TWI817780B - 自動化雙層杯生產系統及方法 - Google Patents

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張凱翔
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Abstract

一種自動化雙層杯生產系統,包含一工作機台,具有複數個工作盤間隔設置在一環形軌道上,該工作機台沿著轉動方向轉動並具有一上側面及一下側面,該工作機台的上側面依序定義一第一杯體進料區、一第二杯體進料區、一壓合區及一成品集收及一轉置區,第一杯體進料區將複數個第一杯體置於一工作盤上形成一第一杯體陣列,第二杯體進料區將複數個第二杯體置於前述的第一杯體陣列的複數個第一杯體內部,壓合區對該第一杯體陣列及第二杯體陣列進行壓合形成雙層杯陣列,該成品集收及轉置區將該雙層杯陣列集收後進行包裝及輸出。

Description

自動化雙層杯生產系統及方法
本發明係關於自動化雙層杯生產系統及方法,特別是一種用於生產易於分離的雙層杯的自動生產系統。
目前市面上最常使用的紙杯,是在紙杯體的內部使用塑膠淋膜,讓紙杯達到防油防水的效果,然而,習用紙杯的缺點是,內部的塑膠淋膜與紙杯的杯體並不好拆解分離,在回收時,無法分成紙類與塑膠類,只能夠以容器類回收,且在紙杯回收後還需要利用特殊技術分離紙杯體與塑膠淋膜,需要花費更多的金錢與時間,導致許多紙杯最後都變成垃圾,造成環境負擔。
基於上述缺失,本發明目的在於作提供一種自動化雙層杯生產系統,特別是一種用於生產易於分離的雙層杯的自動生產系統。
根據本發明目的,提供一種自動化雙層杯生產系統,包含一工作機台,具有二驅動輪帶動一環形軌道沿著一轉動方向轉動,複數個工作盤間隔設置於一環形軌道上,該環形軌道沿著該轉動方向轉動並具有一上側面與一下側面,該工作機台在該環形軌道的該上側面依序定義一第一杯體進料區、一第二杯體進料區、一壓合區及一成品集收及轉置區,其中每一該工作盤具有複數個杯架呈矩陣排列,其中該第一杯體進料區包含一入杯裝置用以將一箱體內的複數個第一杯體推入一容杯裝置內,該容杯裝置具有與該工作盤的該等杯架對應的複數個容杯槽呈矩陣排列,以及一取杯裝置用以將每一容杯槽內的其中一該第一杯體置於一工作盤上形成一第一杯體陣列。
一第二機械手臂,具有一吸盤用以吸取一第二杯體補充站的一第二杯體陣列,並將該第二杯體陣列移動至該工作盤上的該第一杯體陣列內部。
該壓合區具有一壓合裝置,將該工作盤上的該第一杯體陣列與該等第二杯體陣列壓合形成一雙層杯陣列。
該成品集收及轉置區包含一集收機構,透過一推桿將該雙層杯陣列推入一集收箱內,以及一轉置機構,用以將該集收箱內的複數個該雙層杯陣列垂直翻轉至一完成品工作站的一成品整列台上。
其中一第一杯體補充站設置於該第一杯體進料區的一側,該第一杯體補充站具有複數個箱體排列於一輸送架上,該輸送架的每一該箱體具有複數個容杯結構呈矩陣排列。
其中一第一機械手臂將該第一杯體補充站的該些箱體的其中之一移動至該入杯裝置的一支撐架上。
其中該第二杯體補充站設置於該第二杯體進料區的一側,該第二杯體補充站具有複數個箱體間隔排列,該第二杯體補充站的每一該箱體具有複數個容杯結構呈矩陣排列。
其中該完成品工作站包含一成品整列設備及一成品包裝設備。
該第二杯體進料區與該壓合區之間還設有一加熱裝置對該工作盤上的該第二杯體陣列的杯口處加熱。
該壓合裝置具有一上壓模單元設置於該工作盤上方以及一下壓模單元設置於該工作盤下方,具有一驅動源帶動該下壓模單元朝向該上壓模單元壓合。
