本发明涉及一种板材的在线全自动包封装的方法;特别是涉及一种弹性塑胶板材的在线全自动包封装的方法和全自动包封装机械。
背景技术:
目前弹性板材如:塑胶板材的成品包装通常是由人工手动进行的。弹性塑胶板材的成型通常是在有机溶剂的参与下完成的,这些有机溶剂对人体来说,长期吸入通常是有毒有害的,在室内包装工作现场,弹性塑胶板材通常会散发出刺鼻的气味,长期置身其中包装工人的身体会收到伤害。另外,由于是纯手工操作,工人劳动强度大,人工占用也较多,因此效率较低,包装人工成本较高,不利于产品的市场销售。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种减少人员在线手工操作,在线全自动机械包封装弹性板材的方法和应用本方法进行弹性板材包封装的一种全自动机械。
本发明采用的技术方案是:一种弹性板材的在线全自动包封装的方法和全自动弹性板材在线包封装装置。
所述弹性板材的在线全自动包封装方法,包括以下步骤:
a.准备阶段
b.开始阶段
c.自动卷绕弹性板材阶段;
d.外皮自动包装弹性板材阶段;
e.自动封装包装外皮外圆阶段;
f.自动封装包装外皮侧端面阶段;
g.自动卸装包装物阶段;
h.自动重复b~g步骤,连续进行阶段;
所述c~g阶段在同一工位自动连续完成。
所述弹性板材的在线全自动包封装方法,还包括以下步骤:
a.准备阶段:调整底架升降部分的高度,打开底架气缸的气阀,使气缸杆呈自由状态,气缸杆在压簧的作用下伸出,驱动电缸调整水平移动式机架的宽度,驱动电缸调整外圆封装部分两侧侧端移动式封装结构的位置,驱动电缸调整侧端面封装部分两侧移动式封装结构的位置,驱动电缸调整外圆封装部分气缸行程的限位高度,驱动电缸调整压紧辊气缸行程限位高度,以适应当前包装的弹性板材规格;卷绕部分的气缸顶出,套筒轴上的大齿轮与传动轴上的小齿轮啮合,手指气缸手指张开;将卷装的包装外皮放到具有恒张力输出可以任由包装外皮自由放出的辊轴上,在人力协助下包装外皮经过张力调节辊,绕过表面带有由内向外螺旋的转向辊,在驱动辊上和压紧辊下之间的空间穿过,备用;弹性板材在前序成型机的驱动力作用下,沿水平引导平面前行进入在线包封装工序;
b.开始阶段:弹性板材穿过物料检测传感器、粘接剂喷嘴下方,物料检测传感器检测到有物料通过后发出信号,驱动辊开始转动并长度记数,弹性板材获得自主动力继续前行,弹性板材将进入卷绕阶段;
c.自动卷绕弹性板材阶段:弹性板材经过引导板进入夹臂,物料检测传感器发出信号,夹臂在手指气缸的作用下夹紧弹性板材,卷绕电机的驱动传动轴,传动轴带动套筒轴,套筒轴端与手指气缸固定,手指气缸的两个手指固定有夹臂,夹臂旋转弹性板材在引导板的作用下弯曲以夹臂为轴芯把弹性板材卷绕成卷状;在卷绕过程中,引导板对弹性板材卷有阻尼作用;弹性板材卷绕过程一直持续到物料检测传感计数器的记数长度达到控制系统规定的长度时止;
d.外皮自动包装弹性板材阶段:当物料检测传感器的记数长度达到控制系统规定的长度时,控制系统控制进料端的粘接剂喷嘴在弹性板材的料尾处喷洒粘接剂,随后,带有编码器的压紧辊在气缸的作用下,把包装外皮与弹性板材压黏在一起并记数,包装外皮与弹性板材一起运动,同时带有专利传感器的张力检测辊,在气缸驱动的作用下下沉,开始起作用控制驱动辊的速度,同时,带有驱动助力的包装外皮供给装置启动,使包装外皮的运动速度与弹性板材运动速度一致;物料检测传感器的数值达到系统规定时,控制系统发出指令,张力检测辊升起脱离包装外皮,驱动辊和包装外皮供给装置停止运动,压紧辊和张力辊之间的粘接剂喷嘴喷洒粘接剂,在压紧辊和喷嘴之间的裁刀在无杆气缸的驱动下,将包装外皮裁断,包装外皮随卷绕装置继续转动,在导向阻尼板的作用下,其尾端紧敷贴在包装外皮上;当包装外皮的尾端接近卷料的顶部时,控制系统发出指令,卷绕装置停止转动,此时包装外皮尾料处的粘接剂使包装外皮的尾端与包装外皮圆周外表面暂时黏结固定在一起,控制系统发出指令,手指气缸松开,固定在套筒固定架上的气缸杆,在气缸的作用下收回,套筒轴上的传动大齿轮与传动轴上的传动小齿轮脱离啮合,回到传动轴定位小齿轮啮合位,夹臂脱离包装料卷,包装料卷由料卷前后两侧的导向阻尼板、卸料阻尼板前后定位,由底架承担重力,包封装过程将进入热封装阶段;
e.自动封装包装外皮外圆阶段:外圆封装装置在气缸的作用下,以弹性板材卷做衬板,对包装外皮进行加热加压,使两层包装外皮融合永久牢固地黏结在一起;包装料卷进入侧端面封装阶段
f.自动封装包装外皮侧端面阶段:端面封装装置的下上两部分先后在各自气缸的作用下,以包装料卷的中心为基准做相向运动,在此过程中,下部的收料臂将侧面包装外皮全部纳入侧面封装胎具里,在上部推杆的作用下,包装外皮侧面冗料沿收料臂的斜面滑向下部的底面,压缩空气由下向中间外上方斜吹,上部两端的柔性毛刷在气缸的作用下,将包装外皮的冗料由外向内抚平均匀,上下压紧装置呈凹凸啮合结构,把包装外皮余料压紧;上胎具下沉与下胎具啮合并留有系统规定的间隙,对上下胎具之间的材料施以热压混合作用使之熔融结合,料卷两个侧面同时进行,完成料卷端面包封装,封条与凹凸压紧板之间的裁刀在无杆气缸的瞬间作用下将封条外的冗料裁掉,侧端面封装完成。
