TWI698376B

TWI698376B - 上袋設備

Info

Publication number: TWI698376B
Application number: TW108122084A
Authority: TW
Inventors: 周榮源; 樊孝義; 張佳陽
Original assignee: 翔元自動化機械有限公司
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2020-07-11
Also published as: TW202100411A

Abstract

一種上袋設備包含一機架、一承載座、一移載件及一裁切機構。該承載座安裝於該機架上，該移載件可移動地設置於該承載座的上方，該移載件具有一感應器及一袋夾機構，其中一填袋料帶可通過該移載件與該承載座，且該填袋料帶具有複數個封口結構，該裁切機構設置於該承載座上。本發明藉由該移載件的感應器感測填袋料帶的其中之一封口結構的設計，可適用於不同袋長規格的填袋料帶，使本發明上袋設備能生產具有不同袋長規格的填充袋。

Description

上袋設備

本發明關於一種上袋設備，尤指一種可適用於具有不同袋長規格的填充袋的上袋設備。

現行菇類栽培，大多採用太空包栽培，其係將菇類生長所需的各種原料充份混合均勻之後，裝填至塑膠袋中，接著經過高溫殺菌、植菌、出菇、採收及包裝，再經由物流配送至消費者的手中。而各家菇農對於太空包的規格、裝填至塑膠袋中各種原料的比例、重量等，皆有所不同。因此，如何對不同規格的太空包進行自動化生產，以符合菇類廣大的市場規模，是業界一項重要的課題。

本發明提供一種可適用於具有不同袋長規格的填充袋的上袋設備，以對不同規格的太空包進行自動化生產。

本發明上袋設備包含一機架、一承載座、一移載件及一裁切機構。該承載座安裝於該機架上，該移載件安裝於該機架上且可移動地設置於該承載座的上方，該移載件具有一感應器及一袋夾機構，其中一填袋料帶可通過該移載件與該承載座，且該填袋料帶具有複數個封口結構，該裁切機構設置於該承載座上。該上袋設備配置以執行：驅動該移載件自一下始位置沿一上行方向遠離該承載座；當該移載件沿該上行方向移動至該感應器感測該填袋料帶之該複數個封口結構的其中之一封口結構時，記錄該下始位置與該封口結構間的一上行距離且驅動該移載件自該封口結構處沿該上行方向移動一預定距離，以抵達一上始位置；當該移載件抵達該上始位置時，驅動該袋夾機構夾持該填袋料帶；當該袋夾機構夾持該填袋料帶時，驅動該移載件沿相反於該上行方向之一下行方向移動一下行距離，使該移載件回歸該下始位置並帶動該封口結構至一裁切位置，其中該下行距離為該上行距離與該預定距離的和；及當該封口結構移動至該裁切位置時，驅動該裁切機構裁切該填袋料帶，以取得一填充袋。

根據一實施例，本發明上袋設備更包含一電致動件，耦接於該移載件，該電致動件用以驅動該移載件沿該上行方向或該下行方向移動，其中該上袋設備配置以執行：當該移載件沿該上行方向移動至該感應器感測該填袋料帶之該複數個封口結構的其中之一封口結構時，經由該電致動件計算該下始位置與該封口結構間的該上行距離。

綜上所述，本發明上袋設備利用設置於移載件的感應器，在移載件沿上行方向移動的過程中，感測填袋料帶的其中之一封口結構，且可經由致動件(例如伺服馬達)計算移載件自下始位置移動至感應器感測填袋料帶的其中之一封口結構的距離。由於不同袋長規格的填袋料帶的封口結構的位置皆有所不同，本發明藉由感應器感測填袋料帶的其中之一封口結構的設計，可適用於不同袋長規格的填袋料帶，使本發明上袋設備的裁切機構能裁切並生產具有不同袋長規格的填充袋。有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

