专利名称：纸卷输送系统及含有该系统的自动纸卷包装机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于包装设备技术领域，具体涉及一种自动包装机 的纸巻输送系统及含有该纸巻输送系统的自动纸巻包装机。
背景技术：
目前，纸巻的包装大多是采用进口设备来完成，其价格非常昂贵，售后服务得不到保证，维护很不方便。本申请人曾于2002年12 月26日向中国专利局申请了名称为《双工位全自动纸巻包装方法及 双工位全自动纸巻包装机》专利(专利号为ZL02139877. 1)，该装 置由纸巻输送系统、放纸系统、送纸系统、切纸施胶系统、巻纸系统、 热压合系统、控制系统及液压气动系统组成，其技术方案实现了纸巻 的全自动包装，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，且价格大 大低于进口设备。但是这种双工位全自动纸巻包装机的纸巻输送系统 由在线升降系统和输送机组成，输送速度慢，提高输送机的输送速度 会使噪音加大，磨损加快，从而縮短输送系统的使用寿命短；放纸系 统采用气动刹车盘的形式控制包装纸的张力，不能实现自动的收巻和 放巻以及张力的调节；各部件的运动速度慢，包装效率不高。实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不 足，提供一种自动化程度高、可大大縮短纸巻包装机中纸巻包装时间 的自动包装机的纸巻输送系统及含有该纸巻输送系统的自动纸巻包 装机。解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该自动包装机的纸 巻输送系统采用工位移动车系统，所述工位移动车系统包括工位机 架，工位机架上有工位轨道以及工位轨道上的工位小车，自动纸巻包装机中的接纸系统、纸巻包巻系统和热压合系统顺次设于工位机架附 近，并与工位机架一起形成三个包装工位，即接纸工位a、包巻折边 工位b以及热压合工位d，工位小车可在上述各工位之间运送纸巻。优选的是，在包巻折边工位b和热压合工位d之间还有在此两 个工位间起缓冲作用的缓冲工位c。所述工位移动车系统中，工位机架上各工位处可分别设有进行 包装时用于支撑纸巻的两个工位托辊，工位小车为顺次连接的三个， 分别设于各工位的两工位托辊之间的通道上，各工位小车可分别在各 个工位的两工位托辊之间作升降以托起或放下纸巻，并可分别在所述 四个工位之间平移以运送纸巻。其中，工位小车可包括设于两工位托辊之间通道上的用于支撑 纸巻的车身和设于工位轨道内的车轮；工位机架上设有可使工位小车 平移的平移单元和可使工位小车在两工位托辊之间作升降运动的升 降单元。所述平移单元可包括与工位小车车轮联接的同步带以及驱动同 步带的驱动电机，所述升降单元可包括连接在工位轨道下部的多根摆 杆、与各摆杆底端连接的摆架以及与摆架连接的顶升油缸，工位轨道、 摆杆及摆架构成平行四边形机构。当然，平移单元和升降单元不限于上述结构，也可以采用其他 具有相同功能的结构。优选的是，沿工位移动车系统的长度方向设有一支架，所述支 架在所述两工位托辊之间的通道上，支架下设有托住支架的托轮，所 述工位小车的车身套在支架以及托轮上。这样，在移动小车到各工位 位置时，可用于盖住相邻两工位之间的间隙，从而使整个包装机的外 形美观大方。一种含有上述纸巻输送系统的自动纸巻包装机。本实用新型的纸巻输送系统采用工位移动车系统，縮短了纸巻从 一个工位到另一个工位的时间，即加快了工位的输送速度，同时也加 快了纸巻包装机中各部件的运动速度，使得纸巻包装机的包装速度由 原来的85巻/小时提高到150巻/小时，工作效率大幅度提高，工人劳动强度减小。