g.自动卸装包装物阶段:在气缸的作用下,卸料导向板克服弹簧的阻力打开并低于水平面,呈向下的斜面,已完成包封装的弹性板材料卷在进料导引阻尼板弹簧斜面的作用下,顺导向板滑向收料口传送带,移出生产线,在线包封装弹性板材工作完成。
h.重复b~g步骤,连续进行。
所述c~g阶段在同一工位完成。
所述全自动弹性板材在线包封装的方法的全自动弹性板材在线包封装装置,包括:包装外皮料卷的装卸工具、全自动送料装置、送料张力调节装置,其特征在于:所述全自动弹性板材在线包封装装置还包括:后机架、前机架、外圆封装部分、侧端面封装部分、底架部分、卷绕部分、导辊输送部分,所述前机架位于全自动弹性板材在线包封装装置的前部,所述后机架位于全自动弹性板材在线包封装装置的后部,两个机架之间有一条通道相隔,内部相通;所述卷绕部分位于后机架的内部水平方向的中心、垂直方向高度2/5的位置,左右各一套对称布局,左右卷绕部分中心的连线为所述全自动弹性板材在线包封装装置的基准线,基准线的中点为基准点;所述底架部分位于基准线下方,底架部分顶面的中心与基准点在一条垂直线是;所述外圆封装部分位于后机架内部、基准线上方,其左右方向的中心线的连线通过基准点;所述侧端面封装部分有2套,分别位于外圆封装部分的两侧,与外圆封装部分呈“工”形布局;所述导辊输送部分位于前机架内部;所述包装外皮料卷的装卸工具、全自动送料装置、送料张力调节装置位于前机架和后机架连接形成的顶部。
所述全自动弹性板材在线包封装装置,其特征在于:所述导辊输送部分包括:喷嘴、气缸、减速电机、喷嘴、转向八字导辊、带有编码器的驱动辊、带有编码器的压紧辊、裁刀、导辊、张力辊、固定板、气缸;转向八字导辊位于前机架前部外侧,整套设备基准线的下方,其轴心线与设备的基准线平行,表面带有从中间开始由内向外的螺旋凸纹,转向八字导辊1用滚动轴承座与前机架固定。在转向八字导辊的前上方设有一套喷嘴装置,喷嘴下底部高于设备基准线,喷嘴装置用支撑架与前机架固定;在转向八字导辊的后方设置有一组接近开关,接近开关在基准线的下面,用支架与前机架固定;前机架的内部接近基准线下方的位置,设置有带有编码器的驱动辊,驱动辊的两端用滚动轴承座与前机架固定,驱动辊的一个侧端与减速电机连接以获得驱动力,在轴承座与驱动辊之间的轴颈上固定有一个齿轮与编码器上的齿轮啮合,编码器利用支架在驱动辊的下方与前机架固定;在驱动辊轴心线的正上方,设备基准线的上方设置有带有编码器的压紧辊,带有编码器的压紧辊一端轴颈上连接有编码器,两个轴端各有一个滚动轴承座,该轴承座与气缸的气缸杆固定,气缸的缸体利用支架与固定板固定,固定板与前机架固定;在压紧辊平行的后方,设备基准线的上方,设有一个带有传感器的张力辊,张力辊的两侧端与滚动轴承座连接,轴承座与张力传感器固定,张力传感器与气缸的气缸杆固定,缸体通过支架与固定板固定;在驱动辊平行的正后方,设有一个导辊,导辊的两侧轴端连接有滚动轴承座,轴承座固定在前机架后部的外侧;在压紧辊和张力辊之间设有喷嘴装置,喷嘴装置的底部高于设备基准线,喷嘴装置利用支架与固定板固定;在设备基准线的下方,驱动辊和喷嘴装置之间,设有一个裁刀,裁刀由无杆气缸驱动,裁刀由连接块固定在无杆气缸上,无杆气缸通过支架与固定板固定;
所述底架部分包括:卸料引导板、上料引导板、上料板固定轴、丝杠结构、上料弹簧气缸组合、光杠结构、底座、升降架、卸料弹簧气缸组合、卸料板固定轴;底座与端面固定,底座的顶部的中心固定有一个直线轴承座,直线轴承座内穿有光杠结构,光杠结构的两侧设有丝杠结构,丝杠结构上固定有一个传动轮,传动轮与升降架上固定的减速电机上的传动轮一起形成传动副,升降架顶面的中心点与设备的基准点形成一条垂线,升降架的顶面在设备基准线的下方;在升降架顶面后方的机架上固定有卸料板固定轴,卸料引导板顶端的管状结构穿在卸料板固定轴上,卸料板固定轴由卡环定位;卸料引导板中部的两侧的底面与卸料弹簧气缸组合的气缸杆相铰接,气缸杆上穿有压簧,气缸缸体尾部通过支架与地面铰接;上料引导板顶边的管状结构穿在上料板固定轴上用卡环定位,上料板固定轴固定在后机架上,上料引导板中部的两侧也有两套上料弹簧气缸组合,上料引导板中部的两侧的底面与上料弹簧气缸组合的气缸杆相铰接,气缸杆上穿有压簧,气缸缸体尾部通过支架与地面铰接;
所述卷绕部分包括:光杠结构、电缸结构、卷绕装置、水平移动式机架.在后机架的两侧前后上下的4个边上各有1套光杠结构,在每个侧面下部2组光杠结构的中间,各有1套电缸结构,光杠结构的两端用支架与后机架固定,电缸结构的固定部分与后机架固定,其可移动部分与水平移动式机架固定,后机架两侧的水平移动式机架通过其与直线轴承座的固定,达到在电缸电机的驱动下水平移动的目的;卷绕装置固定在水平移动式机架垂直面的中下部、水平面的中心位置,2套卷绕装置左右对称放置;