該轉置機構包含一轉置台設於一轉盤上,該轉置台具有二滑軌分別設置於該轉置台平行的二側,二升降板分別設置於該二滑軌上,該二升降板分別連接一集收箱並帶動該集收箱沿著該滑軌移動,且該升降板或該集收箱可相對該滑軌垂直旋轉。
較佳的,該第一杯體為紙杯,該第二杯體陣列的杯體為塑料杯。
本發明還包含一種自動化雙層杯生產方法,其包含下列步驟: (a)將複數個第一杯體置於一工作盤上形成一第一杯體陣列; (b)將複數個第二杯體對應設置於該第一杯體陣列的複數個第一杯體內部; (c)對該工作盤上的該等第二杯體的杯口處加熱; (d)透過一壓合裝置將該工作盤上的該等第一杯體及該等第二杯體壓合形成一雙層杯陣列; (e)將該雙層杯陣列推入一集收箱; (f)將該集收箱內的複數個雙層杯陣列垂直翻轉至一成品整列台上;以及 (g)將該複數個雙層杯陣列的複數個雙層杯包裝及輸出。
為了清楚說明本發明之具體實施方式、構造及所達成之效果,提供實施例並配合圖式說明如下:
以下說明是以圖2標示之方向敘述,關於上、下、前、後等方向性的描述,僅是用於表示各元件的相對關係,以符合本領域技術人員的通常理解。請參閱圖1至圖2,繪示一種自動化雙層杯生產系統,包含一工作機台100,具有複數個工作盤101間隔設置在一環形軌道102上,該環形軌道102是設置在工作機台100前後兩端的兩個驅動輪103上,該驅動輪103沿著一順時針方向轉動,使該環形軌道的工作盤101向前輸送,該環形軌道102沿著順時針方向轉動(如圖2標示箭頭的方向),並具有一上側面及一下側面,該工作機台100沿著該環形軌道102的上側面依序定義一第一杯體進料區、一第二杯體進料區、一壓合區及一成品集收及轉置區,其中每一個工作盤101具有複數個杯架呈矩陣排列。該工作盤101從第一杯體進料區依序轉動至第二杯體進料區、壓合區、成品集收及轉置區為一作業循環。
請參閱圖2,一第一杯體補充站15設置於該第一杯體進料區的一側,該第一杯體補充站15具有複數個箱體16排列於一輸送架15b上,每一該箱體16具有複數個容杯結構16a呈矩陣排列,每一容杯結構16a容設複數個第一杯體18,一第一機械手臂13將前述的箱體16的其中一個移動至第一杯體進料區的一入杯裝置11的支撐架11a上。於本發明的實施例中,該第一杯體18為紙杯。
請參閱圖3及圖4,該第一杯體進料區的一入杯裝置11具有一推桿11b將前述箱體16內的複數個第一杯體18推入一容杯裝置內,該容杯裝置具有與該工作盤101的該等杯架對應的複數個容杯槽11c呈矩陣排列,每一容杯槽11c容設複數個第一杯體18,該第一杯體進料區還具有一取杯裝置與該等容杯槽11c相連接,該取杯裝置的複數個取杯出口處設有複數個落杯螺桿11d,用以使該容杯槽11c內的第一杯體18一次掉落一個至一支撐桿11e上,該支撐桿11e用於支撐該第一杯體18,該支撐桿11e向下移動使該第一杯體18落在該工作盤101上,複數個第一杯體18在該工作盤101上形成一第一杯體陣列。
進一步說明,該第一杯體補充站還具有一第一杯體暫存機構19位於前述輸送架15b的下方(請參閱圖2),該第一杯體暫存機構19具有複數暫存箱19a設置於一輸送台19b上,每一該暫存箱19a儲存複數個第一杯體18,該暫存箱19a與第一杯體補充站15的一箱體16對應設置,當前述箱體16為空箱時,一推桿19c將暫存箱19a體內的複數個第一杯體18向上推至箱體16內。
一第二杯體補充站25設置於該第二杯體進料區的一側(如圖1所示),該第二杯體進料區具有複數個箱體26間隔排列,每一該箱體26具有複數個容杯結構呈矩陣排列,每一容杯結構容設複數個第二杯體28。於本發明的實施例中,該第二杯體28為塑料杯。