图1义,本实用新型实施例中自动纸巻包装机的总装配图图1 —.1为图1的A-A视图图1 —.2为图1的B-B视图图1 —.3为图1的c-c视图图1 —■4为图1的D-D视图图2为本实用新型实施例中对中设备的结构示意图图3 —1为本实用新型工位移动车系统的主视图图3 —.2为图3—1的A-A视图图3 —3为图3—1的B-B视图图4为本实用新型实施例中放纸设备的结构示意图图5为本实用新型实施例中内封头放置设备的结构示意图图6为本实用新型实施例中热压合设备的结构示意图图7为本实用新型实施例中贴标签设备的结构示意图图8为本实用新型实施例中外封头放置设备的结构示意图图中a-接纸工位；b-包巻折边工位；C-缓冲工位；d-热压合 工位；l一第一踢纸器；2 —第一输送带；3—纸道一；4—第二踢 纸器；5 —对中设备；6 —第一接纸器；7 —纸道二； 8-工位小车；9 一第二接纸器；IO —切纸施胶设备；ll一折边设备；12 —送纸设 备；13 —放纸设备；14一纸道三；15 —第二输送带；16 —第三接纸 器；17—贴标签设备；18 —第三输送带；19一热压合系统；20—外封 头放置设备；21—内封头放置设备；501 —对中挡板；502 —托辊； 503 —直线导轨；504—同步带；505—电机；506 —称重模块；507 —机架；801 —支架；802 —动力辊；803 —顶升油缸；804—摆杆；805—同步带；806 —驱动电机；807 —工位小车；808 —托轮；809 —工位轨道；810 —挡纸杆；811 —托辊；812 —工位机架；813 —推纸辊； 814 —推纸油缸；815-车轮；816 —车身；817-摆架；1301 —减速 电机；1701-机械手；1702 —标签纸夹具；1703 —喷雾箱；1704 —喷嘴；1705 —第一机架；1706 —接纸板；1707—打印机；1708 —第二 机架；1901-加热盘；1902 —风机；1903 —移动油缸；1904 —直线导 轨；1905 —摆动台；1906 —轴承座；1907 —机架；1908 —摆动油缸；2001-机械手；2002-外封头夹具；2101-机械手；2102 —夹具；2103 一摆架；2104—真空吸盘；2105 —摆动电机；2106—曲柄摇杆；2107一小车；2108 —直线导轨；2109 —移动电机；2110—同步带；2111一机架。
具体实施方式
以下结合实施例和附图，对本实用新型作进一步详细描述。 下面实施例为本实用新型的非限定性实施例。如图1、 l一l、 l一2、 l一3、 l一4所示，本实施例中，自动纸巻包装机包括接纸系统、纸巻包巻系统、热压合系统、以及使纸巻在 上述各系统之间移动的纸巻输送系统和对上述系统实施控制的控制系统。其中，纸巻输送系统采用工位移动车系统8，所述工位移动车 系统8包括工位机架812，工位机架812上有工位轨道809以及工位 轨道上的工位小车807，所述接纸系统、纸巻包巻系统和热压合系统 顺次设于工位机架812附近。如图1所示，所述工位轨道809上有顺次相接的四个工位，它 们分别是接纸工位a、包巻折边工位b、缓冲工位c以及热压合工位 d，接纸系统设于接纸工位a附近，纸巻包巻系统设于包巻折边工位 b附近，热压合系统19设于热压合工位d附近，缓冲工位c在包巻 折边工位b和热压合工位d之间起缓冲作用。工位小车807可在上述 各工位之间运送纸巻。本实施例中，工位小车807采用三个，其顺次连接在一起。三 个工位小车807初始位置分别设于接纸工位a、包巻折边工位b、缓 冲工位c三个工位下方，工作时分别在此三个工位处同步向上运动， 然后再同时向前作平移运动，从而将处于不同工序的三个纸巻同步运 送到下一个工序。如图1、 1一1所示，接纸工位a附近有接纸系统。