所述卷绕装置包括:减速电机、气缸、传动轴固定板、定位小齿轮、传动轴、卷绕固定机架、套筒、移动式套筒固定板、传动小齿轮、传动大齿轮、滑轨装置、手指气缸、折叠式挡板、夹臂;减速电机固定在卷绕固定机架上,卷绕固定机架固定在水平移动式机架上;固定在卷绕固定机架上的还有传动轴固定板、传动轴、滑轨装置中的滑轨;传动轴两侧用滚动轴承与传动轴固定板和卷绕固定机架连接,传动轴的一个侧端用联轴器与减速电机固定,在传动轴上有定位小齿轮、传动小齿轮共2个小齿轮,定位小齿轮在传动轴固定板和卷绕固定机架之间,靠近传动轴固定板的内侧,传动小齿轮在卷绕固定机架轴承的外侧;与传动小齿轮啮合的传动大齿轮固定在套筒轴的一侧,轴用两端的滚动轴承与套筒连接,套筒固定在移动式套筒固定板上,移动式套筒固定板固定在滑轨装置的滑块上,为了增加移动式套筒固定板的刚性,移动式套筒固定板固定在2组双滑块上,移动式套筒固定板还与气的缸杆端部固定,气缸的缸体与传动轴固定板固定,气缸位于两组滑轨装置的之间,套筒的下方;套筒轴是空心轴,其另一端与旋转接头连接,空心轴靠近传动大齿轮的一端固定有一个手指气缸,手指气缸的两个手指上各固定有一个夹臂,夹臂的根部连接有一个可折叠的折叠式挡板;
所述外圆封装部分包括:光杠、气缸、限位装置、固定架、移动式左封装结构、外圆封装垂直移动机架、固定式封装结构、移动式右封装结构;外圆封装结构包括3部分:固定式封装结构和移动式右封装结构以及移动式左封装结构;固定式封装结构为单组多块长结构,单组长结构是指1道全长的封装缝,多块是指长封装缝是由多块断续的短封装缝组成的,其上部直接固定在外圆封装垂直移动机架上;移动式右封装结构和移动式左封装结构是双组多块短结构,双组短结构是指2道长度为一半的封装缝,2道封装缝位于封装缝的前后两边,其上部通过滑轨结构固定在滑块上,滑块固定在电缸的移动端上,电缸的固定部分固定在外圆封装垂直移动机架上,穿过滑块的滑轨固定在外圆封装垂直移动机架上,因此移动式右封装结构和移动式左封装结构705相对于外圆封装垂直移动机架可以通过电缸驱动伸缩,伸出时总封装缝处于外圆封装垂直移动机架的长度,其封装缝为两侧为道,中间部分是1道,局部可能是3道,完全收缩时,全部是3道封装缝;外圆封装垂直移动机架的顶部中间与气缸的缸杆端部固定,两侧与光杠的底端固定,光杠与固定架通过直线轴承座连接,气缸缸体的头部与固定架固定;在固定架的后部还固定有限位装置,限位装置由电机、丝杠结构、光杠导向结构和限位块组成,电机固定在固定架气缸的后部,电机轴与丝杠的上端固定,丝杠的底端通过丝母与限位块连接,光杠的底端与限位块固定,光杠通过直线轴承座与固定架连接;固定架与后机架固定;
所述侧端封装部分包括:侧端封装上部、侧端封装下部,左右各有1组共2组,它们固定于两侧的水平移动式机架上,左右呈对称布局;
所述侧端封装上部包括:侧端上垂直移动支架、侧端上气缸、柔性刷、推杆、固定式封装结构、移动式封装结构、上凹凸压板、光杠结构、侧端固定上支架;侧端封装上部结构与外圆封装部分结构相似,固定式封装结构为单组多块长结构,其上部直接固定在外圆封装垂直移动机架上;移动式封装结构呈左右对称结构是双组多块短结构,其上部通过滑轨结构固定在滑块上,滑块固定在电缸的移动端上,电缸的固定部分固定在侧端上垂直移动机架811上,穿过滑块的滑轨固定在侧端上垂直移动支架上,侧端上垂直移动支架的顶部中间与侧端上气缸的缸杆端部固定,两侧与光杠结构的底端固定,光杠结构与侧端固定上支架通过直线轴承座连接,侧端上气缸缸体的头部与侧端固定上支架固定,侧端固定上支架与水平移动式机架固定;不同的是在侧端上垂直移动支架的后部固定有推杆,推杆呈宽u形,两个立杆端与侧端上垂直移动支架固定;在侧端上垂直移动支架的底部,电热元件的外边固定有上凹凸压板,上凹凸压板与侧端上垂直移动支架长度相同;在侧端上垂直移动支架的两侧、上凹凸压板和推杆之间还各设有一个柔性刷,柔性刷由气缸驱动,行程为侧端上垂直移动支架长度的一半,气缸缸杆端部与柔性刷固定,气缸缸体通过支架与侧端上垂直移动支架固定;
所述侧端封装下部包括:收料臂、侧端固定下支架、裁刀、光杠结构、侧端下气缸、封装垫板、镶有气嘴的下凹凸压板、侧端下垂直移动支架;侧端封装下部与侧端封装上部相似,侧端下垂直移动支架的底部中间与侧端下气缸的缸杆端部固定,两侧与光杠结构的底端固定,光杠结构与侧端固定下支架通过直线轴承座连接,侧端下气缸缸体的头部与侧端固定下支架固定,侧端固定下支架与水平移动式机架固定;不同的是在侧端下垂直移动支架的前部,与侧端固定上支架上电热元件相对应的位置固定有封装垫板,封装垫板上表面有尖棱体凸起;侧端下垂直移动支架上与侧端固定上支架上凹凸压板相对应的位置固定有镶有气嘴的下凹凸压板,在镶有气嘴的下凹凸压板上表面镶有1组气嘴,气嘴顶端低于凹槽的底部,气嘴朝向侧端固定上支架的的中部后方,气体输送管路设置于侧端下垂直移动支架内部;在侧端下垂直移动支架的两侧,各有一个收料臂,收料臂可以移动,由侧端下垂直移动支架内的电缸驱动;在封装垫板和上凹凸压板之间,开有一道凹槽,凹槽两端封闭,中间与侧端下垂直移动支架内部贯通,侧端下垂直移动支架的一侧,设有一个裁刀,裁刀由侧端下垂直移动支架内部的无杆气缸驱动,裁刀依靠连接块固定在无杆气缸顶部,无杆气缸依靠两端的支架固定在侧端下垂直移动支架上。
