呈段式传递至冲模成型机构，经冲模成型机构的一次冲压制成一次性卷口纸杯，通过机械臂取件机构将制成一次性卷口纸杯取出，并由视觉检测模块进行外观检测，剔除不合格品，将合格品进行堆叠，再由工人进行包装，而冲模成型机构剪裁下的边料则由边料收卷机构收集卷收成废料卷，节省占用空间，方便回收利用；所述纸材表面处理机构包括表面涂布增湿装置、双面涂布胶水装置、双面涂布硅油装置、紫外线消毒装置；表面涂布增湿装置对纸材正背两面依次涂布蒸馏水增湿，然后经过双面涂布胶水装置对纸材正背两面进行双面涂布水性涂层，再经过双面涂布硅油装置对纸材正背两面进行涂布硅油，接着经过紫外线杀菌装置对其进行全方位杀菌。这种一次性成型生产线能够快速、连续的对纸材加工，以获得一次性卷口纸杯，不仅加工出的一次性卷口纸杯质量好且稳定，而且操作简单方便、工作效率高、耗材低。纸材，就是纸卷输出的连续不断的长条状纸张。

较优的方案，所述可调节送料牵引机构包括牵引用伺服电机、上牵引用橡胶压辊、下牵引用橡胶压辊、牵引用皮带传动机构、牵引用框架、两个牵引用气缸、滑块导轨组与螺纹丝杆；滑块导轨组与螺纹丝杆可调节整个送料牵引机构的高度，以匹配不同规格冲模的高度；上牵引用橡胶压辊通过压辊气缸控制，将纸材贴合压紧在下牵引用橡胶压辊上，下牵引用橡胶压辊由伺服电机带动，进行步进传送把纸材进入下一道工艺。

较优的方案，所述冲模成型机构由成型模具、固定成型模具的冲模框架、锁模板、冲模电动缸；冲模电动缸安装于冲模框架上方，冲模框架安装在机架上，成型模具安装在冲模框架中，成型模具包括上成型模板、下成型模板，上成型模板固定在锁模板上，通过锁模板固定在冲模电动缸带动的传动部件上，下成型模板固定在冲模框架中的模具平台上，冲模电动缸通过动力传送部件带动冲模框架中的锁模板做上下往返运动，进而联动成型模具进行冲压动作。

较优的方案，所述边料收卷机构位于冲模成型机构左下方，边料收卷机构包括收卷用伺服电机、收卷用皮带传动机构、收卷筒，采用收卷用伺服电机通过收卷用皮带传动机构带动收卷筒，将成型后剩余的纸材边料卷收在一起。

较优的方案，所述一次性成型生产线还包括机械臂取件机构，机械臂取件机构安装在机架上并且机械臂取件机构设置在冲模成型机构开模空间内的偏上侧，方便机械臂取件机构从冲模成型机构取出一次性卷口纸杯。

更优的方案，所述机械臂取件机构包括具有多个负压吸盘的机械臂、机械臂传送台，当冲压成型模具上抬开启时，机械臂往下成型模板内部伸展并往下伸长负压吸盘，将成型的卷口纸杯吸住，然后缩回负压吸盘与机械臂，完成取样动作。

更优的方案，所述机械臂取件机构还包括视觉检测模块，视觉检测模块安装在机架上，视觉检测模块由多组高速摄像头装构成，并集成在机械臂传送台上，检测纸杯内壁的外观质量。

更优的方案，所述机械臂取件机构还包括叠杯模块，叠杯模块由上纸杯落料定位管、下纸杯落料定位管、定位柱、隔断板、隔断气缸、推送伺服电机、推送用皮带传动机构构成，并集成在机械臂传送台上，对完成检测的纸杯进行定位堆叠，将纸杯叠压在一起。

较优的方案，所述套袋打包工作台位于机械臂取件机构的右侧，当叠杯模块堆叠到一定数量的纸杯时，会由气缸将下段定位管推送至套袋打包工作台，由工人对纸杯进行包装。

本发明对照现有技术的有益效果是，由于采用纸材表面处理机构对纸材表面进行处理，使纸材在达到一定的程序的隔油隔水性，并在最优冲压成型的条件时完成一体化冲压成型，因此制造的纸杯，杯身折边整齐有序，卷口饱满平整美观，质量好且稳定，大幅提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是图1 所示优选实施例表面涂布增湿装置的结构示意图；