接纸系统包括设于运送纸巻的第一输送带2 —侧的第一踢纸器1、设于第一输送带2另一侧的第二踢纸器4、与所述第二踢纸器4相接的对中设备5、 与所述对中设备5相接并设于接纸工位a —侧的第一接纸器6、以及 设于接纸工位a另一侧与第一接纸器6相对的第二接纸器9。其中， 第一输送带2用于将远处的纸巻运送过来。如图2所示，对中设备5包括安装机架507和设于安装机架507 上的对中装置。对中装置包括用于托住纸巻的两排托辊502、可分别 从纸巻的两侧推动纸巻在托辊上移动以实现纸巻对中的两对中挡板 501。所述两托辊502呈"V"字型设置，两排呈"V"字型托辊502 之间的夹角范围可为170° —120° ，本实施例中，"V"字型托辊502 间的夹角为158° 。安装机架507上还装有4个2t的用于称取纸巻 重量的动载称重模块506，对中装置置于称重模块506上，与其他部 件不发生连接关系。两排排成"V"型角度的无动力托辊502构成对中设备5的工作 面，每一排辊子为20根。本实施例中，由电机505通过同步带504 使左右两对中挡板501在直线导轨503上移动，从而推动放置在托辊 502上的纸巻从而实现对中工作。该对中设备5结构简单、运行平稳、 可靠。如图1、 l一2所示，包巻折边工位b附近有纸巻包巻系统。所 述纸巻包巻系统包括由远到近依次设于包巻折边工位b —侧的放纸 设备13、送纸设备12、折边设备11、切纸施胶设备10。在包巻折边 工位b的另一侧有内封头放置设备21。送纸设备12设置在放纸设备13前方，折边设备11固定在送纸 设备12上，切纸施胶设备IO与送纸设备12相接。其中，送纸设备 12、折边设备ll、切纸施胶设备IO分别采用长沙长泰输送包装设备 有限公司生产的型号为BZ-2的双工位全自动纸巻包装机中的双工位 送纸设备、折边设备、切纸施胶设备。如图4所示，放纸设备13是在长沙长泰输送包装设备有限公司 生产的双工位放纸设备中的纸巻支撑轴上连接一个减速电机1301， 通过控制减速电机1301的转速从而控制放纸设备13中的纸巻放纸的线速度，使之与动力辊(设于工位移动车系统8中工位机架的包巻折 边工位b处，下文中有叙述)上的被包装纸巻的线速度保持相同，间 接实现张力的调节(张力的大小对纸巻包装的效果有影响)，从而使 纸巻包装的效果更好。如图5所示，所述内封头放置设备21包括机架2111，机架2111 上有机械手2101、由机械手2101带动的内封头夹具2102、可吸住内 封头的两个真空吸盘2104、以及可带动两真空吸盘2104分别移动到 纸巻两端部的真空吸盘的运动单元。真空吸盘的运动单元包括移动单元和摆动单元，所述移动单元 包括分别与两个真空吸盘2104连接的两小车2107、带动小车2107 移动的同步带2110以及驱动同步带2110的移动电机2109;所述摆 动单元包括与真空吸盘2104连接在一起的摆架2103、带动摆架2103 摆动的摆动电机2105。其中，小车2107的横移由移动电机2109通 过同步带2110牵引，小车2107由精密滚动直线导轨2108支承。由于真空吸盘2104置于可摆动的摆架2103上，通过调节摆架 2103，可以使内封头准确地放置在纸巻的两端部。由摆动电机2105 通过曲柄摇杆2106带动摆架2103上下摆动。两小车2107运动前位于直线导轨2108的中部，机械手2101通 过内封头夹具2102将内封头放置在摆架2103的真空吸盘2104上， 真空吸盘2104将内封头吸住，两小车2107开始分别向纸巻的两侧运 动，到纸巻端部时，小车2107停止，摆动电机2105通过曲柄摇杆 2106带动摆架2103向下摆动，将内封头分别放置在纸巻的两端，放 置完后，摆架2103升起，小车2107又回到原来位置。如图1、 l一3所示，热压合工位d的一侧有热压合系统。热压 合系统包括在纸巻的两端部放置外封头的外封头放置设备20以及对 外封头进行热压合的热压合设备19。