TWI741883B - 自動化紙管熱壓成型機 - Google Patents

Abstract

一種自動化紙管熱壓型機，包括：一機殼，內部由一隔板區出作業室及加工室，隔板具有洞口連通作業室與加工室；一供料架，呈斜置安裝於機殼且供外部與作業室相連通，供放置預備加工的紙管；作業室內設有升降置管組件、放管移載組件、紙管推送組件，前述多個機構負責將紙管送入作業室再移至加工室內，加工室內設有芯模、多組加壓組件及退管組件，用以將圓型紙管熱壓成斷面似Ｕ字型的紙管，並在成型後送回作業區，作業區內另設有出料組件，用以收集加工成型後的紙管，藉此自動化的加工方式，快速及穩定地完成紙管的熱壓成型作業。

Description

自動化紙管熱壓成型機

本發明為一種紙管熱壓成型機的技術領域，尤其指一種能自動化將圓形紙管熱壓成型為特殊形狀的成型機。

近來年，隨著環保意識的抬頭，對於一些無法被自動分解的物品，逐漸被取代或淘汰。緩衝包裝材為物品運用過程中必備的避震緩衝材料或結構，習用是以發泡塑膠或保麗龍為主，近年來已逐漸由紙質緩衝包裝材所取代。

本發明人先前設計了一種由圓筒狀紙管熱壓成型為斷面似U型的紙管，搭配其他不同尺寸的內管，形成一種結構強度佳且具備良好緩衝避震效果的紙質緩衝包裝材。但隨著需求量增加，舊型熱壓成型機已無法負荷所需的生產量，且舊型機器在圓型紙管尺寸加大及加長時，在紙管與芯模對接過程中，兩者皆採長距離移動且呈懸臂式驅動，容易產生偏移或對合不確實情形；另外芯模在經上、下、左、右模具與其熱壓時，也容易發生輕微偏移現象，造成機械故障率增加，熱壓品質不良的情形經常發生。有鑑於此本發明人思考設計一組自動化機械。

本發明之主要目的係提供一種自動化紙管熱壓成型機，用以將圓形紙管以熱壓成型方式壓製斷面似U型管，能大量且快速的生產，且生產過程中故障率低，且成型的品質佳。

為實現前述目的，本發明採用了如下技術方案：

本發明為一種自動化紙管熱壓型機，是在一機殼內由一隔板區隔出作業室及加工室，隔板具有洞口連通作業室與加工室；一供料架，呈斜置狀安裝於機殼，與作業室連通，供預備加工的紙管放置；一升降置管組件，設置於作業室，包括升降機構及承架，承架受升降機構驅動能上升與洞口平行，供紙管順利進入該洞口；一放管移載組件，設置於作業室，包括移動機構及取放臂，取放臂設有多組吸盤組，取放臂由吸盤組吸附紙管，移動機構負責帶動取放臂於供料架與承架之間移載；一紙管推送組件，設置於作業室，包括推動機構及推送件，推動機構帶動推送件朝洞口中心移動，讓紙管沿著承架經洞口進入加工室內；一出料組件，設置於作業室，包括驅動機構及斜板，驅動機構能移動斜板移動至於洞口下方，收集加工後經洞口退出之成型後的紙管；一芯模，設置於加工室中，芯模呈水平設置且中心對應於洞口，且芯模內安裝著加熱器；多組加壓組件，安裝於機殼且分佈於芯模的上、下、左、右方向，多個加壓組件分別安裝著上模、下模、左模及右模，上模、下模、左模及右模內安裝著加熱器，每個加壓組件負責帶動相對應的上模、下模、左模及右模朝向芯模移動及施壓；以及一退管組件，位於加工室內，包括退移機構及退紙管件，退紙管件套置於芯模外圍，退移機構能帶動退紙管件能沿芯模移動，將成型後的紙管由加工室經洞口送回作業室。