1000:上袋設備

A:填充袋套接機構

1:填袋料帶

A0:電致動件

10:填充袋

A1:線性構件

11、11':封口結構

A2:線性配合件

12:袋口

A3:安裝座

2:機架

A4:驅動件

3:承載座

A5:套接爪

4:移載件

A50:樞接段

40:感應器

A51:爪段

41:袋夾機構

A52:連接段

5:裁切機構

B:孔位夾持件

50:裁刀機構

C:電致動件

51:袋口固持機構

C1:第一線性構件

510:裁切槽

C2:第二線性構件

52:料帶固定件

C3:線性配合件

6:袋固機構

D:料捲輪組

7:轉盤

E:張力輪組

70:孔位突緣

P1:下始位置

8:袋口開啟機構

P2:上始位置

80:第一吸盤

P3:裁切位置

81:第二吸盤

Q1:第一位置

82:吸盤頂推機構

Q2:第二位置

9:填充袋移置機構

R1:預備位置

90:電致動件

R2:作動位置

91:線性構件

R3:套接位置

92:線性配合件

X1:上行方向

93:安裝座

X2:下行方向

Y1:輸送方向

L1:上行距離

L2:預定距離

L3:下行距離

第1圖為本發明實施例上袋設備的示意圖。

第2圖為第1圖所示的上袋設備沿視角方向I-I的示意圖。

第3圖為本發明實施例上袋設備的袋夾機構夾持填袋料帶的示意圖。

第4圖為本發明實施例上袋設備的移載件位於下始位置的示意圖。

第5圖為本發明實施例上袋設備的袋固機構固定填袋料帶的示意圖。

第6圖為本發明實施例上袋設備的裁切機構完成裁切填袋料帶的示意圖。

第7圖為本發明實施例上袋設備的袋口開啟機構打開填充袋的袋口的示意圖。

第8圖為本發明實施例填充袋位於孔位突緣下方的示意圖。

第9圖為本發明實施例填充袋套接機構的套接爪進入填充袋的袋口的示意圖。

第10圖為本發明實施例填充袋套接機構的套接爪處於一展開狀態的示意圖。

第11圖為本發明實施例填充袋套接於轉盤的孔位突緣且填充袋套接機構的套接爪處於該展開狀態的示意圖。

第12圖為本發明實施例填充袋套接於轉盤的孔位突緣且填充袋套接機構的套接爪處於一收合狀態的示意圖。

第13圖為本發明實施例填充袋套接機構的安裝座位於一預備位置的示意圖。

以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。有關本發明之前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。值得一提的是，以下實施例中所提到的耦接、電性連接，代表元件間可以直接或間接、有線或無線的方式傳遞電訊號、磁訊號以及命令訊號等電性能量資料，或是元件間可以直接或間接驅動的方式驅動。因此，使用的連接用語是用以說明，而非對本發明加以限制。此外，在下列各實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號。

請參閱第1圖及第2圖，第1圖為本發明實施例一上袋設備1000的示意圖，第2圖為第1圖所示的上袋設備1000沿視角方向I-I的示意圖。如第1圖及第2圖所示，上袋設備1000包含一機架2、一承載座3、一移載件4、一裁切機構5及一料捲輪組D，承載座3與移載件4均安裝於機架2上，且移載件4可移動地設置於該承載座的上方並具有一感應器40及一袋夾機構41，且填袋料帶1具有複數個封口結構11，裁切機構5設置於承載座3上，料捲輪組D安裝於機架2上並用以保持並供應捲收狀的填袋料帶1，使填袋料帶1可通過移載件4與承載座3抵達裁切機構5處，較佳者，在本實施例中的上袋設備1000配置兩組料捲輪組，且兩組料捲輪組延垂直方向上下排列，可同時向移載件4與裁切機構5供應兩道填袋料帶，並且可維持上袋設備1000整體的體積，避免上袋設備1000的體積過大。

另外，上袋設備1000可更包含一張力輪組E，張力輪組E設置於料捲輪組D與移載件4之間，張力輪組E用以調整自料捲輪組D捲出之填袋料帶1的張力，使填袋料帶1保持張緊狀態。在此實施例中，張力輪組E可包含兩個位置固定的惰輪(如第2圖所示張力輪組E的上側兩輪)及一個可上下滑移的惰輪(如第2圖所示張力輪組E的下側輪)，可藉由惰輪的重量向下撐張，使填袋料帶1保持張緊狀態。而本發明圖式所示之張力輪組E的數量及位置僅為例示，本發明不以此為限。