图3是图1 所示优选实施例双面涂布胶水装置的结构示意图；

图4是图1 所示优选实施例双面涂布硅油装置的结构示意图；

图5是图1 所示优选实施例紫外线消毒装置的结构示意图；

图6是图1 所示优选实施例冲模成型机构的结构示意图。

具体实施方式

如图1-6所示，本优选实施例中的一次性卷口纸杯生产线，包括机架1以及分别安装在机架1上并沿着机架1的纵向从左往右按纸材9运动顺序依次分布的放卷储料机构2、纸材表面处理机构3、可调节送料牵引机构4、冲模成型机构5、边料收卷机构6、机械臂取件机构7、套袋打包工作台8。纸材9，就是纸卷输出的连续不断的长条状纸张。

所述放卷储料机构2包括放卷单元201、恒定张力控制装置202；放卷单元201包括一根气胀轴导辊2011、放卷伺服电机2012；气胀轴导辊2011可转动地安装在机架1上，放卷伺服电机2012固定地安装在机架1上，并通过传动配件与气胀轴导辊2011构成动力运转交互。恒定张力控制装置202包括两根导向辊，一根张力控制辊，一对张力感应控制器；张力感应控制器平行地固定安装在机架1两侧上，两根导向辊固定地安装在机架1上，并位置张力感应控制器的两侧下方，张力控制辊可活动地安装在张力感应控制器上。当纸材9依次穿过上述导向辊，张力控制辊时，张力感应控制器通过张力控制辊感应纸材9传递的张力大小，开始控制张力控制辊往上或往下活动平衡张力，同时反馈到放卷伺服电机2012，放卷伺服电机2012加快或减慢放卷速度。

所述纸材表面处理机构3包括表面涂布增湿装置301、双面涂布胶水装置302、双面涂布硅油装置303、紫外线消毒装置304；表面涂布增湿装置301对纸材9正背面依次涂布蒸馏水增湿，然后经过双面涂布胶水装置302对纸材9正背面进行涂布水性涂层，再经过双面涂布硅油装置303对纸材9正背两面进行涂布硅油，接着经过紫外线消毒装置304对其进行全方位杀菌。

所述表面涂布增湿装置301包括两个涂布增湿单元3011，各涂布增湿单元3011均包括两个增湿导向辊30111、3根增湿用网纹辊30112、3根增湿用橡胶压辊30113、增湿用水槽30114、增湿用伺服电机30115、增湿用皮带传动机构30116、水槽活动气缸30117、水槽活动导轨组30118、橡胶压辊活动气缸30119；增湿用网纹辊30112、增湿用伺服电机30115、增湿用皮带传动机构30116分别固定安装在机架1上，增湿用伺服电机30115通过增湿用皮带传动机构30116带动增湿用网纹辊30112转动；增湿用水槽30114通过水槽活动导轨组30118安装在机架1上，位于增湿用网纹辊30112下侧，并可通过水槽活动气缸30117控制升降移动，3根增湿用网纹辊30112分别安装在增湿用水槽30114内；3根增湿用橡胶压辊30113采用并联框架通过橡胶压辊活动气缸30119安装在机架1上，并由橡胶压辊活动气缸30119控制压紧松开动作，且对应在增湿用网纹辊30112上方。

当纸材9经过两个增湿导向辊30111之间时，穿过增湿用网纹辊30112、增湿用橡胶压辊30113之间，部分增湿用网纹辊30112浸入增湿用水槽30114中，由增湿用伺服电机30115通过增湿用皮带传动机构30116带动增湿用网纹辊30112转动；转动时增湿用网纹辊30112从出增湿用水槽30114中带出蒸馏水，而两侧的橡胶压辊活动气缸30119带动增湿用橡胶压辊30113将纸材9压在增湿用网纹辊30112上，使纸材9吸收增湿用网纹辊30112中的水份，增加纸材9的湿度，减少纸材9成型时因干燥产生的脆裂现象；纸材9正向经过一个涂布增湿单元30111对纸材9底面增湿，然后纸材9翻转到纸材9底面朝上，再经过另一个涂布增湿单元30111对纸材顶面增湿。

