CN214824741U - 一种卷状材料包装生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及包装技术领域，特别涉及一种卷状材料包装生产线，包括输入材料卷的上料机构、用于将材料卷收紧的收卷机构、用于将材料卷外周捆上扎带的捆扎机构和用于在扎带外部粘贴包装纸的包装机构，上料机构与收卷机构之间设有第一搬运机械手，收卷机构与捆扎机构之间设有第二搬运机械手，捆扎机构与收卷机构之间设有第三搬运机械手，本实用新型的包装生产线能够实现卷材的包装，代替人工包装，提高效率，降低人力成本。

Description

一种卷状材料包装生产线

技术领域

本实用新型涉及包装技术领域，特别涉及一种卷状材料包装生产线。

背景技术

现有的卷材包装通常都是通过人工完成的，卷材最外侧的几层是有些松散的，内部时紧实的，收卷时工人先将卷材的料头收紧，然后裹上包装纸，最后用胶水或胶条等封住，对工人要求高，重复劳动强度大，而且效率低。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的卷材包装效率低的问题，本实用新型提供一种效率高的卷状材料包装生产线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种卷状材料包装生产线，包括输入材料卷的上料机构、用于将材料卷收紧的收卷机构、用于将材料卷外周捆上扎带的捆扎机构和用于在扎带外部粘贴包装纸的包装机构，所述的上料机构与收卷机构之间设有第一搬运机械手，所述的收卷机构与捆扎机构之间设有第二搬运机械手，所述的捆扎机构与收卷机构之间设有第三搬运机械手。

进一步的，所述的收卷机构包括底座，所述的底座上滑动设有支架，支架可以来回移动，便于第一搬运机械手上料和第二搬运机械手取料。所述的支架上设有用于撑住材料卷的第一气胀轴，第一气胀轴连接有有驱动其转动的第一电机，且材料卷的旋转中心沿水平方向，所述的底座上设有用于检测材料卷的料头是否垂落的检测装置，所述的支架上设有用于将材料卷收卷后的料头压住的限位机构。

进一步的，所述的检测装置包括信号发射装置和信号接收装置，信号发射装置和信号接收装置之间的距离大于材料卷的外径。信号发射装置和信号接收信号相对设置，且信号发射方向沿水平方向。

进一步的，所述的限位机构包括设置在支架上的第一移动架，所述的第一移动架上至少转动设有第一压轮和第二压轮，所述的第一压轮和第二压轮沿材料卷的周向间隔设置，所述材料卷的料头收卷至第一压轮和第二压轮之间，第二搬运机械手上具有伸入第一压轮和第二压轮之间并压住料头的机械爪。

进一步的，所述的第一移动架连接有驱动其运动的直线移动副。

进一步的，所述的包装机构包括工作台，所述的工作台上设有用于支撑并带动材料卷的第二气胀轴，所述的材料卷上捆扎有扎带，包装纸和/或扎带上涂有胶水，所述的包装机构还包括用于将包装纸输送到材料卷旁边的输送机构和用于将包装纸压向扎带使得两者粘接的压合机构，输送机构包括用于将单张包装纸吸附并传输至材料卷附近的吸盘机械手。

进一步的，所述的压合机构包括第二移动架，所述的第二移动架上转动连接有第三压轮和第四压轮，所述的第二移动架连接有驱动其沿靠近和远离材料卷方向运动的第二驱动机构。

进一步的，所述的包装机构还包括用于将包装完成的材料卷推出的出料机构。

进一步的，所述的包装机构还包括驱动气胀轴沿材料卷轴向伸缩的第三驱动机构，所述的出料机构包括用于将包装完成的材料卷推出的推块和用于驱动推块伸缩的第四驱动机构，所述的推块头部设有与材料卷匹配的弧形槽。弧形槽可以保证材料卷被推送方向沿着推块移动方向，防止因为材料卷被推动过程中转动而偏离方向甚至无法推出

进一步的，所述的工作台上还设有用于包装纸与材料卷上的扎带粘结时保持包装纸厚度方向与材料卷的轴向垂直的限位机构，所述的限位机构包括设置在工作台上的至少两个移动轮，限位机构能够防止后面的包装纸扭转从而影响前端的卷入。

两个移动轮互相靠近或远离从而实现对包装纸的限位和松开，两个移动轮之间最小的距离大于包装纸的厚度，这样，不会因为夹紧而对包装纸产生较大摩擦力，只要能起到限位作用即可，从而减少材料卷的转动能耗。包装纸上涂有胶水，所述的移动轮侧面开设有用于避让包装纸涂胶位置的凹槽。