另外，上袋設備1000可更包含一電致動件C、一第一線性構件C1、一第二線性構件C2及一線性配合件C3，電致動件C及第二線性構件C2均安裝於機架2，第一線性構件C1耦接於電致動件C，且第一線性構件C1與第二線性構件C2的走向均平行於一上行方向X1或一下行方向X2。線性配合件C3固設於移載件4且可轉動地耦接於第一線性構件C1，藉此電致動件C便可耦接於移載件4。在此實施例中，第一線性構件C1可為一滾珠螺桿，第二線性構件C2可為一滑軌，線性配合件C3為一螺桿滑台，且電致動件C可為一馬達。該馬達(即電致動件C)用以驅動該滾珠螺桿(即第一線性構件C1)正轉或反轉，以驅動該螺桿滑台(即線性配合件C3)連帶移載件4沿該滾珠螺桿移動。如此一來，電致動件C便可用以驅動移載件4沿上行方向X1或下行方向X2且於一下始位置P1與一上始位置P2之間移動(如第2圖所示)。

如第1圖及第2圖所示，上袋設備1000更包含一袋固機構6，袋固機構6設置於承載座3上，且袋固機構6與裁切機構5相對承載座3沿下行方向X2依序且間隔排列設置。裁切機構5包含一裁刀機構50、一袋口固持機構51及一料帶固定件52，裁刀機構50用以裁切填袋料帶1，袋口固持機構51對應裁刀機構50，料帶固定件52對應袋口固持機構51，袋口固持機構51具有一裁切槽510。上袋設備1000更包含一轉盤7及一袋口開啟機構8，轉盤7設置於機架2之一側，袋口開啟機構8設置於裁切機構5下方。袋口開啟機構8包含一第一吸盤80、一第二吸盤81及一吸盤頂推機構82，第二吸盤81對應第一吸盤80，吸盤頂推機構82耦接於第一吸盤80，吸盤頂推機構82用以移動第一吸盤80與第二吸盤81使第一吸盤80與第二吸盤81移動而相互靠近或遠離。

以下針對上袋設備1000裁切填袋料帶1的原理進行說明，請參閱第2圖至第6圖，第3圖為本發明實施例上袋設備1000的袋夾機構41夾持填袋料帶1的示意圖，第4圖為本發明實施例上袋設備1000的移載件4位於下始位置P1的示意圖，第5圖為本發明實施例上袋設備1000的袋固機構6固定填袋料帶1的示意圖，第6圖為本發明實施例上袋設備1000的裁切機構5完成裁切填袋料帶1的示意圖。

在此實施例中，電致動件C較佳為一伺服馬達，因此在移載件4沿上行方向X1或下行方向X2移動的過程中，本發明可利用該伺服馬達(即電致動件C)搭配閉迴路控制計算移載件4的移動距離(如第2圖所示)，而本發明電致動件C的馬達種類可不侷限於該伺服馬達，例如電致動件C也可為一步進馬達，端視實際需求而定。如第3圖所示，上袋設備1000驅動移載件4自下始位置P1沿上行方向X1遠離承載座3。在移載件4沿上行方向X1移動的過程中，當移載件4沿上行方向X1移動至感應器40感測填袋料帶1之複數個封口結構11的其中之一封口結構11'時，上袋設備1000可藉由該伺服馬達(即電致動件C)計算並紀錄下始位置P1與封口結構11'間的一上行距離L1。接著，上袋設備1000再驅動移載件4自封口結構11'處沿上行方向X1移動一預定距離L2，以抵達上始位置P2，其中預定距離L2為系統設計時給定或經由作業員輸入之一定值。