所述双面涂布胶水装置302包括涂胶用网纹辊3021、第一橡胶压辊气缸3022、涂胶用橡胶压辊3023、两个胶水槽3024、两个上胶辊3025、涂胶用伺服电机3025、涂胶用皮带传动机构3026，涂胶用网纹辊3021、胶水槽3024和第一橡胶压辊气缸3022分别安装在机架1上，涂胶用橡胶压辊3023的两端分别安装在第一橡胶压辊气缸3022的活塞轴上，第一橡胶压辊气缸3022迫使涂胶用橡胶压辊3023与涂胶用网纹辊3021滚动接触，涂胶用伺服电机3025通过涂胶用皮带传动机构3026带动涂胶用网纹辊3021转动，两个上胶辊3025分别安装在两个胶水槽3024内，并且两个上胶辊3025分别与涂胶用网纹辊3021、涂胶用橡胶压辊3023滚动接触。当纸材9穿过涂胶用网纹辊3021、涂胶用橡胶压辊3023之间时，通过涂胶用网纹辊3021的转动，两个上胶辊3025分别从两个胶水槽3024带出水胶，在各上胶辊3025一侧的第一刮刀30251进行刮平，两个上胶辊3025分别将胶水转移到涂胶用网纹辊3021、涂胶用橡胶压辊3023表面，涂胶用网纹辊3021、涂胶用橡胶压辊3023分别将胶水涂布到纸材9的两个侧面上，以保证纸材9的上胶量均匀。然后由涂胶用气缸带动涂胶用橡胶压辊3023将纸材9压在涂胶用网纹辊3021上，使纸材9吸收涂胶用网纹辊3021、涂胶用橡胶压辊3023的水胶达到涂布效果，提高纸材9的柔韧性和防水性。

所述双面涂布硅油装置303包括涂硅油用橡胶压辊3031、第二橡胶压辊气缸3032、涂硅油用网纹辊3033、两个硅油槽3034、两个上油辊3037、涂硅油用伺服电机3035、涂硅油用皮带传动机构3036，涂硅油用网纹辊3033、硅油槽3034和第二橡胶压辊气缸3032分别安装在机架1上，涂硅油用橡胶压辊3031的两端分别安装在第二橡胶压辊气缸3032的活塞轴上，第二橡胶压辊气缸3032迫使涂硅油用橡胶压辊3031与涂硅油用网纹辊3033滚动接触，涂硅油用伺服电机3035通过涂硅油用皮带传动机构3036带动涂硅油用网纹辊3033转动，两个上油辊3037分别安装在两个硅油槽3034内，并且两个上油辊3037分别与涂硅油用橡胶压辊3031、涂硅油用网纹辊3033滚动接触。当纸材9穿过涂硅油用网纹辊3033、涂硅油用橡胶压辊3031之间时，通过涂硅油用网纹辊3033的转动，两个上油辊3037分别从两个硅油槽3034带出硅油，在上油辊3037一侧的第二刮刀30371进行刮平，再由两个上油辊3037分别将硅油转移到涂硅油用橡胶压辊3031、涂硅油用网纹辊3033表面，保证纸材9的上硅油量均匀。然后由涂硅油用气缸带动涂硅油用橡胶压辊3031将纸材9压在涂硅油用网纹辊3033上，使纸材9吸收涂硅油用网纹辊3033、涂硅油用橡胶压辊3031的硅油达到涂布效果，使纸材9具有较好的防水性。

所述紫外线消毒装置304包括灯箱3041、多根紫外灯3042、多根杀菌导向辊3043、灯箱3041项端左右两侧开有纸材9通过的纸材通道，灯箱3041内部安装有多根紫外灯3042，可进行全方位紫外灯3042光杀菌；箱体内安装有多根杀菌导向辊3043、分固定在灯箱3041内侧壁上，起导向和伸展纸材9作用。