附图说明
图1本发明全自动弹性板材在线包封装方法工艺流程图;
图2本发明第1实施例全自动弹性板材在线包封装方法工艺流程图;
图3本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机外观图;
图4本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机内部结构图;
图5本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机输送部分结构图;
图6本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机底架部分结构图;
图7本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机卷绕部分位置图;
图8本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机卷绕部分结构图;
图9本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机外圆封装部分结构图;
图10本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机侧端封装部分位置图;
图11本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机侧端封装部分上部结构图;
图12本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机侧端封装部分下部结构图。
图中:
1.简易吊车2.全自动送料装置3.顶层部分
4.送料张力调节装置5.后机架6.前机架
7.外圆封装部分701.光杠702.气缸
703.限位装置704.固定架705.移动式左封装结构
706.外圆封装垂直移动机架707.固定式封装结构708.移动式右封装结构
8.侧端封装部分81.侧端封装上部811.侧端上垂直移动支架
812.侧端上气缸813.柔性刷814.推杆
815.固定式封装结构816.移动式封装结构817.上凹凸压板
818.滑轨819.侧端固定上支架82.侧端封装下部
821.收料臂822.侧端固定下支架823.裁刀
824.光杠结构825.侧端下气缸826封装垫板
827.镶有气嘴的下凹凸压板828.侧端下垂直移动支架9.底架部分
901.卸料引导板902.上料引导板903.上料板固定轴
904.丝杠结构905.上料弹簧气缸组合906.光杠结构
907.底座908.升降架909卸料弹簧气缸组合
910.卸料板固定轴10.卷绕部分101.光杠结构
102.电缸结构103.卷绕装置10301.减速电机
10302.气缸10303.传动轴固定板10304.定位小齿轮
10305.传动轴10306.卷绕固定机架10307.套筒
10308.移动式套筒固定板10309.传动小齿轮10310.传动大齿轮
10311.滑轨装置10312.手指气缸10313.折叠式挡板
10314.夹臂104.水平移动式机架11.导辊输送部分
1101.喷嘴装置1102.气缸1103.减速电机
1104.喷嘴装置1105.转向八字导辊1106.带有编码器的驱动辊
1107.带有编码器的压紧辊1108.裁刀1109.带有传感器的张力辊
1110.导辊1111.固定板1112.气缸
具体实施方式
图1本发明全自动弹性板材在线包封装方法工艺流程图。
如图1所示,本发明全自动弹性板材在线包封装方法,包括以下步骤:a.准备阶段;b.开始阶段;c.弹性板材卷绕阶段;d.包装外皮包装阶段;e.外圆封装阶段;f.侧端封装阶段;g.端面封装阶段;h.循环工作阶段。
实施例1:图2本发明全自动弹性板材在线包封装方法工艺流程图。如图所示,弹性板材的全自动包封装过程首先从准备阶段做起。因为,弹性板材的规格很多,宽度800~1750mm、厚度5~50mm差别很大,本发明的包封装方法如何能够适应各种规格的弹性板材,其硬件就必须具有可调整性,为操作方便起见,调整必须是自动的。这就涉及到调整的基准中心问题,因为基准中心选择不当,会使整套方法复杂化,造成运行效率低下。本发明选择的调整的基准中心是卷绕中心轴线的中点,这样弹性板材卷绕、外皮包装、外圆封装、侧端封装可以在一个工位完成,大大减少硬件投资。因此,本方法需要对硬件的底架的高度、外圆封装气缸机械限位位置、压紧辊气缸机械限位位置进行予调整,以适应不同厚度的弹性板材;本方法还需要驱动不同的电缸对左右水平移动机架间宽度以及外圆封装和侧端封装的长度进行予调整,以适应不同宽度的弹性板材;因为本发明的包封装方法效率很高,全过程需要在1分钟内完成,因此对加热元件的预加热并控温是必要的;另外,本发明需要人力一次性将包装外皮予就包装位,方便全过程全自动运行;为了防止包装外皮在输送运行的时候,皮面起皱折叠,在转向导辊的表面还需要设置从中间开始由内向外的螺旋凸纹。
