包装机封口机构、湿纸巾包装机和包装封口方法与流程

本发明涉及包装封口的技术领域，具体涉及包装机封口机构、湿纸巾包装机和包装封口方法。

背景技术：

湿纸巾包装机是一种流水线式整体生产包装设备，主要用于对输送到包装机上的湿纸巾进行包装处理。湿纸巾包装的工艺流程主要包括：包装膜开卷、输送、喷码、打孔、贴标签→湿纸巾输送→湿纸巾入袋→纵向封合→横向封口、切断→成品输送等。其中的横向封口切断需要用到封口机构，现有的封口机构的传动是由主电机带动装有封口刀的横梁一端，经过被动轴再带动横梁另一端。这样的传动结构导致封口动作不同步，造成封口质量差，且上下刀座瞬间接触的压力较大，对封口材料有损伤、封口刀寿命低，工作噪音较大。

专利号为cn201220230199.3的实用新型专利公开了一种用于湿纸巾包装机的往复式刀架装置，但其封口刀的寿命依然不高。刀架装置的动力来自传统的旋转伺服电机，旋转伺服电机的输出转矩通过同步带转变为刀架的上下直线往复运动。在封口的过程中，由于同步带带动的刀架承受很大的冲击力，造成同步带齿部的磨损。当出现封口刀卡滞的故障时，刀架无法继续运动，伺服电机继续转动，同步带大幅拉伸变形，造成同步带出现跳齿和严重磨损。这大幅缩短了同步带的使用寿命，使包装机的维护成本很高。并且更换同步带的时间比较长，造成包装机维护停机时间过长，影响生产效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种包装机封口机构、湿纸巾包装机和包装封口方法，减少包装机的维护成本，提高生产效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种包装机封口机构，所述包装机封口机构包括刀架、设置在所述刀架上的封口刀以及竖直直线电机，所述竖直直线电机的输出滑杆与所述刀架连接以驱动所述刀架竖直平移。

优选地，所述刀架可以包括上刀架和下刀架，所述上刀架和所述下刀架分别被一个或多个所述竖直直线电机驱动朝向彼此或远离彼此平移。

优选地，所述包装机封口机构还可以包括用于安装所述竖直直线电机的竖直电机安装座。

优选地，所述竖直电机安装座中可以设有安装通孔，所述安装通孔的至少一侧设有开口槽，所述竖直电机安装座的位于所述开口槽两侧的部分能够借助于紧固件而彼此靠拢，以使得所述安装通孔的横截面积缩小。

优选地，所述紧固件可以包括一个或多个高强度螺栓，所述竖直电机安装座的位于所述开口槽两侧的部分分别设有紧固通孔和螺纹盲孔，所述高强度螺栓穿过所述紧固通孔被拧入所述螺纹盲孔中。

优选地，所述安装通孔可以在与所述开口槽相反的一侧设有调节槽。

优选地，所述竖直直线电机可以借助于紧固件被夹紧固定在所述安装通孔中。

优选地，所述竖直直线电机可以设有紧固通孔，所述竖直直线电机借助于穿过所述紧固通孔的高强度螺栓被固定在所述竖直电机安装座上。

优选地，所述竖直直线电机可以包括法兰，所述紧固通孔设置在所述法兰上。

优选地，所述包装机封口机构还可以包括安装附件，所述安装附件借助于高强度螺栓与所述竖直直线电机连接并且与所述竖直电机安装座连接，由此所述竖直直线电机被固定在所述竖直电机安装座上。

优选地，所述安装附件可以包括彼此垂直的一体构成的两个平板，借助于高强度螺栓，所述两个平板分别与所述竖直直线电机连接和与所述竖直电机安装座连接。

优选地，所述包装机封口机构还可以包括竖直引导部件，所述刀架沿所述竖直引导部件平移。

优选地，所述竖直电机安装座可以包括上安装板和下安装板，所述竖直引导部件包括第一侧竖直引导部件和第二侧竖直引导部件，所述竖直引导部件的上端和下端分别固定在所述上安装板和所述下安装板上，由此上安装板、下安装板、第一侧竖直引导部件和第二侧竖直引导部件一起构成框架结构。