當移載件4抵達上始位置P2時，上袋設備1000驅動袋夾機構41夾持填袋料帶1，使移載件4可帶動填袋料帶1移動。當袋夾機構41夾持填袋料帶1時，上袋設備1000另驅動移載件4沿相反於上行方向X1之一下行方向X2移動一下行距離L3，使移載件4回歸下始位置P1並帶動封口結構11'至一裁切位置P3，填袋料帶1受到帶動而使惰輪上升，同時，位於惰輪旁側的感測器於感應惰輪時，可啟動料捲輪組D轉動而釋放填袋料帶1。此時，由於袋固機構6與裁切機構5相對承載座3沿下行方向X2依序且間隔排列設置，因此當封口結構11'位於裁切位置P3時，袋固機構6與裁切機構5分別位於封口結構11'的相對兩側(如第4圖所示)。如第5圖所示，當封口結構11'移動至裁切位置P3時(即當移載件4回歸下始位置P1時)，袋固機構6固定填袋料帶1，裁切機構5的袋口固持機構51將填袋料帶1壓持於料帶固定件52。如此一來，請參考第6圖，上袋設備1000便能驅動裁切機構5的裁刀機構50沿一輸送方向Y1移動，以經由袋口固持機構51的裁切槽510裁切填袋料帶1，進而取得一填充袋10。完成填袋料帶1的裁切並取得填充袋10後，裁刀機構50收回如第6圖所示的位置。

值得一提的是，下行距離L3設定為上行距離L1與預定距離L2的和。根據上述該些距離的關係，當移載件4由上始位置P2經過下行距離L3移動至下始位置P1時，封口結構11'經過上行距離L1抵達下始位置P1再經過預定距離L2抵達裁切位置P3(如第3圖與第4圖所示)。因此，封口結構11'可位於袋固機構6與裁切機構5之間，如此本發明上袋設備1000的裁切機構5便可確保裁切機構5能裁切填袋料帶1的封口結構11'的下緣。惟在本創作其他可能的實施例中，依封口結構11’與裁切機構5裁切處之間希望預留的長度不同，封口結構11’的裁切位置也可能恰位於袋固機構6或位於袋固機構6上方。再者，本發明的上行距離L1係根據移載件4的感應器40感測到填袋料帶1的封口結構11、11'時經由電致動件C計算移載件4的移動距離決定。也就是說，本發明經由電致動件C計算移載件4的移動距離所決定的上行距離L1係實際對應填袋料帶1的封口結構11、11'的實際位置。如此一來，本發明上袋設備1000可用以裁切具有不同封口結構位置的填袋料帶，以取得不同袋長的填充袋。

另一方面，如第5圖所示，當移載件4回歸下始位置P1時，本發明上袋設備1000除了利用袋固機構6固定填袋料帶1及裁切機構5的袋口固持機構51將填袋料帶1壓持於料帶固定件52外，本發明上袋設備1000另利用吸盤頂推機構82驅動第一吸盤80及第二吸盤81壓抵填袋料帶1，使袋固機構6、袋口固持機構51與第一吸盤80及第二吸盤81分別於填袋料帶1的不同處夾持填袋料帶1。也就是說，當移載件4回歸下始位置P1時，填袋料帶1沿下行方向X2依序受袋固機構6、袋口固持機構51及吸盤頂推機構82夾持。如此一來，當裁切機構5裁切填袋料帶1以取得填充袋10時，填充袋10雖與填袋料帶1切割，但此時填充袋10仍可被吸盤頂推機構82夾持。接著，第一吸盤80與第二吸盤81分別對填充袋10的兩側提供吸力，使填充袋10的兩側分別被吸附。在此實施例中，第一吸盤80與第二吸盤81可分別耦接於一真空泵，藉由該真空泵，使第一吸盤80與第二吸盤81可分別對填充袋10的兩側提供吸力。