請參閱圖3,一第二機械手臂23與該工作機台100呈90度設置,該第二機械手臂23為龍門型機械手臂,具有一吸盤24設置在該第二機械手臂23上,該吸盤24吸取第二杯體補充站25的其中一箱體26的每一容杯結構內的其中一個第二杯體28形成一第二杯體陣列,並透過該第二機械手臂23將該第二杯體陣列移動至位於前述工作盤101上的第一杯體陣列的複數個第一杯體18內部。
一加熱裝置30設置在該第二杯體進料區與該壓合區之間,該加熱裝置30具有複數個加熱單元31,該加熱單元31的數量與前述工作盤101上複數個杯架的數量相同,該加熱單元31對杯架上的第二杯體28的杯口處進行加熱,使該第二杯體28的杯口處升溫至95℃至150℃之間,於本發明實施例中,該加熱單元31對該等第二杯體28的杯口處加熱至100℃,該第二杯體28為塑料杯,透過加熱軟化塑料杯的開口處,加強第一杯體18與第二杯體28開口處的密合度。
請參閱圖5及圖6,該壓合區具有一壓合裝置40,該壓合裝置40具有一上壓模單元41設置於該工作盤101上方以及一下壓模單元42設置於該工作盤101下方,該下壓模單元42連接一驅動源43使該下壓模單元42朝向該上壓模單元41壓合,使工作盤101上的第一杯體陣列的複數個第一杯體18與第二杯體陣列的複數個第二杯體28壓合形成一雙層杯陣列(即第一杯體18與第二杯體28壓合形成一雙層杯80,複數個雙層杯80於該工作盤101上形成一雙層杯陣列)。該第一杯體18與該第二杯體28壓合之後,第一杯體18的內側表面向外捲曲,並覆蓋第二杯體28的杯緣,讓使用者以該第一杯體18就口飲用。
請參閱圖7及圖8,該成品集收及轉置區包含一集收機構以及一轉置機構,該集收機構具有一推桿53將位於工作盤101上的該雙層杯陣列朝上推入一集收箱55內,此時該雙層杯陣列的杯口朝上,該集收箱55用以暫時儲存多個雙層杯陣列。
該轉置機構包含一轉置台61設於一轉盤62上,該轉置台61具有二滑軌63分別設置於該轉置台61平行的二側,其中一側的滑軌63相對靠近工作機台100,另一側的滑軌63相對遠離工作機台100且靠近一完成品工作站,而二升降板64分別設置於該二滑軌63上,該二升降板64分別連接一集收箱55並帶動該集收箱55沿著該滑軌63移動。需要注意的是,該升降板64可以沿著滑軌63上下移動外,該升降板64或該集收箱55還有具有一轉軸631與該驅動輪103的轉軸平行,使該升降板64或該集收箱55能夠相對滑軌63轉動(如圖8標示箭頭的方向)。此外,該轉盤62轉軸與該驅動輪103的轉軸垂直。
進一步說明,相對靠近工作機台100的升降板64連接的集收箱55(位於該環形軌道102上方的集收箱55)用以收集多個雙層杯陣列,遠離工作機台100的升降板64連接的集收箱55為空箱(位於該環形軌道102左側邊的集收箱55),當環形軌道102上方的集收箱55儲存多個雙層杯陣列時,二側的升降板64沿著滑軌63向上移動至該滑軌63的一端,前述轉盤62順時針旋轉180度,使空的集收箱55轉為靠近工作機台100的一側,而儲存有多個雙層杯陣列的集收箱55轉為遠離工作機台100的一側,此時連接前述儲存有多個雙層杯陣列的集收箱55的升降板64相對滑軌63逆時針旋轉90度(即升降板64向後旋轉90度),使該些雙層杯陣列的開口朝向一成品整列設備70的一推桿76(即該些雙層杯陣列的開口朝向後方),該推桿76推動集收箱55內的該些雙層杯陣列至該成品整列設備70的一成品整列台71上,使該集收箱55形成空箱,此時該升降板64順時針旋轉90度並沿著滑軌63移動至該滑軌63的一端復位,待靠近工作機台100的集收箱55集滿多的雙層杯陣列後,該轉盤62會再次轉動順時針旋轉180度,使前述空箱轉為靠近工作機台100。