优选地，所述第一侧竖直引导部件和所述第二侧竖直引导部件可以分别包括一个或者多个穿过所述刀架的光轴导杆。

优选地，所述光轴导杆可以借助于紧固件被夹紧固定在所述安装通孔中。

优选地，所述第一侧竖直引导部件和所述第二侧竖直引导部件可以各自包括导轨，所述刀架设有与所述导轨咬合的滑块。

优选地，所述包装机封口机构还可以包括基座和固定在基座上的水平直线电机，所述水平直线电机的输出滑杆与所述电机安装座连接，以驱动所述框架结构相对于所述基座水平平移运动。

本发明实施例还提供了一种湿纸巾包装机，所述湿纸巾包装机包括如上面所述的任意一种包装机封口机构。

本发明实施例还提供了一种包装封口方法，所述包装机封口机构包括基座、可水平运动地设置在基座上的框架结构、可竖直运动地设置在框架结构中的2个刀架、设置在每个刀架上的封口刀、竖直直线电机以及水平直线电机，所述包装封口方法包括以下步骤：

将条状的产品沿水平方向在两个封口刀之间匀速输送；

竖直直线电机驱动2个刀架朝向彼此运动，同时水平直线电机驱动所述框架结构相对于基座水平运动；

2个刀架上的封口刀合拢以对产品进行封口，在封口过程中，所述水平直线电机确保包装机封口机构的框架结构与产品的水平运动速度相同；

竖直直线电机驱动2个刀架远离彼此运动，从而封口刀离开所述产品；以及水平直线电机驱动所述框架结构沿与所述产品的输送方向相反的方向水平运动。

优选地，在所述封口过程结束之后，在所述封口刀离开产品之前，所述封口刀可以在所述产品上打孔或将所述产品切断。

优选地，所述包装封口方法可以通过根据上面所述的任意一种包装机封口机构进行。

根据本发明实施例提供的包装机封口机构、湿纸巾包装机和包装封口方法，通过直线电机直接驱动刀架沿竖直方向平移运动，以完成包装封口的动作，不需使用如同步带等运动转换部件。因此设计得以简化、控制维护简单、成本低并且生产效率高。

附图说明

图1为本发明第一实施例的湿纸巾包装机封口机构的示意图；

图2为图1中a处的局部放大图；

图3为图1中竖直电机安装座的示意图；

图4为图1中下安装板的示意图；

图5为本发明第二实施例的湿纸巾包装机封口机构的示意图；

图6为图5中b处的局部放大图；

图7为图5中竖直电机安装座的示意图；

图8为图5中下安装板的示意图；

图9为本发明第三实施例的湿纸巾包装机封口机构的示意图；

图10为图9中c处的局部放大图；

图11为图9中的l形安装板的示意图；

图12为本发明第四实施例的湿纸巾包装机封口机构的示意图；

图13为本发明第五实施例的湿纸巾包装机封口机构的示意图；

图14为图13中的带滑槽的上刀架的示意图；

图15为本发明第六实施例的湿纸巾包装机封口机构的工作状态图一；

图16为本发明第六实施例的湿纸巾包装机封口机构的工作状态图二；以及

图17为本发明第六实施例的湿纸巾包装机封口机构的工作状态图三。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图以及具体的应用实施例对本发明做进一步的阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。

第一实施例

图1为本发明第一实施例的湿纸巾包装机封口机构的示意图。如图1所示，一种湿纸巾包装机封口机构包括基座1、活动底板2、刀架61、62、水平直线电机3、竖直直线电机4、竖直电机安装座10、竖直引导部件、水平电机安装座7、水平直线导轨8、滑动套9、封口刀导套11、封口刀定位轴12、弹性垫块13、设置在刀架上的封口刀14和压缩弹簧15；