作為較佳優選實施方案之一，承架設有兩支平行的橫桿，由兩支橫桿負責承載呈圓形之預備加工的紙管。

作為較佳優選實施方案之一，當橫桿上升至最高點時，是相接於洞口的圓周位置；當橫桿下降至最低點時，出料組件之斜板會被移洞口下方位置，收集成型後的紙管。

作為較佳優選實施方案之一，推送件主體呈一圓筒型，外徑配合洞孔及預備加工的紙管尺寸。

作為較佳優選實施方案之一，推送件面對洞口方向的端面具有一凹槽，凹槽形狀是配合芯模斷面外型，在熱壓成型過程中，推送件以凹槽對接於芯模一端。

作為較佳優選實施方案之一，推動機構是由馬達經皮帶帶動兩螺桿轉動，一移動件兩端分別螺接著螺桿，當馬達轉動就能使移動件產生線性的移動，推送件固定於移動件上而隨之移動。

作為較佳優選實施方案之一，退紙管件中間具有一孔，孔略大於芯模的尺寸，當退紙管件沿該芯模移動，可同時推動成型後的紙管順著芯模外圍移動。

作為較佳優選實施方案之一，退移機構是由馬達經皮帶來帶動兩螺桿轉動，兩組連接組分別螺接於兩螺桿，並由連接組固定著退紙管件，當馬達轉動就能使連接組產生線性的移動，退紙管件是固定於連接組上而隨之移動。

與現有技術相比，本發明具有下列具體的功效：

1.本發明利用一組放管移載組件進行紙管的移載作業，能準確地將紙管放置定位，且不會發生散掉情形，減少故障率發生；

2.本發明採芯模固定不動，紙管經推送後再移動至芯模外圍的方式，如此能對準地使紙管套置於芯模外圍，避免對接失準情形，降低故障率。 3.       本發明採芯模固定不動，紙管推送方式，能讓芯模尺寸加長加大，換言之，能熱壓成型外徑更大及更長的紙管，滿足欲生產大尺寸紙質緩衝包裝材的需。 4.       本發明芯模設有加熱器，在加工前能先行預熱，熱壓成型過程中也能維持適當高溫，此有助於熱壓成型後的紙管品質，讓紙管表面更加平整。 5.       本發明利用推送件在輸送紙管後並與芯模對接，維持上模、下模、左模及右模施壓時的穩定性，避免偏移情形，且能降低故障率。 6.       本發明自動化紙管熱壓型機，能縮短由紙管加工所需工時，藉此增加產量，降低成本，增加市場競爭。

下面將結合具體實施例和附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，當元件被稱為「安裝於或固定於」另一個元件，意指它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，意指它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。在所示出的實施例中，方向表示上、下、左、右、前和後等是相對的，用於解釋本案中不同部件的結構和運動是相對的。當部件處於圖中所示的位置時，這些表示是恰當的。但是，如果元件位置的說明發生變化，那麼認為這些表示也將相應地發生變化。

除非另有定義，本文所使用的所有技術和科學術語與屬於本創作技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術語只是為了描述具體實施例的目的，不是旨在限制本創作。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖1及圖2所示，分別為本發明自動化紙管熱壓成型機立體圖及內部結構示意圖。本發明自動化紙管熱壓成型機包括一機殼1、供料架2、升降置管組件3、放管移載組件4、紙管推送組件5、出料組件6、芯模7、多組加壓組件8及退管組件9。

機殼1形成立體半封閉的空間，中間設有一隔板11將內部區隔出兩空間，隔板11左側為作業室13，為供料架2、升降置管組件3、放管移載組件4、紙管推送組件5、出料組件6設置。隔板11右側空間為加工室14，供芯模7、多組加壓組件8及退管組件9設置。隔板11具有一洞口12連通作業室13及加工室14。欲加工的紙管先於供料架2依序設置，之後經放管移載組件4移載至升降置管組件3上，再將紙管推送組件5經洞口12送至加工室14內。紙管進入加工室14過程中並套置於芯模7外圍，再利用多組加壓組件8分別驅動上模、下模、左模、右模朝芯模7周圍移動，用以將圓管熱壓成U型管，之後再利用退管組件9經洞口12移出加工後的紙管，最後經出料組件6導引並收集成型後的紙管。

接著就各構件的結構作一詳細的說明，並一併參閱圖3及圖4、圖5、圖6、圖7及圖8。為了避免圖面過於複雜無法看清結構，僅圖3以側視圖方式畫出作業室的主要構件的配置圖。其餘圖面皆僅畫出部份結構。