其中，外封头放置设备20设于 热压合设备19的外侧。如图8所示，所述外封头放置设备20包括机械手2001以及由 机械手带动的外封头夹具2002。在控制系统的作用下，机械手2001 可将吸附在外封头夹具2002上的外封头放置在热压合设备19中的加如图6所示，热压合设备19包括机架1907，机架1907上有相 对设置于外封头夹具2002附近的两加热盘1901以及使两加热盘 1901作相向运动的加热盘的运动单元。所述加热盘的运动单元包括移动单元和摆动单元，所述移动单 元包括可驱动两加热盘1901移动的移动油缸1903以及直线导轨 1904，两加热盘1901成对安装于直线导轨1904上；所述摆动单元包 括一端通过轴承座1906活动安装在机架1907上的摆动台1905、与 摆动台1905另一端连接的摆动油缸1908，装有两加热盘1901的直 线导轨1904安装于摆动台1905上。热压合设备19可将涂膜外封头纸加热后，粘贴于纸巻的两端， 然后对纸巻端的包装部分热压成形，从而达到好的包装效果。本实施例中，两加热盘1901可由移动油缸1903驱动沿直线导 轨1904相向移动，摆动油缸1908与摆动台1905下部连接，加热盘 1901可在摆动油缸1908的带动下以轴承座1906为支点摆动。加热 盘1901上开设有1个或1个以上的吸气孔，在加热盘1901的背面还 设有风机1902，吸气孔与风机1902的吸风口相通。工作时，首先，风机1902启动，风机1902所产生的负压通过 吸气孔将外封头吸附在加热盘1901上；然后，加热盘1901在移动油 缸1903的牵引下沿直线导轨1904向中部靠拢，同时摆动油缸1908 通过摆动台1905带动加热盘1901摆动，使加热盘1901进入热压合 工位d，直到两加热盘1901分别正确地贴靠在纸巻的两端部，从而 完成加压贴外封头。贴完后加热盘1901在移动油缸1903的牵引下沿 直线导轨1904向两端靠拢，同时摆动油缸1908通过摆动台1905带 动加热盘1901摆动，使加热盘1901退出热压合工位d。热压合工位d的另一侧有第二输送带15，第三接纸器16设于第 二输送带15的一侧，包装完毕后的纸巻离开工位移动车系统8，由 第三接纸器16接住落到第二输送带15上。与第二输送带15相接的 是第三输送带18，第三输送带18附近设有贴标签设备17。如图7所示，贴标签设备17包括可喷出胶液的喷嘴1704、打印机1707、机械手1701、由机械手1701带动的可吸住由打印机1707 输出的标签纸的标签纸夹具1702。喷嘴1704位于喷雾箱1703内， 喷雾箱1703装于第一机架1705上，打印机1707安装于第二机架1708 上，打印机1707的纸张出口处有接纸板1706,接纸板1706也安装 在第二机架1708上。机械手1701可带动标签纸夹具1702到喷雾箱 1703的开口处。贴标签设备17工作时，首先打印机1707将信息打印在反面涂 有水溶性胶的标签纸上，并将标签纸输出到接纸板1706，机械手1701 使用标签纸夹具1702将标签吸住并移至喷雾箱1703开口处，喷嘴 1704喷出胶液后将标签纸粘贴在包装完毕的纸巻上。如图3—1、 3 — 2、 3 — 3所示，工位移动车系统中，工位机架812 上各工位处分别设有进行包装时用于支撑纸巻的两个工位托辊811， 其中，接纸工位a、缓冲工位c、热压合工位d处的两工位托辊811 为无动力的静托辊，而包巻折边b中两工位托辊811中的一根为动力 辊，即动力辊802，动力辊802可驱动纸巻转动，完成纸巻的外包装。工位机架812上的接纸工位a处还有挡纸杆810，挡纸杆810 起安全保护作用，防止进入接纸工位a的纸巻冲出工位；热压合工位 d处设有一推纸辊813以及推纸油缸814，推纸辊813可将包装完毕 的纸巻推出热压合工位d，送到第二输送带15上。