封包装过程开始,固定在水平移动机架上的卷绕部分的气缸顶出,气缸的杆端与一个可以相对于水平移动机架水平移动的立板连接,立板上固定有一个轴套,可以旋转的轴外部固定有一个大齿轮,大齿轮和固定在水平移动机架上的卷绕电机及传动轴上的小齿轮互相啮合,轴端固定有手指气缸,手指气缸的手指是固定有夹臂。因为弹性板材的卷绕属于无芯卷绕,所以夹臂必须较长,作为卷绕弹性板材的临时芯轴,利用轴套设计可以把轴承支撑间距设计的相对长一些,以增加卷绕部分的刚性。手指气缸手指松开,以便接受弹性板材;弹性板材在前序生产线的驱动下,进入包封装工序,首先触动此处的接近开关1,接近开关发出信号,驱动导辊收到信号启动,为弹性板材前行提供动力,编码器1开始长度记数。
当弹性板材行进到手指气缸手指料卷的夹臂时,此处的接近开关2发出信号,手指气缸手指夹紧,卷绕电机启动旋转,弹性板材以夹臂为芯轴被绕成卷状;随着弹性板材卷的增大,弹性板材卷对前后导引板产生压力,导引板逐渐倾斜,支撑导引板的气缸此时处于自由状态成为导杆,气缸杆外围的弹性对导引板产生压力,导引板对处于卷绕过程的弹性板材卷有阻尼作用,使弹性板材卷的运转处于稳定可控状态。
当卷绕过程进行到一定长度时,编码器1发出信号,进料端的喷嘴1对弹性板材料尾喷洒膠液,驱动辊前上方的张力辊气缸和驱动辊上方的压紧辊1107气缸同时伸出,包装外皮料卷上的驱动电机也同时启动,对卷绕部分提供包装外皮,压紧辊把压紧辊和弹性板材之间的包装外皮压敷在弹性板材上,在膠液的凝结作用下,包装外皮与弹性板材一起运行,压紧辊上带有的编码器2同时记数,压紧辊上带有张力传感器,随时检测包装外皮所受张力,当张力增大时,控制系统会使驱动辊加快转速,在驱动辊和包装外皮料卷之间还有一套张力调节机构,当驱动辊和包装外皮料卷之间的包装外皮张力变大时,控制系统使包装外皮料卷的驱动电机转速加快;设置2套张力调节的目的是保证包装外皮所受张力不大,足以保证包装外皮能够与弹性板材一起运行,包敷在弹性板材的表面上。包装外皮运行到一定长度时,编码器2发出信号,张力气缸杆辊收回,张力传感器断电,压紧辊气缸杆收回,驱动辊和包装外皮料卷驱动电机停止转动,此时包装外皮已经包敷在弹性板材卷上,包装外皮即使收到一定张力也不会与弹性板材卷脱离。此时,在驱动辊前上方和张力辊之间的喷嘴2喷洒膠液,在喷嘴2的后下方和驱动辊之间的无杆气缸动作,无杆气缸上固定有裁刀,裁刀将包装外皮裁断,包装外皮料尾将随着弹性板材卷的转动,在前后导引阻尼板的作用下黏敷在以包装好的弹性板材卷上。当包装外皮料尾转到接近包装好的弹性板材卷的顶端时,编码器2发出信号,卷绕电机停止,手指气缸手指松开,底架气缸气阀关闭,阻尼板上弹簧的弹力被大气压平衡,阻尼板成为静力定位夹板,卷绕气缸杆收回,夹臂被抽离弹性板材卷,弹性板材卷由底架承担,定位由前导引阻尼板和后卸料阻尼板定位。
在卷绕气缸杆收回的同时,外圆封装气缸杆伸出,加热元件部分对弹性板材卷的包装外皮施以热压,计时器计时,当两层包装外皮热粘结后,计时器发出信号,外圆封装气缸杆收回,外圆封装完成。该外圆封装与其它封装不同,是包装外皮之间的搭接,且没有衬板提供反作用力,只能依靠外圆封装气缸杆的过位移,使弹性板材卷产生高度压缩变形,利用弹性板材卷的外形弹性变形产生的弹力作为反作用力来配合外来的热压使包装外皮融合粘接。封装时,弹性板材卷的轴线会下沉,偏离卷绕中心线。
在外圆封装气缸杆收回的同时,两个侧端封装下部气缸杆伸出,此处的气嘴向上喷出压缩空气,使下搭在外圆已包装好的板卷侧端的冗余外皮获得活性,方便侧端封装部分的收料臂将所有冗余外皮收集纳入,同时侧端封装上部气缸杆伸出,在封装气缸杆即将到达板卷中心线时,固定在侧端封装上部分的柔性刷气缸杆伸出,由外向内将冗余在两侧的外皮推至中间部分,将冗余的外皮抚平。两个侧端封装上下两部分的凹凸压板互相啮合,使冗余的外皮形成一定的张力,上部的发热部分与下部的具有尖棱凸起的衬板结合,计时器计时,在热压及尖棱的联合作用下,冗余外皮多的位置,被尖棱扎破,外皮与发热部分接触面积由点接触增大到周长线接触,获得的热量增多,便于封装,提高侧端的整体的封装效果。在两个侧端外皮封装的时候,在侧端封装下部尖棱衬板与凹凸压板之间的无杆气缸动作,无杆气缸上固定有裁刀,裁刀将发热部分外冗余的外皮裁掉,封装部分留下整齐的的切边。侧端外皮封装完成后,计时器发出信号,侧端封装上下部分各气缸杆同时收回,两个侧端包装外皮的封装同时完成。
两个侧端封装完成的同时,底架卸料气缸杆收回,卸料板末端向下方倾斜,上料板气缸杆伸出,将已封装好的弹性板材卷推向传送带,移出弹性板材的包封装工序。底架气缸气阀全部打开,上料板和卸料板在各自弹簧的作用下,恢复自由状态。
重复上述操作(除准备工作外),可以使弹性板材的包封装操作全自动连续进行。
实施例2:下面以一种全自动弹性板材在线包封装机为例,对全自动弹性板材在线包封装方法及装置进行详细说明。