供料架2為一呈傾斜狀的承載架，供紙管依序排列放置。供料架2與機殼1之作業室13相通，靠近機殼1的一端另設有一擋片21。

升降置管組件3，設置於該作業室13內，包括升降機構31及承架32，該承架32受該升降機構31驅動能上升與洞口12平行，供該紙管順利進入該洞口12內。在本實施例中，承架32上設有兩支平行的橫桿321，由兩支橫桿321承載圓形的紙管。升降機構31設有兩組分別位於承架32兩側，其中一組安裝於隔板11上，另一組設置於機殼1的側壁，兩組降機構31以等速帶動承架32升降。每一組升降機構31是利用氣壓缸及滑塊模組所作傳動，此為一般常見方式故不再詳加描述。當橫桿321上升至最高點時，是相接於洞口12的圓周位置，以利之後紙管送出。當該橫桿321下降至最低點時，則出料組件6之斜板62會被移動至橫桿321上方，以收集加工完成的紙管。

放管移載組件4，設置於作業室13內，安裝於隔板11上。放管移載組件4包括移動機構41及取放臂42，取放臂42設有多個朝下的吸盤組43。取放臂42由吸盤組43吸附紙管，移動機構41負責帶動取放臂42於供料架2與承架32之間移載。如此能精確地將每個紙管放置承架32上，也不容易讓紙管掉落，以降低故障率。在本實施例中，移動機構41負責帶動取放臂42上升、下降及橫向移動，以利取放作業的進行。移動機構41可採用伺服馬達及相關滑軌及滑塊結構，以精確控制移動位置。

請一併參閱圖5。紙管推送組件5設置於該作業室13，包括推動機構51及推送件52。推動機構51負責帶動推送件52朝洞口12中心移動，讓該紙管沿著承架32經洞口12進入加工室14內。在本實施例中，該推送件52主體呈一圓筒型，外徑配合洞口12及紙管尺寸，推送件52面對洞口12方向的端面具有一凹槽521，此凹槽521形狀是配合芯模7。推送件52在將紙管推送至芯模7外圍後，進一步會由凹槽521對接著芯模7一端，此目的是在熱壓成型過中，穩定芯模7的位置，防止中心偏移，避免故障發生。推動機構51是由馬達511經皮帶512來帶動兩螺桿513轉動，一移動件514兩端分別螺接著兩螺桿513，如此當馬達51轉動就能使移動件514產生線性的移動。推送件52則固定於移動件514上而隨之移動。

請一併參閱圖6。出料組件6設置於作業室13，包括驅動機構61及斜板62。驅動機構61能帶動斜板62移動至洞口12下方，以收集加工後由洞口12退出之成型後紙管。斜板62並延伸至機殼1外部，可與一收集箱配合而收集成型後的紙管。驅動機構61是利用氣壓缸及滑塊模組運作連動。當前述橫桿321上升至最高點時，斜板62是遠離洞口12(圖3所示)。當橫桿321下降至最低點時，斜板62則移動至洞口12下緣(如圖6所示)。

請一閱圖7及圖8。芯模7於機殼1的加工室14中間位置，被固定著不能任意移動。芯模7中心對準著洞口12中心，但並不與之接觸。芯模7內部並設有加熱器(圖中並未畫出)，加熱器在熱壓成型前及過程中皆可維持預定高溫，此有助於紙管熱壓成型的品質。加熱器可為內嵌式電熱棒或電熱絲等。在本實施例中，芯模7斷面呈U型，兩側具有溝槽71，芯模7的形狀是依預定熱壓需求而為相對的形狀。

數複個加壓組件8固定於芯模7的上方、下方、左側、右側方向，每一個加壓組件8負責驅動一施壓頭81移動。加壓組件8可為油壓推送機構，以平穩地輸出作用力。在本實施例中4個施壓頭81分別固定著上模86、下模87、左模88及右模89。上模86、下模87、左模88及右模89內設著加熱器，提供熱壓過程中所需之溫度。各模具對應芯模7形狀而為相對的形狀。