另外，为了控制直线电机及其它动作部件的运行，所述湿纸巾包装机设有统一的控制机构，所述控制机构未在图中示出。

所述基座1用于支撑包装机封口机构的其它部件，并且被安装在包装机的机架上。具体地，所述基座1例如可以采用50毫米厚的钢板制成。这样的钢板不容易变形，能够对封口机构的平稳运行提供支持。

所述活动底板2用于支撑竖直引导部件，封口机构的刀架61、62可沿竖直引导部件上下运动。竖直引导部件包括第一侧竖直引导部件和第二侧竖直引导部件。在本实施例中，第一侧竖直引导部件和第二侧竖直引导部件各自包括2个光轴导杆5。然而可以理解的是，光轴导杆5也可以是其他数量。另外，竖直引导部件也可以呈光轴导杆以外的其它形式，例如在其它实施例中描述的导轨。

水平直线导轨8设置在基座1上，活动底板2可沿水平直线导轨8水平运动。

所述水平直线电机3通过其输出滑杆16与活动底板2连接，由此驱动活动底板2的所述水平运动。所述水平直线电机3的运动通过控制机构使用电子凸轮(ecam)被控制，保证与连续不断运行的待封口湿纸巾同步运行，以满足湿纸巾生产加工工艺精确定位和高速连贯运行的需求。

电子凸轮是利用数字化的凸轮曲线来模拟机械凸轮，以达到与机械凸轮系统相同的凸轮轴与主轴之间相对运动的软件系统。

刀架包括上刀架61、下刀架62。竖直直线电机4的输出滑杆16与刀架连接以驱动刀架竖直平移。在本实施例中，2个竖直直线电机4通过各自的输出滑杆16驱动上刀架61向下竖直平移，另外2个竖直直线电机4通过各自的输出滑杆16驱动下刀架62向上竖直平移，从而上刀架61和下刀架62朝向彼此平移直至合拢，或远离彼此平移以分开。上刀架61和下刀架62在彼此合拢时对湿纸巾包装膜封口。

竖直电机安装座包括上安装板10和下安装板2，上安装板10用于安装驱动上刀架61的竖直直线电机4，而下安装板2用于安装驱动下刀架62的竖直直线电机4。在本实施例中，下安装板2也被用作包装机封口机构的活动底板2。

第一侧竖直引导部件和第二侧竖直引导部件的上端和下端分别固定在上安装板和下安装板上，由此上安装板10、下安装板2、第一侧竖直引导部件和第二侧竖直引导部件一起构成框架结构。如图1所示，4个光轴导杆5与上安装板10和下安装板/活动底板2一起构成框架结构。因此，当水平直线电机3驱动活动底板2水平运动时，所述框架结构被驱动跟随活动底板2一起进行水平运动。

所述竖直直线电机4在此通过夹紧的方式被固定在所述上安装板10和所述下安装板2上。在本实施例中，竖直直线电机4有4个。但可以理解的是，竖直直线电机4的数量也可以根据需要选择其它数量，例如也可以在上下各设置1个或其它数量的竖直直线电机4。

图2为图1中a处的局部放大图，图3为图1中上安装板的示意图。如图2和3所示，所述上安装板10设有安装通孔103，所述安装通孔103的至少一侧设有开口槽108，所述竖直电机安装座的位于所述开口槽108两侧的部分能够借助于紧固件而彼此靠拢，以使得所述安装通孔108的横截面积缩小。

所述紧固件例如包括一个或多个高强度螺栓(未示出)。上安装板10的位于开口槽108两侧的部分分别设有紧固通孔101和螺纹盲孔(图3中不可见)。所述高强度螺栓穿过所述紧固通孔101被拧入所述螺纹盲孔中。由此，竖直直线电机4借助于高强度螺栓被夹紧固定在所述安装通孔103中。

