CN206665094U - 一种多规格纸卷输送包装自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多规格纸卷输送包装自动化生产线，属于自动化生产技术领域。它包括控制器、复卷机、第一翻板机、扫描仪、称重机、喷码机、包装机、热成型机、第二翻板机、贴标机、捆扎机、垂直输送机、摇臂缠膜机和若干输送带，通过控制器实现每一个工序自动化控制；复卷机通过输送带衔接第一翻板机，扫描仪位于第一翻板机一侧固定设置，纸卷由第一翻板机推动滚至称重机上；喷码机与称重机相互垂直设置且位于称重机后侧，包装机分别与喷码机、热成型机通过输送带衔接；第二翻板机置于贴标机与热成型机之间，由贴标机出来的纸卷由输送带依次送至垂直输送机、捆扎机、摇臂缠膜机，完成包装。本实用新型具有结构简单、设计合理、易于制造的优点。

Description

一种多规格纸卷输送包装自动化生产线

技术领域

本实用新型属于自动化生产技术领域，更具体地说，涉及一种多规格纸卷输送包装自动化生产线。

背景技术

目前造纸厂设置有单一的、多种规格的纸卷生产线，例如本公司PM2机是宽度为2.2m新闻纸生产线，PM5机是宽度大于2.2m瓦楞纸生产线，这两条生产线只能单一的生产相应规格的纸卷。由于新闻纸市场需求日渐萎缩，2.2m新闻纸生产线长时间处于停机状态，极大地影响公司的有效运行时间，但是PM2机的输送包装自动化生产线是针对输送包装新闻纸设计的，规格2.2m以下的纸卷才能自动入库，而瓦楞纸纸卷规格80％超过2.2m，无法正常自动输送入库；再者瓦楞纸卷外包装需要打包和缠膜，在新闻纸生产线没有相应的设备，根本不能满足要求；此外瓦楞纸成纸卷筒打包、缠膜、部分运送、称重、扫描等步骤均由人工操作，由于瓦楞纸克重低、强度差且产量较高、瓦楞纸卷数量较多，致使工人劳动强度大、消耗人手多，部分成纸卷筒在复卷完成至入库阶段破损严重，产品外观及打包状况参差不齐，进而严重影响公司产品的形象及成品纸的销售。

经检索，公开号CN102942019A的中国专利公开了一种卷筒纸生产系统，其包括复卷机台，其用于对初卷纸进行复卷以输出具有预定总长或者卷径的复卷纸卷；复卷纸卷后加工机台，其位于复卷机台的下游，以用于对复卷纸卷进行后加工以得到卷筒纸成品；以及纸卷缓冲输送机构，其设置在复卷机台与后加工机台之间用于延长由复卷机台复卷输出的复卷纸卷到达复卷纸卷后加工机台的时间，从而使复卷机台输出复卷纸卷的速度与复卷纸卷后加工机台对复卷纸卷进行后加工速度相匹配。再如，公开号CN203269181U的中国专利公开了一种纸卷入库包装系统，其能够根据生产需要，把纸卷送往中间仓库暂存或送往卷筒包装机进行包装，其具有自动传送带，自动传送带经复卷分切区到达分支处，分出其中一条支路通往中间仓库，另一条支路通往卷筒包装机，复卷分切区装有复卷分切机，纸卷入库包装系统纸卷自动扫描、称重过磅后进行包装；对不需进行包装的纸卷，可放入中间仓库暂存；根据纸卷上所贴的条码自动对纸卷进行区分，无需人工判断，生产效率高；纸卷规格测量机测量待包装的纸卷的规格，卷筒包装机据此采用相应规格的卷筒对纸卷进行包装，可适应不同规格的纸卷。上述两种生产线仍然只能生产单一规格的瓦楞纸卷，不能满足新闻纸的生产要求，如何实现2.2m新闻纸卷与大于2.2m瓦楞纸卷的有机结合生产，目前尚未公开相关的多规格纸卷输送包装自动化生产线。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有纸卷生产线只能生产单一规格的纸卷的问题，本实用新型提供一种多规格纸卷输送包装自动化生产线，在现有新闻纸生产线的基础上，通过对结构的优化以及设备的合理布局，以同时满足输送包装瓦楞纸和新闻纸的生产要求。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