請參閱第5圖及第7圖，第7圖為本發明實施例上袋設備1000的袋口開啟機構8打開填充袋10的袋口12的示意圖。當第一吸盤80與第二吸盤81分別吸附填充袋10的兩側時，吸盤頂推機構82驅動第一吸盤80與第二吸盤81分離，以打開填充袋10的一袋口12(如第7圖所示)。進一步地，轉盤7具有一孔位突緣70，上袋設備1000更包含一填充袋移置機構9。請參閱第6圖至第8圖，第8圖為本發明實施例填充袋10位於孔位突緣70下方的示意圖。當吸盤頂推機構82打開填充袋10的袋口12時，填充袋移置機構9驅動吸附填充袋10的袋口開啟機構8，使填充袋10由裁切機構5下方的一第一位置Q1移動至孔位突緣70的一第二位置Q2。

進一步地，填充袋移置機構9包含一電致動件90、一線性構件91、一線性配合件92及一安裝座93，電致動件90安裝於機架2上，線性構件91耦接於電致動件90，線性配合件92可活動地設置於線性構件91上，且安裝座93設置於線性配合件92上且可與線性配合件92同動，其中第一吸盤80、第二吸盤81及吸盤頂推機構82安裝於安裝座93上。

在此實施例中，線性構件91可為一滾珠螺桿，線性配合件92可為一螺桿滑台，且電致動件90可為一馬達。該馬達(即電致動件90)用以驅動該滾珠螺桿(即線性構件91)正轉或反轉，以驅動該螺桿滑台(即線性配合件92)連帶安裝座93沿該滾珠螺桿移動。進一步地，當電致動件90驅動線性構件91正轉時，線性構件91驅動線性配合件92及安裝座93朝第二位置Q2移動，當電致動件90驅動線性構件91反轉時，線性構件91驅動線性配合件92及安裝座93朝第一位置Q1移動。承上所述，當吸盤頂推機構82打開填充袋10的袋口12時(如第7圖所示)，上袋設備1000之一控制單元(圖未繪示)控制電致動件90驅動線性構件91正轉，使線性配合件92帶動安裝座93沿輸送方向Y1移動，藉此吸附填充袋10的袋口開啟機構8便可連同填充袋10共同由裁切機構5下方的第一位置Q1移動至孔位突緣70下方的第二位置Q2(如第6圖及第8圖所示)。

另外，上袋設備1000更包含一填充袋套接機構A，填充袋套接機構A設置於機架2上，填充袋套接機構A用以將填充袋10的袋口12套接轉盤7的孔位突緣70。如第8圖所示，填充袋套接機構A包含一電致動件A0、一線性構件A1、一線性配合件A2、一安裝座A3、一驅動件A4及一套接爪A5，電致動件A0安裝於機架2上，線性構件A1耦接於電致動件A0，線性配合件A2可活動地設置於線性構件A1上，安裝座A3設置於線性配合件A2上且可與線性配合件A2同動，驅動件A4設置於安裝座A3上，且套接爪A5耦接於驅動件A4。在此實施例中，線性構件A1可為一滾珠螺桿，線性配合件A2可為一螺桿滑台，且電致動件A0可為一馬達。該馬達(即電致動件A0)用以驅動該滾珠螺桿(即線性構件A1)正轉或反轉，以驅動該螺桿滑台(即線性配合件A2)連帶安裝座A3沿該滾珠螺桿移動。進一步地，當電致動件A0驅動線性構件A1正轉時，線性構件A1驅動線性配合件A2及安裝座A3沿下行方向X2移動，當電致動件A0驅動線性構件A1反轉時，線性構件A1驅動線性配合件A2及安裝座A3沿上行方向X1移動。

請參閱第8圖至第13圖，第9圖為本發明實施例填充袋套接機構A的套接爪A5進入填充袋10的袋口12的示意圖，第10圖為本發明實施例填充袋套接機構A的套接爪A5處於一展開狀態的示意圖，第11圖為本發明實施例填充袋10套接於轉盤7的孔位突緣70且填充袋套接機構A的套接爪A5處於該展開狀態的示意圖，第12圖為本發明實施例填充袋10套接於轉盤7的孔位突緣70且填充袋套接機構A的套接爪A5處於一收合狀態的示意圖，第13圖為本發明實施例填充袋套接機構A的安裝座A3位於一預備位置R1的示意圖。