所述可调节送料牵引机构4包括牵引用伺服电机401、上牵引用橡胶压辊402、下牵引用橡胶压辊403、牵引用皮带传动机构404、牵引用框架405、两个牵引用气缸406、滑块导轨组407与螺纹丝杆408；两个牵引用气缸406分别安装在牵引用框架405两侧，上牵引用橡胶压辊402安装在两个牵引用气缸406的活塞轴上，并由两个牵引用气缸406控制上牵引用橡胶压辊402升降活动；下牵引用橡胶压辊403固定安装在牵引用框架405上，位于上牵引用橡胶压辊402的下方，并由牵引用伺服电机401通过牵引用皮带传动机构404带动下牵引用橡胶压辊403转动，牵引用框架405采用滑轨组合固定在机架1上，通过牵引用框架405下侧的螺纹丝杆408进行调节升降。

所述冲模成型机构5由成型模具501、冲模框架502、锁模板503、冲模电动缸504构成；冲模框架502安装在机架1上，成型模具501安装在冲模框架502中，成型模具501包括上成型模块5011、下成型模块5012，上成型模块5011固定在锁模板503上，下成型模块5012固定在冲模框架502底部，冲模电动缸504通过带动冲模框架502中的锁模板503对做上成型模块完成上下往返动作。

所述边料收卷机构6位于冲模成型机构5下方，边料收卷机构6包括收卷用伺服电机601、收卷用皮带传动机构602、收卷筒603，采用收卷用伺服电机601通过收卷用皮带传动机构602带动收卷筒603，将成型后剩余的纸材9边料卷收在一起。

所述机械臂取件机构7包括具有多个负压吸盘的机械臂701、机械臂传送台702、视觉检测模块703、叠杯模块704、废料箱705，当成型模具501上抬开启时，机械臂701往上成型模块与下成型模板中间伸展并往下伸长负压吸盘，将成型的卷口纸杯吸住，然后缩回负压吸盘与机械臂701，完成取样动作。

所述机械臂传送台702安装在机架1上，视觉检测模块703由多组高速摄像头装构成，并集成在机械臂传送台702上，负责检测纸杯内外壁的外观质量。

所述叠杯模块704由上纸杯落料定位管、下纸杯落料定位管、定位柱、隔断板7、隔断气缸、推送伺服电机、推送用皮带传动机构、定位管气缸构成，并集成在机械臂传送台702上；负责对完成检测的纸杯的堆叠，将纸杯叠压在一起，当纸杯在下纸杯落料定位管叠压到一定数量时，隔断气缸推动隔断板隔断下纸杯落料定位管，纸杯落在上纸杯落料定位管中，推送伺服电机通过推送用皮带传动机构带动下纸杯落料定位管向套袋打包工作台8移动。

所述套袋打包工作台8由下纸杯落料定位管、定位柱、定位管气缸，包装工作台构成，当纸杯在下纸杯落料定位管叠压到一定数量被推送伺服电机通过推送用皮带传动机构推送到包装工作台时，工人启动定位管气缸，将下纸杯落料定位管下滑，露出堆叠好的纸杯，再由工人套上包装袋，完成包装工序。

综上所述，所述放卷储料机构2输出纸材9，该纸材9通过纸材表面处理机构3对纸材9表面进行处理，然后经过冲模成型机构5冲压成型制成一次性卷口纸杯，边料收卷机构6收集经过冲压成型剪切剩下的边料，机械臂取件机构7从冲模成型机构5取出一次性卷口纸杯。这种一次性纸杯成型生产线能够快速连续对纸材9加工，以获得一次性卷口纸杯，不仅加工出的一次性卷口纸杯质量好且稳定，而且工作效率高。