工位小车807包括设于两工位托辊之间通道上用于支撑纸巻的 车身816和设于工位轨道809内的车轮815;工位机架812上还设有 可使工位小车807平移的平移单元和可使工位小车807在两工位托辊 811之间作升降运动的升降单元。所述平移单元包括与工位小车车轮815联接的同步带805以及 驱动同步带805的驱动电机806，所述升降单元包括连接在工位轨道 809下部的多根摆杆804、与各摆杆804底端连接的摆架817以及与 摆架817连接的推动工位轨道809上升的顶升油缸803，工位轨道 809、摆杆804及摆架817构成平行四边形机构，此平行四边形机构 在顶升油缸803的作用下，实现工位轨道809的升降运动。沿工位移动车系统8的长度方向设有一支架801，所述支架801设于两工位托辊811之间的通道上。本实施例中，支架801采用方管 钢制成。支架801下有托住支架的托轮808，支架801—头固定在工 位轨道809上，另一头固定在托轮808上，所述工位小车的车身816 套在支架801和托轮808上移动。当工位小车807进行平移时，托轮 808在支架801下滑动，支架801不移动；当工位小车807做升降运 动时，支架801跟工位小车807 —起做升降运动。支架801在工位小 车807移动后，可盖住工位轨道809两槽钢间的间隙。由于工位轨道809可进行升降运动，而工位小车807安装在可 升降的工位轨道809内，当纸巻需要进入下一步工序时，工位轨道 809带动工位小车807 —起上升，使工位小车807上的纸巻脱离工位 托辊811。而固定在工位轨道809下的驱动电机806通过同步带805 带动工位小车807移动，从而使工位小车807上的纸巻从一个工位移 动到下一个工位。本实用新型工作过程如下纸巻由第一踢纸机1从第一输送带2上踢出，第一接纸器6将 纸巻平稳的接入对中设备5中，对中设备5中的减速电机505通过同 步带504拉动两对中挡板501使纸巻在托辊502上移动从而使纸巻对 中并测出其宽度，安装在机架507下的称重模块506测出其重量，再 由第二踢纸器4将纸巻推出，第二接纸器9将纸巻平稳的接入到工位 移动车系统的接纸工位a上，与此同时下一个纸巻进入对中设备5， 开始下一循环。接着，工位移动车系统中的工位小车807在顶升油缸803的作 用下上升，工位小车807将纸巻由接纸工位a送入包巻折边工位b， 然后下降并退回。根据已经检测出的纸巻规格，通过控制系统自动选 定所需的包装纸，送纸设备12上的送纸辊转动，带动放纸设备13上 选定的包装纸转动，将包装纸送入切纸施胶设备10，对纸头进行施 胶，内封头放置设备21将内封头放置在纸巻端部，折边设备11上的 护纸臂将内封头压护在纸巻端部，工位移动车系统8中的动力辊802 和送纸设备12上的送纸辊同时转动，继续将包装纸头送至被包装纸 巻上，放纸设备13自动调节其张力以保证包装纸紧贴在纸巻圆周面上；与此同时，折边设备ll上的折边叶轮下降压向纸巻末端，开始 折纸动作。当达到设定的层数时，动力辊802和送纸辊停止，再次对 包装纸进行施胶，并切断。动力辊802继续转动，待包装纸尾端全部 与纸巻贴合且全部打折后，包巻结束。工位移动车系统8中的工位小 车807上升，在同步带805的作用下将纸巻运送至缓冲工位c,同时 缓冲工位c的纸巻进入热压合工位d，接纸工位a的纸巻进入折边工 位b，开始下一循环。在纸巻到达至热压合工位d的同时，外封头放置设备20将合适 的外封头自动放置在热压合设备19中的加热盘1901上加热预备，纸 巻到达后在摆动油缸1908的牵引下，带动加热盘1901摆动，两端加 热盘1901转动到位后，在移动油缸1903的牵引下向中移动，将外封 头压贴在纸巻两端部；并加压保持5秒，使外封头上的胶熔粘在纸巻 端部，同时也将折纸压平成型，然后两加热盘1901退回，并转动复位。 