當填充袋10由裁切機構5下方的第一位置Q1移動至孔位突緣70的第二位置Q2時，如第8圖至第13圖所示，上袋設備1000配置以執行以下步驟，以將填充袋10套接於轉盤7的孔位突緣70：

步驟100：控制電致動件A0正轉以轉動線性構件A1，使線性配合件A2連帶安裝座A3沿下行方向X2移動。

步驟102：當線性配合件A2連帶安裝座A3共同沿下行方向X2由預備位置R1移動至一作動位置R2時，套接爪A5進入填充袋10的袋口12。

步驟104：當安裝座A3移動至作動位置R2時，驅動件A4驅動套接爪A5由一收合狀態展開為一展開狀態，以經由袋口12套取填充袋10。

步驟106：當套接爪A5套取填充袋10時，電致動件A0反轉以轉動線性構件A1，使線性配合件A2連帶安裝座A3沿上行方向X1移動。

步驟108：當線性配合件A2連帶安裝座A3共同沿上行方向X1由作動位置R2移動至一套接位置R3時，填充袋10的袋口12藉由套接爪A5套接於孔位突緣70。

步驟110：當線性配合件A5連帶安裝座A3共同沿上行方向X1由作動位置移動至一套接位置R3時，填充袋10的袋口12藉由套接爪A5套接於孔位突緣70。

步驟112：當填充袋10的袋口12藉由套接爪A5套接於孔位突緣70後，驅動件A4驅動套接爪A5由該展開狀態收合為該收合狀態。

步驟114：當套接爪A5由該展開狀態收合為該收合狀態時，電致動件A0反轉轉動線性構件A1，使線性配合件A2連帶安裝座A3沿上行方向X1移動，使安裝座A3由套接位置R3回復至預備位置R1。

經由上述步驟，上袋設備1000便可將填充袋10套接於轉盤7的孔位突緣70。在此實施例中，驅動件A4可為一汽缸，套接爪A5可包含一樞接段A50、一爪段A51及一連接段A52，爪段A51與連接段A52分別從樞接段A50延伸而出，連接段A52的另一端受驅動件A4卡抵。當該汽缸(即驅動件A4)的缸體驅動汽缸頭沿下行方向X2移動時，該汽缸頭經由連接段A52帶動爪段A51，使爪段A51由該收合狀態轉為該展開狀態；當該汽缸(即驅動件A4)的該缸體驅動該汽缸頭沿上行方向X1移動時，該汽缸頭經由連接段A52帶動爪段A51，使爪段A51該展開狀態轉為該收合狀態。

另外，如第8圖至第13圖所示，上袋設備1000更包含一孔位夾持件B，孔位夾持件B能夠朝向孔位突緣70夾抵填充袋10，可以是例如TW397045號專利中的夾合爪、CN200990804Y號專利中的夾袋夾或CN109168986A號專利中的加膠袋夾，具體而言，孔位夾持件B可包括一至數個夾爪，可活動地設置於轉盤7的孔位突緣70周圍，並且以彈簧夾抵或者以氣壓缸控制開闔，使孔位夾持件B能夠朝向孔位突緣70夾壓，當上袋設備1000將填充袋10的袋口12套接於轉盤7的孔位突緣70時，孔位夾持件B夾持孔位突緣70，以將填充袋10緊固於孔位突緣70上，避免填充袋10於上袋設備1000作動過程中或後續生產流程裡，自孔位突緣70脫落。

相較先前技術，本發明上袋設備利用設置於移載件的感應器，在移載件沿上行方向移動的過程中，感測填袋料帶的其中之一封口結構，且可經由致動件(例如伺服馬達)計算移載件自下始位置移動至感應器感測填袋料帶的其中之一封口結構的距離。由於不同袋長規格的填袋料帶的封口結構的位置皆有所不同，本發明藉由感應器感測填袋料帶的其中之一封口結構的設計，可適用於不同袋長規格的填袋料帶，使本發明上袋設備的裁切機構能裁切並生產具有不同袋長規格的填充袋。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。