优选地，所述安装通孔103在与所述开口槽108相反的一侧设有调节槽109。如此设计的安装通孔103能够稳固地夹紧竖直直线电机4，并且能够适应于直径在一定公差范围内的竖直直线电机4。

另外，所述上安装板10还设有类似的安装通孔104，借助于穿过紧固通孔102的紧固件，光轴导杆5被夹紧固定在所述安装通孔104中。

图4为图1中下安装板2的示意图，如图4所示，所述下安装板2同样设有安装通孔21、23，分别用于夹紧安装竖直直线电机4和光轴导杆5。

所述竖直直线电机4的运动也通过控制机构使用电子凸轮进行控制，保证与所述水平直线电机3的运动相配合。

所述光轴导杆5不仅用于所述上刀架61、下刀架62上下运动的导向，而且也起到支撑整个封口机构的作用。所述光轴导杆5与下安装板的垂直度要求均为不大于0.02mm。所述上刀架61、下刀架62均设有与所述光轴导杆5匹配的滑动套9。所述滑动套9用于与所述光轴导杆5配合，以使所述上刀架61、下刀架62能在所述光轴导杆5上顺畅移动。

所述水平直线电机3通过夹紧的方式被安装所述水平电机安装座7上。

所述封口刀导套11用于封口刀上下封口动作的导向。为了确保封口质量，在封口时，所述封口刀的上下位置并未完全固定，而是可以根据封口处反作用力的大小上下浮动。所述封口刀导套11用于上下浮动的导向。

所述封口刀定位轴12用于定位所述封口刀14在刀架的位置。

为了确保所述封口刀14的位置不会变动，所述封口刀定位轴12需要足够的刚度和表面硬度，因此采用整体淬火或者表面高频淬火处理，以及表面镀铬或者磨削处理的加工工艺。

所述弹性垫块13用于缓冲封口刀在封口过程中受到的反作用力，所述弹性垫块13由硅胶材料制成，当然也可以由其它弹性材料制成。

所述封口刀14用于完成对湿纸巾的封口。所述封口刀14通过滑动轴承连接在刀架上，并且通过所述上刀架61、下刀架62的位置控制来调整封口的压力。所述上刀架61、下刀架62相互之间的间距越小封口刀的封合压力越大。针对不同规格的湿纸巾及不同的输送速度，可以通过控制机构调整电子凸轮的参数，来调整所述上刀架61、下刀架62的封合位置，进而调整封合压力。

所述封口刀14内部安装电加热管，用于熔合湿纸巾的包装封膜。为了控制加热温度，所述封口机构还设有例如为pt100的热电阻，所述热电阻连接所述控制机构。

为了保证所述封口刀14的使用寿命，所述封口刀14的材质可以是高速钢、模具钢和合金钢中的一种或多种。

应该理解的是，刀架和封口刀是本领域的惯用术语。刀架用于支撑封口刀，封口刀的主要作用是将待包装产品进行热压封口。封口刀可设有真实的起切割作用的刀具，但也可不设刀具，仅起封口作用。

所述压缩弹簧15用于缓冲封口刀在封口时受到的反作用力。所述压缩弹簧15对封口刀加载一个预压力，当封口刀在封口的过程中，压缩弹簧15可以吸收封口刀压合时受到的反作用力。

根据本发明，使用直线电机直接驱动刀架平移，不必使用现有技术中的旋转伺服电机以及将旋转转换成平移的机构，如齿轮齿条或丝杆丝母等，也不需要减速机构，直接通过包装机的控制机构，就能调节直线电机的移动速度。

这样，一方面简化了部件使用，使设计、控制、维护更简单，成本更低；另一方面，由于不需齿轮齿条或丝杆丝母等传动机构，所以可以精确计算出直线电机移动的距离，使封口刀的运动更精确，确保封口质量好；并且在所述上刀架61、下刀架62遇到卡滞故障时，包装机的控制机构可以立刻检测到并采取保护措施，避免了封口机构的损坏。