图3本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机外观图;图4本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机内部结构图;图5本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机输送部分结构图;图6本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机底架部分结构图;图7本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机卷绕部分位置图;图8本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机卷绕部分结构图;图9本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机外圆封装部分结构图;图10本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机侧端封装部分位置图;图11本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机侧端封装部分上部结构图;图12本发明第2实施例全自动弹性板材在线包封装机侧端封装部分下部结构图。
如图3所示,全自动弹性板材在线包封装机由3部分组成,包括:顶层部分3、前机架6、后机架5。在前机架6和后机架5之间有一个通道,便于整套设备的安装、操作、维修。
顶层部分3包括:简易吊车1、放料装置2、放料张力调节装置4,放料装置2包括:驱动电机、自动张力调节部件如:磁粉离合器、安全卡头等并依次串联连接并与基座固定,包装外皮料卷固定在安全卡头内,放料张力调节装置4包括:基座、直线运动装置如:滑轨滑块组合或光杠直线轴承组合、弹簧、轴承座、可以转动的导辊及接近开关组;基座与直线运动装置的固定结构如:滑轨或光杠座固定,直线运动装置的运动结构如:直线轴承及座或滑块与滚动轴承座固定,导辊通过两端的滚动轴承座固定。
如图4所示,前机架6内部是导辊输送部分11。后机架5内部包括:外圆封装部分7、侧端封装部分8、底架部分9、卷绕部分10。侧端封装部分8、卷绕部分10各有两个,分别位于后机架的两侧并对称放置,卷绕部分10位于后机架5垂直空间中心靠下的位置,两个卷绕部分10的卷绕轴心线为全自动弹性板材在线包封装机的基准线,基准线中点为全自动弹性板材在线包封装机的基准点,外圆封装部分7位于基准线的上方,且长度方向与基准线平行,两个侧端封装部分8位于外圆封装部分7的两侧,且长度方向与基准线垂直。底架部分9位于后机架5的底部,其中心部位位于基准线的正下方。
如图5所示,导辊输送部分11,包括:喷嘴1101、气缸1102、减速电机1103、喷嘴1104、转向八字导辊1105、带有编码器的驱动辊1106、带有编码器的压紧辊1107、裁刀1108、导辊1109、张力辊1109、固定板1111、气缸1112。转向八字导辊1105位于前机架6前部外侧,整套设备基准线的下方,其轴心线与设备的基准线平行,表面带有从中间开始由内向外的螺旋凸纹,转向八字导辊1105用滚动轴承座与前机架6固定。在转向八字导辊1105的前上方设有一套喷嘴装置1104,喷嘴下底部高于设备基准线,喷嘴装置1104用支撑架与前机架6固定。在转向八字导辊1105的后方设置有一组接近开关,接近开关在基准线的下面,用支架与前机架6固定。前机架6的内部接近基准线下方的位置,设置有带有编码器的驱动辊1106,驱动辊1106的两端用滚动轴承座与前机架6固定,驱动辊1106的一个侧端与减速电机1103连接以获得驱动力,在轴承座与驱动辊之间的轴颈上固定有一个齿轮与编码器上的齿轮啮合,编码器利用支架在驱动辊1106的下方与前机架6固定。在驱动辊1106轴心线的正上方,设备基准线的上方设置有带有编码器的压紧辊1107,带有编码器的压紧辊1107一端轴颈上连接有编码器,两个轴端各有一个滚动轴承座,该轴承座与气缸1102的气缸杆固定,气缸1102的缸体利用支架与固定板1111固定,固定板1111与前机架6固定。在压紧辊1107平行的后方,设备基准线的上方,设有一个带有传感器的张力辊1109,张力辊1109的两侧端与滚动轴承座连接,轴承座与张力传感器固定,张力传感器与气缸1112的气缸杆固定,缸体通过支架与固定板1111固定。在驱动辊1106平行的正后方,设有一个导辊1110,导辊1100的两侧轴端连接有滚动轴承座,轴承座固定在前机架6后部的外侧。在1107压紧辊和张力辊1109之间设有喷嘴装置1101,喷嘴装置1101的底部高于设备基准线,喷嘴装置1101利用支架与固定板1111固定。在设备基准线的下方,驱动辊1106和喷嘴装置1101之间,设有一个裁刀1108,裁刀1108由无杆气缸驱动,裁刀由连接块固定在无杆气缸上,无杆气缸通过支架与固定板1111固定。