該完成品工作站還包含一成品包裝設備75與該成品整列設備70相連接,該成品整列設備70將多個雙層杯80整列後藉由成品輸出台72將該等雙層杯80輸出至成品包裝設備75,該成品包裝設備75將前述雙層杯80包裝後輸出。
請參閱圖9為本發明的第二實施例,於第二實施例中具有二個工作機台100,200間隔排列,共用一個第二杯體補充站25位於該二個工作機台100,200之間,並利用一個第二機械手臂23上的二個吸盤24分別將第二杯體28移動至前述二個工作機台100,200的第二杯體進料區。
進一步說明,二個第一杯體補充站15,201分別設置在二個工作機台100,200遠離第二杯體補充站25的一側,以及二個成品整列設備70,203分別設置在二個工作機台100,200的一側,且該二個成品整列設備70,203相鄰,當二個工作機台100,200的轉置機構將雙層杯陣列移動至成品整列設備70,203後,前述二個成品整列設備70,203共用一個成品輸出台72將多個雙層杯80輸出至一成品包裝設備75。於第二實施例中,二個工作機台100,200同時運轉,能夠有效提高生產效率。
請參閱圖10,本發明還提供一種自動化雙層杯生產方法,其包含下列步驟: (a)將複數個第一杯體18置於一工作盤101上形成一第一杯體陣列; (b)將複數個第二杯體28對應設置於該第一杯體陣列的複數個第一杯體18內部; (c)對該工作盤101上的該等第二杯體28的杯口處加熱; (d)透過一壓合裝置40將該工作盤101上的該等第一杯體18及該等第二杯體28壓合形成一雙層杯陣列; (e)將該雙層杯陣列推入一集收箱55; (f)將該集收箱55內的複數個雙層杯陣列垂直翻轉並移動至一成品整列台71上;以及 (g)將該複數個雙層杯陣列的複數個雙層杯80包裝及輸出。
100,200:工作機台
101:工作盤
102:環形軌道
103:驅動輪
201:第一杯體補充站
202:第一機械手臂
203:成品整列設備
11:入杯裝置
11a:支撐架
11b:推桿
11c:容杯槽
11d:落杯螺桿
11e:支撐桿
13:第一機械手臂
15:第一杯體補充站
15b:輸送架
16:箱體
16a:容杯結構
18:第一杯體
19:第一杯體暫存機構
19a:暫存箱
19b:輸送台
19c:推桿
23:第二機械手臂
24:吸盤
25:第二杯體補充站
26:箱體
28:第二杯體
30:加熱裝置
31:加熱單元
40:壓合裝置
41:上壓模單元
42:下壓模單元
43:驅動源
53:推桿
55:集收箱
61:轉置台
62:轉盤
63:滑軌
631:轉軸
64:升降板
70:成品整列設備
71:成品整列台
72:成品輸出台
75:成品包裝設備
76:推桿
80:雙層杯
圖1是本發明之第一實施例示意圖。
圖2是本發明之第一實施例之另一視角圖。
圖3是圖2之部分剖視圖。
圖4是本發明實施例的第一杯體進料區的剖視圖。
圖5是本發明實施例的壓合裝置的示意圖。
圖6是本發明實施例的雙層杯示意圖。
圖7是本發明實施例的成品集收及轉置區的示意圖。
圖8是本發明實施例的成品集收及轉置區的另一視角示意圖。
圖9是本發明之第二實施例示意圖。
圖10是本發明自動化雙層杯生產方法的流程圖。
100:工作機台
101:工作盤
13:第一機械手臂
15:第一杯體補充站
16:箱體
23:第二機械手臂
25:第二杯體補充站
26:箱體
30:加熱裝置