有益效果：

(1)本实用新型的包装生产线能够实现卷材的包装，代替人工包装，提高效率，降低人力成本；

(2)本实用新型的包装结构包装纸和产品不直接接触，且无需在产品上涂抹胶水，不污染产品；

(3)扎带实现第一层包装，包装纸末端和自身粘接，实现第二层包装，这样形成双层包装，不容易松脱；

(4)本实用新型的收卷机构能够将实现材料卷的收卷，相对人工收卷效率高；

(5)本实用新型的收卷机构能够将料头收至设定位置，便于后续包装过程中的取放；

(6)先通过检测装置检测到材料卷的料头的位置，然后将料头转动到设定位置，最后转动N整圈将材料卷收紧；

(7)本实用新型收卷机构对材料卷的方向不作要求，不同方向摆放的材料卷均能收卷，减轻工人要求和劳工强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为办实用新型的包装生产线的整体结构示意图；

图2为本实用新型的收卷机构的三维结构图；

图3为本实用新型的实施例1的收卷过程图1；

图4为本实用新型的实施例1的收卷过程图2；

图5为本实用新型的实施例1的收卷过程图3；

图6为本实用新型的实施例1的收卷过程图4；

图7为本实用新型的实施例1的收卷过程图5；

图8为本实用新型的实施例2的收卷过程图1；

图9为本实用新型的实施例2的收卷过程图2；

图10为本实用新型的实施例2的收卷过程图3；

图11为本实用新型的实施例2的收卷过程图4；

图12为本实用新型的收卷方法的流程图；

图13为第二搬运机械手的机械手抓取部位示意图；

图14为本实用新型的包装机构的结构图；

图15为包装过程拆解图；

图16为包装纸的涂胶区域示意图；

图17为包装成品示意图。

其中，1、上料机构，2、材料卷，21、料头，3、收卷机构， 30、底座，31、支架，33、第一气胀轴，34、信号发射装置， 35、信号接收装置，36、第一移动架，37、第一压轮，38、第二压轮，39、直线移动副，4、包装机构，41、工作台，43、扎带，44、第二气胀轴，45、第二移动架，461、第三压轮，462、第四压轮，47、推块，471、弧形槽，48、移动轮，49、包装纸， 491、末端，492、粘合胶区，493、封合胶区，5、捆扎机构，6、第一搬运机械手，7、第二搬运机械手，71、机械爪，8、第三搬运机械手。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1，一种卷状材料包装生产线，卷材可以是但不限于砂纸卷材，包括输入材料卷2的上料机构1、用于将材料卷2收紧的收卷机构3、用于将材料卷2外周捆上扎带43的捆扎机构5 和用于在扎带43外部粘贴包装纸49的包装机构4，上料机构1 与收卷机构3之间设有第一搬运机械手6，收卷机构3与捆扎机构5之间设有第二搬运机械手7，捆扎机构5与收卷机构3之间设有第三搬运机械手8。

如图1～2，收卷机构3包括底座30，底座30上滑动设有支架31，支架31上设有用于撑住材料卷2的第一气胀轴33，第一气胀轴33连接有驱动其转动的第一电机，且材料卷2的旋转中心沿水平方向，底座30上设有用于检测材料卷2的料头21 是否垂落的检测装置，支架31上设有用于将材料卷2收卷后的料头21压住的限位机构。

检测装置包括信号发射装置34和信号接收装置35，信号发射装置34和信号接收装置35之间的距离大于材料卷2的外径；信号发射装置34和信号接收信号相对设置，且信号发射方向沿水平方向。

限位机构包括设置在支架31上的第一移动架36，第一移动架36上至少转动设有第一压轮37和第二压轮38，第一压轮37 和第二压轮38沿材料卷2的周向间隔设置，材料卷2的料头21 收卷至第一压轮37和第二压轮38之间，第二搬运机械手7上具有伸入第一压轮37和第二压轮38之间并压住料头21的机械爪71，如图13，这样在第二搬运机械手7将收卷好的材料卷2 搬运至捆扎机构5之前，材料卷2不会松开，然后直至捆扎完成后机械爪71才松开，这样后面就通过扎带43来限制材料卷2 防止其松脱。第一搬运机械手6和第三搬运机械手8的结构不作要求，只要能夹住搬运即可。

第一移动架36连接有驱动其运动的直线移动副39。

一种如上述的收卷机构的收卷方法，如图12，包括以下步骤：

步骤一：通过第一搬运机械手6将材料卷2放置在第一气胀轴33上，第一气胀轴33撑紧在材料卷2的中心孔，此时第一移动架36远离材料卷2，且初始位置料头21一般不会到达检测装置，因此本实用新型只考虑初始位置料头21位于检测装置上方的情形。