此外，由于不需齿轮齿条或丝杆丝母等传动机构，不必考虑与齿轮齿条或丝杆丝母的啮合问题。因此可以控制直线电机以更快的速度工作，一般可以达到1米/秒以上的速度。这样，上刀架61、下刀架62可以在很短的时间内定位到封合位置，待封口的产品可以更快的输送，生产效率更高。

在本实施例中，竖直直线电机4通过夹紧方式被安装。具体地，竖直电机安装座上设有两段可以合拢的凹部。所述两段凹部与竖直直线电机4的外周面形状互补。通过紧固件收拢两段凹部将竖直直线电机夹紧安装在竖直电机安装座上。在本实施例中，竖直直线电机4的主体的横截面呈圆形，竖直电机安装座的两段凹部的横截面各自呈大致半圆形。

除此之外，竖直直线电机还可以通过其它方式被安装在竖直电机安装座上。

例如，竖直直线电机可以通过如以下第二实施例所述的端面固定方式被安装。在这种情况下，竖直直线电机在其一端设有带安装孔的安装法兰，竖直电机安装座设有与所述安装孔位置对应的螺纹孔。通过使紧固件穿过所述安装孔并拧入所述竖直电机安装座上的螺纹孔，所述直线电机被固定在竖直电机安装座上。

例如，竖直直线电机也可以通过如以下第三实施例所述的侧面固定方式被安装。在这种情况下，竖直直线电机的侧面设有带安装孔的l形安装板，竖直电机安装座设有与所述安装孔位置对应的螺纹孔。通过使紧固件穿过所述安装孔并拧入所述竖直电机安装座上的螺纹孔，所述直线电机被固定在竖直电机安装座上。

第二实施例

本实施例除竖直直线电机的安装方式之外，其余均与第一实施例相同，因此下面只介绍竖直直线电机的安装方式。

本实施例中，竖直直线电机通过端面固定的方式安装在上安装板和下安装板上。

图5为本发明第二实施例的湿纸巾包装机封口机构的示意图，图6为图5中b处的局部放大图，图7为图5中上安装板的示意图，图8为图5中下安装板的示意图；

如图5-8所示，所述上安装板10a还设有中心孔104a和4个螺纹孔107a。所述竖直直线电机4设有带4个通孔的法兰102a，所述法兰102a的通孔与所述上安装板10a的螺纹孔107a数量相同、孔距相等。由此，借助于例如为螺栓的4个紧固件，所述竖直直线电机4通过法兰102a被固定在所述上安装板10a上。

所述竖直直线电机4的滑杆16穿过所述中心孔104a连接所述上刀架61。所述法兰102a可以是被固定在所述竖直直线电机4上的独立部件，也可以与竖直直线电机4的主体呈一体件。

优选地，所述上安装板10a还设有凹部103a，所述中心孔104a和4个螺纹孔107a均设置在所述凹部103a中。

所述下安装板2a设有中心孔21a和4个螺纹孔27a，并且优选地设有凹部22a。竖直直线电机4以类似的方式被固定在下安装板2a上。

第三实施例

本实施例除竖直直线电机的安装方式之外，其余均与第一实施例相同，因此下面只介绍竖直直线电机的安装方式。

本实施例中，竖直直线电机通过侧面固定的方式安装在上安装板或下安装板上。

图9为本发明第三实施例的湿纸巾包装机封口机构的示意图，图10为图9中c处的局部放大图，图11为图9中的安装附件的示意图。

如图9-11所示，所述竖直直线电机4通过安装附件被固定在所述上安装板和下安装板上。借助于例如为高强度螺栓的紧固件，所述安装附件一侧与所述竖直直线电机4连接，另一侧与所述上安装板10b或下安装板2b连接。

所述安装附件连接所述竖直直线电机4的一侧设有通孔171b，并且连接所述上安装板10b或下安装板2b的一侧设有通孔172b。所述竖直直线电机4设有与所述通孔171b匹配的螺纹孔，所述上安装板10b或下安装板2b设有与所述通孔172b匹配的螺纹孔。