40:壓合裝置
70:成品整列設備
72:成品輸出台
75:成品包裝設備

Claims (10)

  1. 一種自動化雙層杯生產系統,係包含: 一工作機台,具有二驅動輪帶動一環形軌道沿著一轉動方向轉動,複數個工作盤間隔設置於該環形軌道上,該環形軌道沿著該轉動方向轉動並具有一上側面與一下側面,該工作機台在該上側面依序定義一第一杯體進料區、一第二杯體進料區、一壓合區及一成品集收及轉置區,其中每一該工作盤具有複數個杯架呈矩陣排列,其中: 該第一杯體進料區包含: 一入杯裝置,用以將一箱體內的複數個第一杯體推入一容杯裝置內,該容杯裝置具有與該工作盤的該等杯架對應的複數個容杯槽呈矩陣排列;以及 一取杯裝置,用以將每一容杯槽內的其中一該第一杯體置於一工作盤上形成一第一杯體陣列; 該第二杯體進料區包含: 一第二機械手臂,具有一吸盤用以吸取一第二杯體補充站的一第二杯體陣列,並將該第二杯體陣列移動至該工作盤上的該第一杯體陣列的內部; 該壓合區具有一壓合裝置,將該工作盤上的該第一杯體陣列與該等第二杯體陣列壓合形成一雙層杯陣列; 該成品集收及轉置區包含: 一集收機構,透過一推桿將該雙層杯陣列推入一集收箱內;以及 一轉置機構,用以將該集收箱內的複數個該雙層杯陣列垂直翻轉至一完成品工作站。
  2. 如請求項1所述之自動化雙層杯生產系統,其中一第一杯體補充站設置於該第一杯體進料區的一側,該第一杯體補充站具有複數個箱體排列於一輸送架上,該輸送架的每一該箱體具有複數個容杯結構呈矩陣排列。
  3. 如請求項2所述之自動化雙層杯生產系統,其中一第一機械手臂將該第一杯體補充站的該些箱體的其中之一移動至該入杯裝置的一支撐架上。
  4. 如請求項1所述之自動化雙層杯生產系統,其中該第二杯體補充站設置於該第二杯體進料區的一側,該第二杯體補充站具有複數個箱體間隔排列,該第二杯體補充站的每一該箱體具有複數個容杯結構呈矩陣排列。
  5. 如請求項1所述之自動化雙層杯生產系統,其中該完成品工作站包含一成品整列設備及一成品包裝設備。
  6. 如請求項1所述之自動化雙層杯生產系統,其中該第二杯體進料區與該壓合區之間還設有一加熱裝置對該工作盤上的該第二杯體陣列的杯口處加熱。
  7. 如請求項1所述之自動化雙層杯生產系統,其中該壓合裝置具有一上壓模單元設置於該工作盤上方以及一下壓模單元設置於該工作盤下方,該壓合裝置具有一驅動源帶動該下壓模單元朝向該上壓模單元壓合。
  8. 如請求項1所述之自動化雙層杯生產系統,其中該轉置機構包含一轉置台設於一轉盤上,該轉置台具有二滑軌分別設置於該轉置台平行的二側,二升降板分別設置於該二滑軌上,該二升降板分別連接一集收箱並帶動該集收箱沿著該滑軌移動,且該升降板或該集收箱可相對該滑軌垂直旋轉。
  9. 如請求項1至請求項8其中任一項所述之自動化雙層杯生產系統,其中該第一杯體為紙杯,該第二杯體陣列的杯體為塑料杯。
  10. 一種自動化雙層杯生產方法,其包含下列步驟: (a)將複數個第一杯體置於一工作盤上形成一第一杯體陣列; (b)將複數個第二杯體對應設置於該第一杯體陣列的複數個第一杯體內部; (c)對該工作盤上該等第二杯體的杯口處加熱; (d)透過一壓合裝置將該工作盤上的該等第一杯體及該等第二杯體壓合形成一雙層杯陣列; (e)將該雙層杯陣列推入一集收箱; (f)將該集收箱內的複數個雙層杯陣列垂直翻轉並移動至一成品整列台上;以及 (g)將該複數個雙層杯陣列的複數個雙層杯包裝及輸出。
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