本实用新型的一种多规格纸卷输送包装自动化生产线，包括控制器、复卷机、第一翻板机、扫描仪、称重机、喷码机、包装机、热成型机、第二翻板机、贴标机、垂直输送机、捆扎机、摇臂缠膜机和若干输送带，所述控制器分别与复卷机、第一翻板机、扫描仪、称重机、喷码机、包装机、热成型机、第二翻板机、贴标机、捆扎机、垂直输送机、摇臂缠膜机及输送带的电机电气连接，通过控制器实现每一个工序的自动化控制；沿纸卷的运输方向，依次设置复卷机、第一翻板机、称重机、喷码机、包装机、热成型机、第二翻板机、贴标机、垂直输送机、捆扎机和摇臂缠膜机，复卷机通过输送带衔接第一翻板机，扫描仪位于第一翻板机一侧固定设置，纸卷由第一翻板机推动滚至称重机上；喷码机与称重机相互垂直设置且位于称重机后侧，包装机分别与喷码机、热成型机通过输送带衔接；第二翻板机置于贴标机与热成型机之间，由贴标机出来的纸卷由输送带依次送至捆扎机、垂直输送机、摇臂缠膜机，完成纸卷的包装。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一翻板机所在的平面高于输送带所在的平面，第一翻板机具有若干个V形托盘等间距排列，纸卷在V形托盘中自由落下，具有一定的重力势能，实现了纸卷的间隔输送。

作为本实用新型的进一步改进，该生产线还包括第一推力机构，所述第一推力机构设置在第一翻板机前侧，由输送带输送过来的纸卷被第一推力机构施力推至第一翻板机上。

作为本实用新型的进一步改进，该生产线还包括第二推力机构，所述第二推力机构设置在称重机后侧且置于喷码机前侧，由称重机滚落下来的纸卷，具有较大的动能，第二推力机构顶住滚动的纸卷，起到限位缓冲作用。

作为本实用新型的进一步改进，所述称重机所在的平面高于输送带所在的平面，称重机具有一V形托盘，纸卷在称重机上快速称量，并滚落至输送带上，由第二推力机构限位缓冲。

作为本实用新型的进一步改进，所述输送带为链板输送带，链板输送带传输性能好，链板与纸卷间的摩擦力大，不易发生侧滑，便于控制纸卷的运输方向。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一推力机构和第二推力机构结构相同，均具有底座、摇臂及置于摇臂前端的旋转辊，摇臂绕底座上一点作摆臂运动，旋转辊表面光滑，旋转辊与纸卷为线性接触，不会造成纸卷表面出现划痕等质量缺陷。

作为本实用新型的进一步改进，所述链板输送带的头部和尾部均设有衔接滚轮，衔接滚轮与链板输送带处于同一平面内，链板输送带与衔接部件间的距离为10-15mm，有效地保障了链板输送带的正常运行，但由于链板输送带快速移动，加之纸卷具有一定的质量，因此，纸卷的惯性较大，这么大的间隙极容易造成纸卷磕碰，衔接滚轮可以承载纸卷，实现有效过渡，避免纸卷产生磕碰。

本实用新型的另一目的是提供一种多规格纸卷输送包装自动化生产方法，包括以下具体步骤：

(a)由复卷机出来的纸卷，人工贴上标签，通过输送带运送至第一推力机构的正前方，第一推理机构动作推至纸卷滚至第一翻板机上，然后纸卷在翻板机上依次向前传递，在第一翻板机的最后一个V形托盘处，扫描仪动作并扫面标签，记录该纸卷的信息；