步骤二：第一电机带动材料卷2正转，第一设定时间后判断检测装置是否有信号；如果无信号，则进行反转，并进入步骤四；如果有信号，则进入步骤三：

步骤三：第一移动架36靠近材料卷2，第一压轮37和第二压轮38压在材料卷2上，第一电机带动材料卷2反转，然后第二设定时间后判断检测装置是否有信号，如果无信号，则第一电机带动材料卷2正转，并进入步骤四，如果有信号，则故障报警；

步骤四：第一移动架36靠近材料卷2，第一压轮37和第二压轮38压在材料卷2上，驱动机构带动材料卷2收卷，收卷过程检测装置有信号开始计时，驱动机构带动材料卷2转动设定距离L，使得料头21被卷至设定位置。

步骤四中，料头21的设定位置位于第一压轮37和第二压轮38之间。

步骤四完成后，第一电机带动材料卷2继续转动N整圈，N ≥1。

可以指定顺时针为正向，逆时针为反向，当然也可以相反。

实施例1：如图3～7，此实施例中材料卷2正转是收卷方向，此时正转检测不到料头2，则需要先反转将料头2到达检测装置，然后再收卷。

实施例2：如图8～11，此实施例中材料2正转是放卷方向，此时可以很快检测到料头21，这样可以直接收卷。

如图14～17，包装机构4包括工作台41，工作台41上设有用于支撑并带动材料卷2的第二气胀轴44，第二气胀轴44 连接有驱动去转动的第二电机，材料卷2上捆扎有扎带43，包装纸49和/或扎带43上涂有胶水，胶水可以通过人工涂，也可以通过涂胶设备涂，本实用新型中，胶水涂在包装纸49上，如图2，包装纸49在与扎带43接触区域具有粘合胶区492，包装纸43末端491具有用于与其自身粘接的封口胶区493，包装机构4还包括用于将包装纸49输送到材料卷2旁边的输送机构和用于将包装纸49压向扎带43使得两者粘接的压合机构，输送机构包括用于将单张包装纸49吸附并传输至材料卷2附近的吸盘机械手。本实用新型中，包装纸9为具有一定硬度的纸板，所以可以采用吸盘机械手(吸盘机械手图中未示出)。

压合机构包括第二移动架45，第二移动架45上转动连接有第三压轮461和第四压轮462，第二移动架45连接有驱动其沿靠近和远离材料卷2方向运动的第二驱动机构。第二驱动机构可以是气缸，带动第二电机和第二气胀轴44一起升降。

包装机构4还包括用于将包装完成的材料卷2推出的出料机构。

包装机构4还包括驱动气胀轴沿材料卷2轴向伸缩的第三驱动机构，出料机构包括用于将包装完成的材料卷2推出的推块47和用于驱动推块47伸缩的第四驱动机构，推块47头部设有与材料卷2匹配的弧形槽471。第三驱动机构和第四驱动机构都可以是直线移动副，通过丝杠和电机等驱动。

工作台41上还设有用于包装纸49与材料卷2上的扎带43 粘结时保持包装纸49厚度方向与材料卷2的轴向垂直的限位机构，限位机构包括设置在工作台41上的至少两个移动轮48，两个移动轮48互相靠近或远离从而实现对包装纸49的限位和松开，两个移动轮48之间最小的距离大于包装纸49的厚度。

包装机构4工作过程：

首先，通过第三搬运机械手8将捆扎好的材料卷2放置在工作台41上，第二气胀轴44上升穿过材料卷2的中心孔，然后第二气胀轴44撑紧材料卷2的中心孔，并带动材料卷2转动。随后，吸盘机械手吸住一张包装纸49，并将包装纸49的头部靠近材料卷2，这时，第二移动架45靠近材料卷2并通过第三压轮461和第四压轮462将包装纸49压向材料卷2，压力作用下包装纸49与扎带43粘合，然后吸盘机械手松开，材料卷2转动，并将包装纸49卷在扎带43外面，在吸盘机械手松开的同时，移动轮48靠近包装纸49，对后面的包装纸49进行限位，防止后面的包装纸49扭转从而影响前端的卷入，移动轮48侧面开设有用于避让包装纸49的粘合胶区492的凹槽，所以不会对粘合胶区492产生干涉，然后在包装纸49的末端491到达移动轮48之前，移动轮48就移开，防止移动轮对封合胶区492 产生干涉，当然，移动轮48侧面的凹槽也可以开设较大尺寸，进行避让封合胶区493，这样，就不需要提前移开移动轮48。移动轮48的数量和位置可以根据包装纸49的长度和宽度等进行设定，包装纸49最后全部卷在扎带43的外侧，且包装纸49 的末端通过封口胶区493与自身粘合，然后移动架45远离材料卷2，第二气胀轴44收缩并下降，推块47伸出，将包装好的卷材推出。