所述安装附件例如为横截面呈l形的安装板17。所述安装板17包括彼此垂直的一体构成的两个平板，借助于高强度螺栓，所述两个平板分别与所述竖直直线电机连接和与所述竖直电机安装座连接。

第四实施例

本实施例除所述上刀架和下刀架的上下竖直运动的导向方式之外，其余均与第一实施例相同，因此下面只介绍所述上刀架和下刀架的上下竖直运动的导向方式。

本实施例中，所述上刀架61c和下刀架62c的竖直引导部件包括侧板5c和竖直直线导轨9c。

图12为本发明第四实施例湿纸巾包装机封口机构的示意图。如图12所示，所述下安装板2c上竖直地安装有垂直于所述下安装板的侧板5c，所述侧板5c上设有竖直直线导轨9c。上刀架61c和下刀架62c分别在两端设有滑块69，所述滑块69与竖直直线导轨9c咬合，由此使得所述上刀架61c和下刀架62c均沿所述直线导轨9c上下竖直运动。

所述侧板5c的上端与安装有竖直直线电机4的上安装板10c连接，而下端与安装有竖直直线电机4的下安装板2c连接。

第五实施例

本实施例除所述上刀架和下刀架的上下竖直运动的导向方式之外，其余均与第一实施例相同，因此下面只介绍所述上刀架和下刀架的上下竖直运动的导向方式。

本实施例中，所述上刀架61d和下刀架62d的竖直引导部件包括框架导轨。

图13为本发明第五实施例的湿纸巾包装机封口机构的示意图，图14为图13中的带滑槽的上刀架61d的示意图。如图13和14所示，所述下安装板2d上安装有垂直于所述下安装板2d的侧板5d，所述侧板5d上开设有矩形槽9d。所述上刀架61d和下刀架62d的两侧均设有与所述矩形槽9d咬合的滑块63。所述滑块63和矩形槽之间配合的形状可以是矩形、燕尾形等。

所述侧板5d的上端与安装有竖直直线电机4的上安装板10d连接，而下端与安装有竖直直线电机4的下安装板2d连接。

第六实施例

为了进一步了解本发明实施例的特点与技术内容，下面将介绍本发明实施例中包装机封口机构的工作流程。图15-17示出了本发明第六实施例的湿纸巾包装机封口机构的不同工作状态。如图15-17所示，根据本发明的包装封口方法包括：

图15示出了包装机封口机构的初始位置，在该处，水平直线电机3的滑杆伸出，活动底板/下安装板2处于进料的初始位置；竖直直线电机4的滑杆缩回，上刀架61、下刀架62张开。

条状的产品沿水平方向在两个封口刀之间匀速输送，所述条状的产品例如是湿纸巾的待封口包装。

如图16所示，当湿纸巾连续匀速进入封口机构内时，控制程序根据电子凸轮的参数设置，控制水平直线电机3的滑杆伸出速度，达到与被输送的包装水平同步运行的目的。

如图16所示，当水平直线电机3通过滑杆带动下安装板2和湿纸巾同步运行时，竖直直线电机4的滑杆伸出带动上刀架61、下刀架62在光轴导杆上合拢，由此，两个封口刀对被输送的包装进行封口，并处于封口保压阶段。在封口过程中，水平直线电机确保包装机封口机构的框架结构与产品的水平运动速度相同。

如图17所示，当水平直线电机3的滑杆运行行程快要结束时，加热封合完毕。水平直线电机3的滑杆沿与包装的输送方向相反的方向返回到初始位置。同时竖直直线电机4通过滑杆带动上刀架61、下刀架62返回到初始位置。由此，包装机封口机构继续进行下一个封口循环。

以上针对湿纸巾的包装封口对本发明的多个实施例进行了详细描述，然而可以理解的是，本发明的包装封口技术也可用于除湿纸巾之外的其他条状产品的包装封口。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。