(b)纸卷由称重机滚至输送带上，并由第二推力机构限位缓冲，稳稳地停置在输送带，输送带反向运动一段距离，将纸卷推送至喷码机处，喷码机工作；

(c)喷码结束后，根据扫描仪扫描的信息进行分析，并通过计算运输时间T₁，控制器输出信号给包装机和热成型机，当新闻纸运送至包装机和热成型机时，包装机和热成型机动作；当瓦楞纸运送至包装机和热成型机时，直接通过包装机和热成型机，通过第二翻板机输送至贴标机处，贴标后前进运至下一个工序；

(d)根据扫描仪扫描的信息进行分析，并通过计算运输时间T₂，控制器输出信号给捆扎机，当新闻纸运送至捆扎机时，直接通过捆扎机；当瓦楞纸运送至捆扎机时，捆扎机动作；

(e)根据扫描仪扫描的信息进行分析，并通过计算运输时间T₃，控制器输出信号给摇臂缠膜机，当新闻纸运送至摇臂缠膜机时，摇臂缠膜机直接通过；当瓦楞纸运送至摇臂缠膜机时，摇臂缠膜机动作；

(f)覆膜的纸卷输送至仓库，完成纸卷的输送包装。

作为本实用新型的进一步改进，所述步骤(c)中T₁＝a₁M+K+L₁/s+X₁，其中第一翻板机的每一个V型托盘的动作时间为一定值M、a₁为V型托盘数量、输送带的长度L₁和运行速度为一定值s、喷码时间为一定值K以及路径时间的修正值X₁；步骤(d)中T₂＝T₁+50+a₂M+L₂/s+N+X₂，其中热成型机的工作时间与贴标机的工作时间为N、第二翻板机的每一个V型托盘的动作时间为一定值M、a₂为V型托盘数量、输送带的长度L₂和运行速度为一定值s以及路径时间的修正值X₂；步骤(e)中T₃＝T₂+50+L₃/s+H+X₃，其中输送带的长度L₃和运行速度为一定值s、垂直输送机工作时间为一定值H以及路径时间的修正值X₃，时间单位均为秒，长度单位为米，速度单位为m/s。需要说明的是，T₂和T₃中的50秒为包装机和捆扎机的工作时间。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的多规格纸卷输送包装自动化生产线不仅可以用于新闻纸卷，还可以用于瓦楞纸卷，改变现有的新闻纸生产线无法完成超过2.2m规格的纸卷的输送包装，无论是新闻纸卷还是瓦楞纸卷皆可通过生产线正常自动入库，使得新闻纸生产线的功能达到最大的发挥；

(2)本实用新型的多规格纸卷输送包装自动化生产线只需三人即可操作，极大地提高了入库效率，减轻了工人的劳动强度；成品纸入库无破损，外包装整齐美观，提高了企业和产品的形象及成品纸的销售业绩；

(3)本实用新型的多规格纸卷输送包装自动化生产线采用翻板机，该类型的翻板机具有V形托盘，纸卷可以稳稳地停置在翻板机上，无需提供动能，可以实现每个工序之间的输送；

(4)本实用新型可以根据扫描仪扫描的信息进行分析，并通过计算运输时间T₁，纸卷由翻板机到包装机之间的时间T₁可控，而人工喷码的时间因人而异，造成纸卷的运输时间无法计算，同时改变了传统的包装机依靠光电开关触发动作的工作过程，由于光电开关与控制器之间无法实现逻辑运算，因此，无法控制其动作，进而无法区分新闻纸或瓦楞纸，本实用新型通过时间计算，直接控制包装机工作，实现了精准化；

(5)本实用新型可以根据扫描仪扫描的信息进行分析，并通过计算运输时间T₂，纸卷由翻板机到捆扎机之间的时间T₂可控，改变了传统的捆扎机依靠光电开关触发动作的工作过程，由于光电开关与控制器之间无法实现逻辑运算，因此，无法控制其动作，进而无法区分新闻纸或瓦楞纸，本实用新型通过时间计算，直接控制捆扎机工作，实现了精准化；