捆扎机构5可以采用现有的捆扎机，捆扎位置位于材料卷2 的中间，那么第二搬运机械手的机械爪就不能超过材料卷2的中间位置。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卷状材料包装生产线，其特征在于:包括输入材料卷(2)的上料机构(1)、用于将材料卷(2)收紧的收卷机构(3)、用于将材料卷(2)外周捆上扎带(43)的捆扎机构(5)和用于在扎带(43)外部粘贴包装纸(49)的包装机构(4)，所述的上料机构(1)与收卷机构(3)之间设有第一搬运机械手(6)，所述的收卷机构(3)与捆扎机构(5)之间设有第二搬运机械手(7)，所述的捆扎机构(5)与收卷机构(3)之间设有第三搬运机械手(8)。

2.根据权利要求1所述的一种卷状材料包装生产线，其特征在于：所述的收卷机构(3)包括底座(30)，所述的底座(30)上滑动设有支架(31)，所述的支架(31)上设有用于撑住材料卷(2)的第一气胀轴(33)，第一气胀轴(33)连接有驱动其转动的第一电机，且材料卷(2)的旋转中心沿水平方向，所述的底座(30)上设有用于检测材料卷(2)的料头(21)是否垂落的检测装置，所述的支架(31)上设有用于将材料卷(2)收卷后的料头(21)压住的限位机构。

3.根据权利要求2所述的一种卷状材料包装生产线，其特征在于：所述的检测装置包括信号发射装置(34)和信号接收装置(35)，信号发射装置(34)和信号接收装置(35)之间的距离大于材料卷(2)的外径；信号发射装置(34)和信号接收信号相对设置，且信号发射方向沿水平方向。

4.根据权利要求2所述的一种卷状材料包装生产线，其特征在于：所述的限位机构包括设置在支架(31)上的第一移动架(36)，所述的第一移动架(36)上至少转动设有第一压轮(37)和第二压轮(38)，所述的第一压轮(37)和第二压轮(38)沿材料卷(2)的周向间隔设置，所述材料卷(2)的料头(21)收卷至第一压轮(37)和第二压轮(38)之间，第二搬运机械手(7)上具有伸入第一压轮(37)和第二压轮(38)之间并压住料头(21)的机械爪(71)。

5.根据权利要求4所述的一种卷状材料包装生产线，其特征在于：所述的第一移动架(36)连接有驱动其运动的直线移动副(39)。

6.根据权利要求1所述的一种卷状材料包装生产线，其特征在于：所述的包装机构(4)包括工作台(41)，所述的工作台(41)上设有用于支撑并带动材料卷(2)的第二气胀轴(44)，所述的材料卷(2)上捆扎有扎带(43)，包装纸(49)和/或扎带(43)上涂有胶水，所述的包装机构(4)还包括用于将包装纸(49)输送到材料卷(2)旁边的输送机构和用于将包装纸(49)压向扎带(43)使得两者粘接的压合机构，输送机构包括用于将单张包装纸(49)吸附并传输至材料卷(2)附近的吸盘机械手。

7.根据权利要求6所述的一种卷状材料包装生产线，其特征在于：所述的压合机构包括第二移动架(45)，所述的第二移动架(45)上转动连接有第三压轮(461)和第四压轮(462)，所述的第二移动架(45)连接有驱动其沿靠近和远离材料卷(2)方向运动的第二驱动机构。

8.根据权利要求6所述的一种卷状材料包装生产线，其特征在于：所述的包装机构(4)还包括用于将包装完成的材料卷(2)推出的出料机构。

9.根据权利要求8所述的一种卷状材料包装生产线，其特征在于：所述的包装机构(4)还包括驱动气胀轴沿材料卷(2)轴向伸缩的第三驱动机构，所述的出料机构包括用于将包装完成的材料卷(2)推出的推块(47)和用于驱动推块(47)伸缩的第四驱动机构，所述的推块(47)头部设有与材料卷(2)匹配的弧形槽(471)。

10.根据权利要求6所述的一种卷状材料包装生产线，其特征在于：所述的工作台(41)上还设有用于包装纸(49)与材料卷(2)上的扎带(43)粘结时保持包装纸(49)厚度方向与材料卷(2)的轴向垂直的限位机构，所述的限位机构包括设置在工作台(41)上的至少两个移动轮(48)，两个移动轮(48)互相靠近或远离从而实现对包装纸(49)的限位和松开，两个移动轮(48)之间最小的距离大于包装纸(49)的厚度。

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