如图6所示,底架部分9包括:卸料引导板901、上料引导板902、上料板固定轴903、丝杠结构904、上料弹簧气缸组合905、光杠结构906、底座907、升降架908、卸料弹簧气缸组合909、卸料板固定轴910。底座907与端面固定,底座907的顶部的中心固定有一个直线轴承座,直线轴承座内穿有光杠结构906,光杠结构906的两侧设有丝杠结构904,丝杠结构904上固定有一个传动轮,传动轮与升降架908上固定的减速电机上的传动轮一起形成传动副,升降架908顶面的中心点与设备的基准点形成一条垂线,升降架908的顶面在设备基准线的下方。在升降架908顶面后方的机架上固定有卸料板固定轴910,卸料引导板901顶端的管状结构穿在卸料板固定轴910上,卸料板固定轴910由卡环定位。卸料引导板901中部的两侧的底面与卸料弹簧气缸组合909的气缸杆相铰接,气缸杆上穿有压簧,气缸缸体尾部通过支架与地面铰接。上料引导板902顶边的管状结构穿在上料板固定轴903上用卡环定位,上料板固定轴903固定在后机架5上,上料引导板902中部的两侧也有两套上料弹簧气缸组合905,上料引导板902中部的两侧的底面与上料弹簧气缸组合905的气缸杆相铰接,气缸杆上穿有压簧,气缸缸体尾部通过支架与地面铰接。
如图7所示,卷绕部分包括:光杠结构101、电缸结构102、卷绕装置103、水平移动式机架104.在后机架5的两侧前后上下的4个边上各有1套光杠结构101,在每个侧面下部2组光杠结构的中间,各有1套电缸结构102,光杠结构101的两端用支架与后机架5固定,电缸结构102的固定部分与后机架5固定,其可移动部分与水平移动式机架104固定,后机架5两侧的水平移动式机架104通过其与直线轴承座的固定,达到在电缸电机的驱动下水平移动的目的。卷绕装置103固定在水平移动式机架104垂直面的中下部、水平面的中心位置,2套卷绕装置103左右对称放置。
如图8所示,卷绕装置103包括:减速电机10301、气缸10302、传动轴固定板10303、定位小齿轮10304、传动轴10305、卷绕固定机架10306、套筒10307、移动式套筒固定板10308、传动小齿轮10309、传动大齿轮10310、滑轨装置10311、手指气缸10312、折叠式挡板10313、夹臂10314。减速电机10301固定在卷绕固定机架10306上,卷绕固定机架10306固定在水平移动式机架104上。固定在卷绕固定机架10306上的还有传动轴固定板10303、传动轴10305、滑轨装置10311中的滑轨。传动轴10305两侧用滚动轴承与传动轴固定板10303和卷绕固定机架10306连接,传动轴10305的一个侧端用联轴器与减速电机10301固定,在传动轴10305上有定位小齿轮10304、传动小齿轮10309共2个小齿轮,定位小齿轮10304在传动轴固定板10303和卷绕固定机架10306之间,靠近传动轴固定板10303的内侧,传动小齿轮10309在卷绕固定机架10306轴承的外侧。与传动小齿轮10309啮合的传动大齿轮10310固定在套筒10307轴的一侧,轴用两端的滚动轴承与套筒连接,套筒10307固定在移动式套筒固定板10308上,移动式套筒固定板10308固定在滑轨装置10311的滑块上,为了增加移动式套筒固定板10308的刚性,移动式套筒固定板10308固定在2组双滑块上,移动式套筒固定板10308还与气缸10302的缸杆端部固定,气缸10302的缸体与传动轴固定板10303固定,气缸10302位于两组滑轨装置10311的之间,套筒10307的下方。套筒10307轴是空心轴,其另一端与旋转接头连接,空心轴靠近传动大齿轮10310的一端固定有一个手指气缸10312,手指气缸10312的两个手指上各固定有一个夹臂10314,夹臂10314的根部连接有一个可折叠的折叠式挡板10313。
如图9所示,外圆封装部分7包括:光杠701、气缸702、限位装置703、固定架704、移动式左封装结构705、外圆封装垂直移动机架706、固定式封装结构707、移动式右封装结构708。外圆封装结构包括3部分:固定式封装结构707和移动式右封装结构708以及移动式左封装结构705。固定式封装结构707为单组多块长结构,单组长结构是指1道全长的封装缝,多块是指长封装缝是由多块断续的短封装缝组成的,其上部直接固定在外圆封装垂直移动机架706上;移动式右封装结构708和移动式左封装结构705是双组多块短结构,双组短结构是指2道长度为一半的封装缝,2道封装缝位于封装缝的前后两边,其上部通过滑轨结构固定在滑块上,滑块固定在电缸的移动端上,电缸的固定部分固定在外圆封装垂直移动机架706上,穿过滑块的滑轨固定在外圆封装垂直移动机架706上,因此移动式右封装结构708和移动式左封装结构705相对于外圆封装垂直移动机架706可以通过电缸驱动伸缩,伸出时总封装缝大于外圆封装垂直移动机架706的长度,其封装缝为两侧是2道,中间部分是1道,中间靠两侧部分局部可能是3道,完全收缩时,全部是3道封装缝。外圆封装垂直移动机架706的顶部中间与气缸702的缸杆端部固定,两侧与光杠701的底端固定,光杠701与固定架704通过直线轴承座连接,气缸702缸体的头部与固定架704固定。在固定架704的后部还固定有限位装置703,限位装置703由电机、丝杠结构、光杠导向结构和限位块组成,电机固定在固定架704气缸702的后部,电机轴与丝杠的上端固定,丝杠的底端通过丝母与限位块连接,光杠的底端与限位块固定,光杠通过直线轴承座与固定架704连接。固定架704与后机架5固定。