工位机架812上的推纸油缸814推动推纸辊813将包装好的纸巻推出 热压合工位d,纸巻经第三接纸器16缓冲后平稳停在第二输送带15 上。同时缓冲工位c的纸巻进入热压合工位d，开始下一循环。纸巻由第二输送带15送至第三输送带18上后，贴标签设备17 上的机械手1701通过标签纸夹具1702将打印机1707打出的反面涂 有水溶性胶的标签纸吸住，移动至喷雾箱1703，喷嘴1704喷出水雾 后，将其粘贴在纸巻的表面或端面。本实用新型自动纸巻包装机设计合理，自动化程度高，操作维 护方便，工人劳动强度小，包装质量稳定、外形美观，工作效率高， 包装速度可达150巻/小时，市场前景广阔。
权利要求1.一种自动包装机的纸卷输送系统，其特征在于采用工位移动车系统，所述工位移动车系统包括工位机架(812)，工位机架上有工位轨道以及工位轨道上的工位小车(807)，自动纸卷包装机中的接纸系统、纸卷包卷系统和热压合系统顺次设于工位机架附近，并与工位机架一起形成三个包装工位，即接纸工位a、包卷折边工位b以及热压合工位d，工位小车(807)可在上述各工位之间运送纸卷。
2. 根据权利要求1所述的纸巻输送系统，其特征在于在包巻折 边工位b和热压合工位d之间还有在此两个工位间起缓冲作用的缓冲工位c。
3. 根据权利要求2所述的纸巻输送系统，其特征在于所述工位 移动车系统中，工位机架(812)上各工位处分别设有进行包装时用 于支撑纸巻的两个工位托辊(811)，工位小车(807)为顺次连接的 三个，分别设于各工位的两工位托辊之间的通道上，各工位小车可分 别在各个工位的两工位托辊之间作升降运动以托起或放下纸巻，并可 分别在所述各工位之间平移以运送纸巻。
4. 根据权利要求3所述的纸巻输送系统，其特征在于工位小车 包括设于两工位托辊之间通道上的用于支撑纸巻的车身(816)和设 于工位轨道内的车轮(815);工位机架上设有可使工位小车平移的 平移单元和可使工位小车在两工位托辊(811)之间作升降运动的升降单元。
5. 根据权利要求4所述的纸巻输送系统，其特征在于所述平移 单元包括与工位小车车轮联接的同步带(805)以及驱动同步带的驱 动电机(806)。
6. 根据权利要求4所述的纸巻输送系统，其特征在于所述升降单元包括连接在工位轨道下部的多根摆杆(804)、与各摆杆底端连 接的摆架(817)以及与摆架连接的顶升油缸(803)，工位轨道、摆 杆及摆架构成平行四边形机构。
7. 根据权利要求4所述的纸巻输送系统，其特征在于沿工位移 动车系统的长度方向设有一支架(801)，所述支架(801)设于所述 两工位托辊(811)之间的通道上，支架下有托住支架的托轮(808)， 所述工位小车的车身(816)套在所述支架(801)和托轮(808)上。
8. —种包含权利要求l一7所述纸巻输送系统的自动纸巻包装机。
专利摘要本实用新型公开了一种自动包装机的纸卷输送系统及含有该输送系统的自动纸卷包装机，其采用工位移动车系统，所述工位移动车系统包括工位机架，工位机架上有工位轨道以及工位轨道上的工位小车，自动纸卷包装机中的接纸系统、纸卷包卷系统和热压合系统顺次设于工位机架附近，并与工位机架一起形成三个包装工位，即接纸工位a、包卷折边工位b以及热压合工位d，工位小车可在上述各工位之间运送纸卷。本实用新型纸卷可大大缩短每个纸卷包装时间，且自动化程度高、包装质量好。
文档编号B65B35/10GK201102640SQ200720138968
公开日2008年8月20日 申请日期2007年8月27日 优先权日2007年8月27日
发明者刘云涛, 易顺叶, 董明礼, 陈松伟, 浩 黄 申请人:长沙长泰输送包装设备有限公司