退管組件9，位於該加工室14內，包括退移機構91及退紙管件92，該退紙管件92套置於芯模7外圍，且退移機構91能帶動退紙管件92而能沿芯模7移動，以將成型後的紙管由加工室14經該洞口12送回該作業室13。退紙管件91中間具有一孔921，孔921略大於芯模7的尺寸，以利退紙管件91順利沿芯模7移動。退移機構91是由馬達911經皮帶912來帶動兩螺桿913轉動，兩組連接組914分別螺接於兩螺桿913，並由連接組914固定於退紙管件91處，如此當馬達91轉動就能使連接組914產生線性的移動。退紙管件92則固定於連接組914上而隨之移動。

如圖9A~圖9F所示，接著就整體運作方式作一簡單的說明：如圖9A，圓形紙管A被排列放置於供料架2上，再經放管移載組件4之吸盤組43吸取圖形紙管A放置於升降置管組件3之承架32的橫桿321上。如圖9B，經紙管推送組件5的推動機構51帶動推送件52將圓形紙管A經洞口12送至加工室，過程中圖形紙管A會套置於芯模7外圍，芯模7會預先預熱，推送件52之後會套接著芯模7另一端(如圖中之假想線所示)。如圖9C，之後上模86、下模87、左模88及右模89同時加熱，且經多組加壓組件8之施壓頭81依不同方向及順序施壓，藉此軟化圓形紙管並進一步被熱壓成型為U型紙管A’(如圖(9D)，之後上模86、下模87、左模88及右模89退出。如圖9E，由退管組件9作動，退移機構91帶動退紙管件92能沿芯模7移動，將成型後的U型紙管A’由加工室經該洞口12送回該作業室，此過程中推送件52也會同步退開。如圖9F，之後由出料組件6的斜板62先移動至洞口12下方，使成型後的U型紙管A’經斜板62滑出而被收集。

綜合以上所述，本發明自動化紙管熱壓成型機是採用全自動的生產模式，提升產量。另外以芯模固定不動及紙管移動的對接方式，能降低故障率，且適用大外徑及長度長的紙管熱壓成型。紙管熱壓過程中，由推送件與芯模對接固定，在承受施壓而芯模不容易偏移，降低故障率。而芯模本身具備的加熱器，於加壓前先預熱，加壓中維持適當溫度，有助於紙管成型的品質。綜合以上之功效，本發明符合專利之申請要件。

以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施例之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化及修飾，皆為本發明之專利範圍所涵蓋。

1:機殼 11:隔板 12:洞口 13:作業室 14:加工室 2:供料架 3:升降置管組件 31:升降機構 32:承架 321:橫桿 4:放管移載組件 41:移動機構 42:取放臂 43:吸盤組 5:紙管推送組件 51:推動機構 511:馬達 512:皮帶 513:螺桿 514:移動件 52:推送件 521:凹槽 6:出料組件 61:驅動機構 62:斜板 7:芯模 71:溝槽 8:加壓組件 81:施壓頭 86:上模 87:下模 88:左模 89:右模 9:退管組件 91:退移機構 911:馬達 912:皮帶 913:螺桿 914:連接組 92:退紙管件 921:孔 A:圓形紙管 A’:U形紙管