(6)本实用新型可以根据扫描仪扫描的信息进行分析，并通过计算运输时间T₃，纸卷由翻板机到摇臂缠膜机之间的时间T₃可控，改变了传统的摇臂缠膜机依靠光电开关触发动作的工作过程，由于光电开关与控制器之间无法实现逻辑运算，因此，无法控制其动作，进而无法区分新闻纸或瓦楞纸，本实用新型通过时间计算，直接控制摇臂缠膜机工作，实现了精准化；

(7)本实用新型结构简单，设计合理，易于制造。

附图说明

图1为本实用新型多规格纸卷输送包装自动化生产线的结构框图；

图2为本实用新型多规格纸卷输送包装自动化生产线的部分结构示意图。

图中：1、控制器；2、复卷机；3、第一翻板机；4、扫描仪；5、称重机；6、喷码机；7、包装机；8、热成型机；9、第二翻板机；10、贴标机；11、捆扎机；12、垂直输送机；13、摇臂缠膜机；14、输送带；15、第一推力机构；16、第二推力机构。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

如图1、图2所示，箭头表示纸卷的运输方向，本实用新型的一种多规格纸卷输送包装自动化生产线，包括控制器1、复卷机2、第一翻板机3、扫描仪4、称重机5、喷码机6、包装机7、热成型机8、第二翻板机9、贴标机10、捆扎机11、垂直输送机12、摇臂缠膜机13和若干输送带14，控制器1分别与复卷机2、第一翻板机3、扫描仪4、称重机5、喷码机6、包装机7、热成型机8、第二翻板机9、贴标机10、捆扎机11、垂直输送机12、摇臂缠膜机13及输送带14的电机电气连接(如图1中的虚线连接)，通过控制器1实现每一个工序的自动化控制；沿纸卷的运输方向，依次设置复卷机2、第一翻板机3、称重机5、喷码机6、包装机7、热成型机8、第二翻板机9、贴标机10、捆扎机11、垂直输送机12和摇臂缠膜机13，复卷机2通过输送带衔接第一翻板机3，扫描仪4位于第一翻板机3一侧固定设置，纸卷由第一翻板机3推动滚至称重机5上；喷码机6与称重机5相互垂直设置且位于称重机5后侧，包装机7分别与喷码机6、热成型机8通过输送带14衔接；第二翻板机9置于贴标机10与热成型机8之间，由贴标机10出来的纸卷由输送带依次送至捆扎机11、垂直输送机12、摇臂缠膜机13，完成纸卷的包装。

发明人通过对生产线的结构优化和设备的合理布局，不仅可以用于新闻纸卷，还可以用于瓦楞纸卷。在此值得说明的是，发明人对新闻纸生产线的改造，完全不同于现有的不论是瓦楞纸还是新闻纸生产线的结构。原因在于，单一的瓦楞纸生产线无法完成新闻纸的包装和热成型工序，换句话说，也不可能简单地将包装机7和热成型机8安装到瓦楞纸生产线中，一方面需要考虑场地的限制，另一方面，生产线其他设备之间的干涉作用及匹配条件，需要通过理论计算和现场实验完成设计和布局的。

对于现有的新闻纸生产线，由于新闻纸的纸卷规格是固定的，只有2.2m，因此，相关的设备部件的规格就会被限制死，那么在针对新闻纸生产线的改造过程中，首先需要考虑的是优化最少的设备，还要满足场地的要求，发明人将喷码机6与称重机5相互垂直设置且位于称重机5后侧，改变了现有的旋转式称重机的结构，称重机称量之后，旋转喷码，在一个工位完成两个动作，但是对于超过2.2m的纸卷(目前市场所需求的各种大于2.2m的纸卷均可以)，则无法旋转过来，使得喷码无法完成，若想生产瓦楞纸，只能由人工进行喷码，劳动强度大，且无法计算工作时间，不便于后续工序的精确控制。

本实用新型的控制器1使用西门子SIMATIC S7-300PLC、SIMATIC S7-200SMARTPLC、SIMATIC S7-1200PLC硬件进行逻辑控制，使用西门子SIMATIC STEP7Version5.5，西门子博途TIA Portal V13SP1自控软件编写自动化程序。