如图10所示,侧端封装部分8包括:侧端封装上部81、侧端封装下部82,左右各有1组共2组,它们固定于两侧的水平移动式机架104上,左右呈对称布局。
如图11所示,侧端封装上部81包括:侧端上垂直移动支架811、侧端上气缸812、柔性刷813、推杆814、固定式封装结构815、移动式封装结构816、上凹凸压板817、光杠结构818、侧端固定上支架819。侧端封装上部81结构与外圆封装部分7结构相似,固定式封装结构815为单组多块长结构,其上部直接固定在侧端上垂直移动机架811上;移动式封装结构816呈左右对称结构是双组多块短结构,其上部通过滑轨结构固定在滑块上,滑块固定在电缸的移动端上,电缸的固定部分固定在侧端上垂直移动机架811上,穿过滑块的滑轨固定在侧端上垂直移动机架811上,因此移动式封装结构816相对于侧端上垂直移动机架811可以通过电缸驱动伸缩,侧端上垂直移动支架811的顶部中间与侧端上气缸812的缸杆端部固定,两侧与光杠结构818的底端固定,光杠结构818与侧端固定上支架819通过直线轴承座连接,侧端上气缸812缸体的头部与侧端固定上支架819固定,侧端固定上支架819与水平移动式机架104固定。不同的是在侧端上垂直移动支架811的后部固定有推杆814,推杆814呈宽u形,两个立杆端与侧端上垂直移动支架811固定;在侧端上垂直移动支架811的底部,电热元件的外边固定有上凹凸压板817,上凹凸压板817与侧端上垂直移动支架811长度相同。在侧端上垂直移动支架811的两侧、上凹凸压板817和推杆814之间还各设有一个柔性刷813,柔性刷813由气缸驱动,行程为侧端上垂直移动支架811长度的一半,气缸缸杆端部与柔性刷813固定,气缸缸体通过支架与侧端上垂直移动支架811固定。
如图12所示,侧端封装下部82包括:收料臂821、侧端固定下支架822、裁刀823、光杠结构824、侧端下气缸825、封装垫板826、镶有气嘴的下凹凸压板827、侧端下垂直移动支架828。侧端封装下部82与侧端封装上部81相似,侧端下垂直移动支架828的底部中间与侧端下气缸825的缸杆端部固定,两侧与光杠结构824的底端固定,光杠结构824与侧端固定下支架822通过直线轴承座连接,侧端下气缸825缸体的头部与侧端固定下支架822固定,侧端固定下支架822与水平移动式机架104固定。不同的是在侧端下垂直移动支架822的前部,与侧端固定上支架819上电热元件相对应的位置固定有封装垫板826,封装垫板826上表面有尖棱体凸起;侧端下垂直移动支架828上与侧端固定上支架819上凹凸压板817相对应的位置固定有镶有气嘴的下凹凸压板827,在镶有气嘴的下凹凸压板827上表面镶有1组气嘴,气嘴顶端低于凹槽的底部,气嘴朝向侧端固定上支架819的的中部后方,气体输送管路设置于侧端下垂直移动支架828内部。在侧端下垂直移动支架828的两侧,各有一个收料臂821,收料臂821可以移动,由侧端下垂直移动支架828内的电缸驱动。在封装垫板826和上凹凸压板817之间,开有一道凹槽,凹槽两端封闭,中间与侧端下垂直移动支架828内部贯通,侧端下垂直移动支架828的一侧,设有一个裁刀823,裁刀823由侧端下垂直移动支架828内部的无杆气缸驱动,裁刀823依靠连接块固定在无杆气缸顶部,无杆气缸依靠两端的支架固定在侧端下垂直移动支架828上。
从以上2个实施例可以看出,本发明在线全自动包封装的方法及全自动包封装装置中的卷绕过程及装置采用3重张力控制:①卷绕阻尼控制②过程张力传感器控制③张力调节外皮送料速度,使无论是弹性板材的卷绕还是包装外皮的包装的张力控制都更加平稳,生产线自动化连续性更高。外圆封装和侧端面封装的电热载体部分都采用长度可自动调整结构,大大提高了该装置对生产规格的覆盖范围,同时弹性板材卷绕、外皮包装、外皮外圆封装、外皮侧端面封装4到工序在同一工位完成,省去了一些不必要的搬运工序,简化了流程,使生产线结构更加简单紧凑,减少了占地面积。另外,在前后机架之间预留一条通道,可以大大提高本发明的可操作性。本发明可大大提高弹性板材的包封装效率,减少操作人员的数量及劳动强度,减少操作人员与复杂化学环境的接触机会,
值得指出的是,本发明保护范围并不局限于上述具体实施方式,根据本发明的基本技术构思,本领域普通技术人员无需经过创造性劳动,即可联想到的实施方式,均属于本发明的保护范围,本发明的保护范围以其权利要求的范围为准。