如果使用本发明的新设备新工艺，则可以降低60%的回收难度并减少70%的环境污染。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种一次性卷口纸杯生产线，其特征在于：包括机架以及分别安装在机架上并沿着机架的纵向从左往右按纸材运动顺序依次分布的放卷储料机构、纸材表面处理机构、可调节送料牵引机构、冲模成型机构、机械臂取件机构、边料收卷机构、套袋打包工作台；所述放卷储料机构输出纸材，该纸材通过恒定张力控制装置控制放卷速度匹配后道工艺加工速度，然后由纸材表面处理机构对纸材表面进行处理，再通过可调节送料牵引机构以可调节的固定长度呈段式传递至冲模成型机构，经冲模成型机构的一次冲压制成一次性卷口纸杯，通过机械臂取件机构将制成一次性卷口纸杯取出，并由视觉检测模块进行外观检测，剔除不合格品，将合格品进行堆叠，再由工人进行包装，而冲模成型机构剪裁下的边料则由边料收卷机构收集卷收成废料卷，节省占用空间，方便回收利用；所述纸材表面处理机构包括表面涂布增湿装置、双面涂布胶水装置、双面涂布硅油装置、紫外线消毒装置；表面涂布增湿装置对纸材正背两面依次涂布蒸馏水增湿，然后经过双面涂布胶水装置对纸材正背两面进行双面涂布水性涂层，再经过双面涂布硅油装置对纸材正背两面进行涂布硅油，接着经过紫外线杀菌装置对其进行全方位杀菌。

2.如权利要求1所述的一次性卷口纸杯生产线，其特征在于：所述可调节送料牵引机构包括牵引用伺服电机、上牵引用橡胶压辊、下牵引用橡胶压辊、牵引用皮带传动机构、牵引用框架、两个牵引用气缸、滑块导轨组与螺纹丝杆；滑块导轨组与螺纹丝杆可调节整个送料牵引机构的高度，以匹配不同规格冲模的高度；上牵引用橡胶压辊通过压辊气缸控制，将纸材贴合压紧在下牵引用橡胶压辊上，下牵引用橡胶压辊由伺服电机带动，进行步进传送把纸材进入下一道工艺。

3.如权利要求1所述的一次性卷口纸杯生产线，其特征在于：所述冲模成型机构由成型模具、固定成型模具的冲模框架、锁模板、冲模电动缸；冲模电动缸安装于冲模框架上方，冲模框架安装在机架上，成型模具安装在冲模框架中，成型模具包括上成型模板、下成型模板，上成型模板固定在锁模板上，通过锁模板固定在冲模电动缸带动的传动部件上，下成型模板固定在冲模框架中的模具平台上，冲模电动缸通过动力传送部件带动冲模框架中的锁模板做上下往返运动，进而联动成型模具进行冲压动作。

4.如权利要求1所述的一次性卷口纸杯生产线，其特征在于：所述边料收卷机构位于冲模成型机构左下方，边料收卷机构包括收卷用伺服电机、收卷用皮带传动机构、收卷筒，采用收卷用伺服电机通过收卷用皮带传动机构带动收卷筒，将成型后剩余的纸材边料卷收在一起。

5.如权利要求1所述的一次性卷口纸杯生产线，其特征在于：所述一次性成型生产线还包括机械臂取件机构，机械臂取件机构安装在机架上并且机械臂取件机构设置在冲模成型机构开模空间内的偏上侧，方便机械臂取件机构从冲模成型机构取出一次性卷口纸杯。

6.如权利要求5所述的一次性卷口纸杯生产线，其特征在于：所述机械臂取件机构包括具有多个负压吸盘的机械臂、机械臂传送台，当冲压成型模具上抬开启时，机械臂往下成型模板内部伸展并往下伸长负压吸盘，将成型的卷口纸杯吸住，然后缩回负压吸盘与机械臂，完成取样动作。

7.如权利要求5所述的一次性卷口纸杯生产线，其特征在于：所述机械臂取件机构还包括视觉检测模块，视觉检测模块安装在机架上，视觉检测模块由多组高速摄像头装构成，并集成在机械臂传送台上，检测纸杯内壁的外观质量。

8.如权利要求5所述的一次性卷口纸杯生产线，其特征在于：所述机械臂取件机构还包括叠杯模块，叠杯模块由上纸杯落料定位管、下纸杯落料定位管、定位柱、隔断板、隔断气缸、推送伺服电机、推送用皮带传动机构构成，并集成在机械臂传送台上，对完成检测的纸杯进行定位堆叠，将纸杯叠压在一起。

9.如权利要求1所述的一次性卷口纸杯生产线，其特征在于：所述套袋打包工作台位于机械臂取件机构的右侧，当叠杯模块堆叠到一定数量的纸杯时，会由气缸将下段定位管推送至套袋打包工作台，由工人对纸杯进行包装。

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