本实用新型的捆扎机11采用重载钢结构焊接机架，高强度张力捆扎头，性能可靠，便于维护；摇臂缠膜机13可自动输膜、粘膜、缠膜、切膜；贴标机10为一台ABB机器人，调整ABB机器人程序，使单张商标合格证可以自动打印，自动粘贴；喷码机6为多米诺喷码机，调整西门子PLC自动化控制程序使纸卷信息自动在纸卷端面喷码。

该生产线在第一翻板机3前侧设置有第一推力机构15，由输送带14输送过来的纸卷被第一推力机构15施力推至第一翻板机3上；在称重机5后侧且置于喷码机6前侧设置有第二推力机构16，由称重机5滚落下来的纸卷，具有较大的动能，第二推力机构16顶住滚动的纸卷，起到限位缓冲作用。

在本实施例中，第一推力机构15和第二推力机构16结构相同，均具有底座、摇臂及置于摇臂前端的旋转辊，摇臂绕底座上一点作摆臂运动，旋转辊表面光滑，旋转辊与纸卷为线性接触，不会造成纸卷表面出现划痕等质量缺陷。

本实用新型的一种多规格纸卷输送包装自动化生产方法，包括以下具体步骤：

(a)由复卷机2出来的纸卷，人工贴上标签，通过输送带14运送至第一推力机构15的正前方，第一推理机构15动作推至纸卷滚至第一翻板机3上，然后纸卷在第一翻板机3上依次向前传递，在第一翻板机3的最后一个V形托盘处，扫描仪4动作并扫面标签，记录该纸卷的信息；

(b)纸卷由称重机5滚至输送带14上，并由第二推力机构16限位缓冲，稳稳地停置在输送带14，输送带14反向运动一段距离，将纸卷推送至喷码机6处，喷码机6工作；

(c)喷码结束后，根据扫描仪4扫描的信息进行分析，并通过计算运输时间T₁＝3*10+30+4/0.5+5.3＝73.3秒，控制器1输出信号给包装机7和热成型机8，当新闻纸运送至包装机7和热成型机8时，包装机7和热成型机8动作；当瓦楞纸运送至包装机7和热成型机8时，直接通过包装机7和热成型机8，通过第二翻板机9输送至贴标机10处，贴标后前进运至下一个工序；

(d)扫描仪4扫描的信息进行分析传输，并通过计算运输时间T₂＝73.3+4*10+7/0.5+120+7.6+50＝304.9秒，控制器1输出信号给捆扎机11，当新闻纸运送至捆扎机11时，直接通过捆扎机11；当瓦楞纸运送至捆扎机时，捆扎机11动作；

(e)根据扫描仪4扫描的信息进行分析传输，并通过计算运输时间T₃＝304.9+20/0.5+80+12.4+50＝437.3秒，控制器1输出信号给摇臂缠膜机13，当新闻纸运送至摇臂缠膜机13时，摇臂缠膜机13直接通过；当瓦楞纸运送至摇臂缠膜机13时，摇臂缠膜机13动作；

(f)覆膜的纸卷输送至仓库，完成纸卷的输送包装。

实施例2

本实施例的一种多规格纸卷输送包装自动化生产线，结构与实施例1类似，不同之处在于，第一翻板机3所在的平面高于输送带14所在的平面，第一翻板机3具有若干个V形托盘等间距排列，纸卷在V形托盘中自由落下，具有一定的重力势能，实现了纸卷的间隔输送。

为了更好的配合生产线的时间控制，称重机5所在的平面高于输送带14所在的平面，称重机5具有一V形托盘，纸卷在称重机5上快速称量，并滚落至输送带14上，由第二推力机构16限位缓冲。

目前市场上有多种输送带，例如皮带输送带、链轮输送带和链板输送带，发明人通过多次研究发现，最终选则输送带为链板输送带，链板输送带传输性能好，链板与纸卷间的摩擦力大，不易发生侧滑，便于控制纸卷的运输方向。