圖1為本發明自動化紙管熱壓成型機之立體圖。

圖2為本發明自動化紙管熱壓成型機之去除機殼後的內部機構示意圖。

圖3為本發明自動化紙管熱壓成型機之去除機殼後的左側視圖，即作業室內的結構示意圖。

圖4為本發明自動化紙管熱壓成型機之部份結構示意圖，圖中僅畫出隔板左側之供料架、升降置管組件、放管移載組件。

圖5為本發明自動化紙管熱壓成型機之作業室的部份結構示意圖，圖中僅畫出隔板左側之升降置管組件、紙管送料組件。

圖6為本發明自動化紙管熱壓成型機之作業室的部份結構示意圖，圖中僅畫出隔板左側之升降置管組件、出料組件。

圖7為本發明自動化紙管熱壓成型機之加工室的部份結構示意圖，圖中僅畫出芯模及多組加壓組件。

圖8為本發明自動化紙管熱壓成型機之加工室的部份結構示意圖，圖中僅畫出隔板右側之芯模及退管組件。

圖9 A為本發明自動化紙管熱壓成型機之操作示意圖，圖中紙管由供料架移置承架上。

圖9B為本發明自動化紙管熱壓成型機之操作示意圖，圖中紙管將由隔板左側經推送件送至右側。

圖9C為本發明自動化紙管熱壓成型機之操作示意圖，圖中上模、下模、左模及右模將施壓於芯模。

圖9D為本發明自動化紙管熱壓成型機之操作示意圖，圖中芯模外圍已成型一斷面似U型紙管。

圖9E為本發明自動化紙管熱壓成型機之操作示意圖，圖中紙管經送紙管件推送至作業室。

圖9F為本發明自動化紙管熱壓成型機之操作示意圖，圖中紙管經出料組件收集。

1:機殼

11:隔板

2:供料架

Claims (8)

1. 一種自動化紙管熱壓型機，包括：一機殼，內部由一隔板區隔出作業室及加工室，該隔板具有洞口連通該作業室與該加工室；一供料架，呈斜置狀安裝於該機殼，與該作業室連通，供預備加工的紙管放置；一升降置管組件，設置於該作業室，包括升降機構及承架，該承架受該升降機構驅動能上升與該洞口平行，供該紙管順利進入該洞口；一放管移載組件，設置於該作業室，包括移動機構及取放臂，該取放臂設有多組吸盤組，該取放臂由該吸盤組吸附該紙管，該移動機構負責帶動該取放臂於該供料架與該承架之間移載；一紙管推送組件，設置於該作業室，包括推動機構及推送件，該推動機構帶動推送件朝該洞口中心移動，讓該紙管沿著該承架經該洞口進入該加工室內；一出料組件，設置於該作業室，包括驅動機構及斜板，該驅動機構能移動該斜板移動至於該洞口下方，收集加工後經該洞口退出之成型後的紙管；一芯模，設置於該加工室中，該芯模呈水平設置且中心對應於該洞口，且該芯模內安裝著加熱器；多組加壓組件，安裝於該機殼且分佈於該芯模的上、下、左、右方向，多個該加壓組件分別安裝著上模、下模、左模及右模，該上模、該下模、該左模及該右模內安裝著加熱器，每個該加壓組件負責帶動相對應的該上模、該下模、該左模及該右模朝向該芯模移動及施壓；以及一退管組件，位於該加工室內，包括退移機構及退紙管件，該退紙管件套置於該芯模外圍，該退移機構能帶動該退紙管件能沿該芯模移動，將成型後的紙管由該加工室經該洞口送回該作業室。
2. 如請求項1所述之自動化紙管熱壓成型機，該承架設有兩支平行的橫桿，由兩支該橫桿負責承載呈圓形之預備加工的紙管。
3. 如請求項2所述之自動化紙管熱壓成型機，當該橫桿上升至最高點時，是相接於該洞口的圓周位置；當該橫桿下降至最低點時，該出料組件之該斜板會被移該洞口下方位置，收集成型後的紙管。
4. 如請求項1所述之自動化紙管熱壓成型機，該推送件主體呈一圓筒型，外徑配合該洞孔及預備加工的紙管尺寸。
5. 如請求項4所述之自動化紙管熱壓成型機，該推送件面對該洞口方向的端面具有一凹槽，該凹槽形狀是配合該芯模斷面外型，在熱壓成型過程中，該推送件以該凹槽對接於該芯模一端。
6. 如請求項1所述之自動化紙管熱壓成型機，該推動機構是由馬達經皮帶帶動兩螺桿轉動，一移動件兩端分別螺接著該螺桿，當該馬達轉動就能使該移動件產生線性的移動，該推送件固定於該移動件上而隨之移動。
7. 如請求項1所述之自動化紙管熱壓成型機，該退紙管件中間具有一孔，該孔略大於該芯模的尺寸，當該退紙管件沿該芯模移動，可同時推動成型後的紙管順著該芯模外圍移動。
8. 如請求項1所述之自動化紙管熱壓成型機，該退移機構是由馬達經皮帶來帶動兩螺桿轉動，兩組連接組分別螺接於兩該螺桿，並由該連接組固定著該退紙管件，當該馬達轉動就能使該連接組產生線性的移動，該退紙管件是固定於該連接組上而隨之移動。

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