实施例3

本实施例的一种多规格纸卷输送包装自动化生产线，结构与实施例1类似，不同之处在于，链板输送带的头部和尾部均设有衔接滚轮，衔接滚轮与链板输送带处于同一平面内，链板输送带与衔接部件间的距离为10、12或15mm，最佳的选择为15mm，有效地保障了链板输送带的正常运行，但由于链板输送带快速移动，加之纸卷具有一定的质量，因此，纸卷的惯性较大，这么大的间隙极容易造成纸卷磕碰，衔接滚轮可以承载纸卷，实现有效过渡，避免纸卷产生磕碰。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种多规格纸卷输送包装自动化生产线，其特征在于，包括控制器(1)、复卷机(2)、第一翻板机(3)、扫描仪(4)、称重机(5)、喷码机(6)、包装机(7)、热成型机(8)、第二翻板机(9)、贴标机(10)、捆扎机(11)、垂直输送机(12)、摇臂缠膜机(13)和若干输送带(14)，所述控制器(1)分别与复卷机(2)、第一翻板机(3)、扫描仪(4)、称重机(5)、喷码机(6)、包装机(7)、热成型机(8)、第二翻板机(9)、贴标机(10)、捆扎机(11)、垂直输送机(12)、摇臂缠膜机(13)及输送带(14)的电机电气连接，通过控制器(1)实现每一个工序的自动化控制；沿纸卷的运输方向，依次设置复卷机(2)、第一翻板机(3)、称重机(5)、喷码机(6)、包装机(7)、热成型机(8)、第二翻板机(9)、贴标机(10)、捆扎机(11)、垂直输送机(12)和摇臂缠膜机(13)，复卷机(2)通过输送带(14)衔接第一翻板机(3)，扫描仪(4)位于第一翻板机(3)一侧固定设置，纸卷由第一翻板机(3)推动滚至称重机(5)上；喷码机(6)与称重机(5)相互垂直设置且位于称重机(5)后侧，包装机(7)分别与喷码机(6)、热成型机(8)通过输送带(14)衔接；第二翻板机(9)置于贴标机(10)与热成型机(8)之间，由贴标机(10)出来的纸卷由输送带(14)依次送至捆扎机(11)、垂直输送机(12)、摇臂缠膜机(13)，完成纸卷的包装。

2.根据权利要求1所述的多规格纸卷输送包装自动化生产线，其特征在于，所述第一翻板机(3)所在的平面高于输送带(14)所在的平面，第一翻板机(3)具有若干个V形托盘等间距排列，纸卷在V形托盘中自由落下。

3.根据权利要求2所述的多规格纸卷输送包装自动化生产线，其特征在于，还包括第一推力机构(15)，所述第一推力机构(15)设置在第一翻板机(3)前侧，由输送带(14)输送过来的纸卷被第一推力机构(15)施力推至第一翻板机(3)上。

4.根据权利要求3所述的多规格纸卷输送包装自动化生产线，其特征在于，还包括第二推力机构(16)，所述第二推力机构(16)设置在称重机(5)后侧且置于喷码机(6)前侧。

5.根据权利要求4所述的多规格纸卷输送包装自动化生产线，其特征在于，所述称重机(5)所在的平面高于输送带(14)所在的平面，称重机(5)具有一V形托盘，纸卷在称重机(5)上称量，并滚落至输送带(14)上，由第二推力机构(16)限位缓冲。

6.根据权利要求5所述的多规格纸卷输送包装自动化生产线，其特征在于，所述输送带(14)为链板输送带。

7.根据权利要求4所述的多规格纸卷输送包装自动化生产线，其特征在于，所述第一推力机构(15)和第二推力机构(16)结构相同，均具有底座、摇臂及置于摇臂前端的旋转辊，摇臂绕底座上一点作摆臂运动，旋转辊表面光滑。

8.根据权利要求6所述的多规格纸卷输送包装自动化生产线，其特征在于，所述输送带(14)的头部和尾部均设有衔接滚轮，衔接滚轮与链板输送带(14)处于同一平面内，链板输送带(14)与衔接部件间的距离为10-15mm。