专利名称：钢卷包装用自动薄膜缠绕机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用塑料薄膜自动包装钢卷的设备，特别是一种结构设计合 理、操控性能可靠的以机械作业取代人工操作的钢卷包装用自动薄膜缠绕机。它也适用于 其它各种可转动的空心产品自动包装塑料薄膜。
背景技术：
目前，国内许多工厂用弹性薄膜包装钢卷只有一种人工平面包装的操作形式就 是操作员先将钢卷由吊车提起，同时把预先裁剪的整块弹性薄膜平垫到支架上面，待吊车 将钢卷落下后，以弹性薄膜对其进行分部包装，即先将薄膜的两边包裹钢卷，用胶布将薄膜 的接缝粘牢固，直到薄膜前、后端头闭合，钢卷全部包裹完，再用胶布逐一粘牢，完成用弹性 薄膜对钢卷的包装。按照上述传统手工方法包装钢卷操作的缺陷是明显的首先操作员必 须手工操作吊车对钢卷进行升、降，以调整钢卷在包装支架上的适当位置，弯腰在支架上方 平铺弹性薄膜，而且手中必须拿着胶布往返粘贴弹性薄膜包裹钢卷的接缝，直到全部粘贴 牢固。这种传统手工包装方法不仅增加操作员的劳动强度，使其感到不适、和疲劳，容易受 到与用力有关的损伤，而且使包装工序变得繁琐，操作复杂，外观不雅，影响钢卷包装质量， 也存在着生产效率低、人力资源浪费等问题。另外，由于钢卷大、小不定，而膜薄仅有的几种 规格往往满足不了需要，导致经常出现用大薄膜包小钢卷的浪费材料、增加成本的现象。迄 今为止，在本技术领域中还没有使用钢卷自动包装设备。因此，需要研制一种新的机械作业 的包装设备，以取代传统手工操作，克服上述的人工包装钢卷存在的各种缺陷。
发明内容本实用新型的目的是提供一种钢卷包装用自动薄膜缠绕机，它克服了传统手工包 装存在的生产效率低、人力资源浪费、生产成本高等问题，其结构设计合理，工序简化流畅， 操控容易，应用广泛，性能可靠，省工、省料，显著减轻操作员的劳动强度，提高生产效率和 包装质量，同时增加了外观美感。本实用新型所采用的技术方案是该钢卷包装用自动薄膜缠绕机包括在轨道上走 行的两个主框架和主框架连接横梁、薄膜跑车以及电气控制装置，其技术要点是在主框架 连接横梁上设置薄膜自动包装钢卷的包卷机构，所述包卷机构主要由升降横梁及其升降传 动装置、左、右“C”型架及其平移传动装置、薄膜跑车、薄膜牵拉切断装置和滚卷机组成，所 述升降横梁通过其上的导套组装在所述主框架的升降传动导柱上，利用设置在所述主框架 连接横梁上的所述升降传动装置驱动所述升降横梁沿升降传动导柱上、下往复移动，对称 组装在所述升降横梁底部的直线导轨上的所述左、右“C”型架通过所述平移传动装置的驱 动进行左、右相对移动，释放包装薄膜的所述薄膜跑车沿左、右“C”型架形成的闭合环形轨 道绕行，所述滚卷机的两个托辊支承并连续转动被包装的钢卷。设置在所述主框架连接横梁上的升降传动装置中带螺母的升降传动螺杆驱动所 述升降横梁两端的与所述升降传动螺杆啮合的螺母沿轴向移动，使与所述螺母对应分布在所述升降横梁上的导套沿所述升降传动导柱上、下往复移动。所述左、右“C”型架在所述平移传动装置的平移螺杆的带动下沿所述升降横梁底 部的直线导轨左、右相对移动，合拢后的左、右“C”型架形成闭合环形轨道，所述薄膜跑车在 薄膜跑车电机的驱动下沿所述闭合环形轨道绕行，相继穿越托在所述滚卷机的两个托辊上 的钢卷的内孔。在所述薄膜跑车的车体下部两侧相对应位置设置导向轮，分别沿所述左、右“C”型 架的“C”型轨道两侧的外周滚动，所述薄膜跑车的驱动齿轮与所述左、右“C”型架的轨道内 圈齿条相啮合。所述薄膜牵拉切断装置组装在辅助支架的移动支架上，所述辅助支架固定于所述 左“C”型架上，所述薄膜牵拉切断装置包括上、下行程气缸带动的上压盘，底部带有弹簧 张紧装置的下压盘和薄膜切刀，所述上、下行程气缸组装在所述移动支架的上方，所述弹簧 张紧装置组装在所述移动支架的下方，固定在所述移动支架中部的薄膜切刀的刃面略低于 上压盘的下端面，固定在所述辅助支架的支撑架上的推拉气缸带动移动支架利用其上的移 动支架直线导轨沿所述支撑架上的导轨滑座内往复移动。所述电气控制装置的检测钢卷外径大小的测距探头设置在所述升降横梁下部，并 正对托在所述滚卷机上的所述钢卷上方。所述电气控制装置的检测钢卷位置的升降传动传感器设置在所述主框架连接横 梁上，并与所述升降传动装置的升降传动轴在同一轴线上。所述电气控制装置的控制所述左、右“C”型架相对开启、合拢移动的移动传感器设 置在所述升降横梁上，并与所述平移传动装置的平移螺杆在同一轴线上。所述电气控制装置的薄膜跑车的小车复位传感器与薄膜监视传感器设置在左“C” 型架上。本实用新型具有的优点及积极效果是由于本实用新型采用在轨道上走行的主框 架上设置以机械作业进行钢卷自动包装薄膜缠绕的包卷机构，所以它克服了传统手工对钢 卷进行包装薄膜时存在的生产效率低、人力资源浪费、生产成本高等问题。又因包卷机构主 要由升降横梁及其升降传动装置、左、右“C”型架及其平移传动装置、薄膜跑车、薄膜牵拉切 断装置和滚卷机组成，在由PLC可编程控制模块为核心的电气控制装置相应的调控下，很 容易实现升降横梁、左、右“C”型架、薄膜跑车、薄膜牵拉切断装置和滚卷机的自动协调配合 动作，使之工序简化流畅，操控容易，很经济地使用规格相当的包装薄膜来完成包装任务， 故其结构设计合理，使用性能可靠。与现有手工作业相比，省工、省料，显著减轻操作员的劳 动强度，提高生产效率和包装质量，同时增加了钢卷包装后的外观美感。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1是本实用新型的一种结构示意图。图2是
图1的侧视图。图3是
图1的A部放大图。图4是图3的右视图。图5是
图1中的滚卷机的一种结构示意图。[0020]图中序号说明1升降传动传感器、2升降传动减速机、3升降传动联轴器、4升降传 动轴承座、5升降传动轴、6升降传动电机、7主框架连接横梁、8主框架、9主框架移动底座、 10轨道、11右“C”型架、12左“C”型架、13辅助支架、14移动支架、15支撑架、16薄膜跑车、 17、“C”型轨道、18轨道内圈齿条、19包装薄膜、20小车复位传感器、21薄膜监视传感器、22 测距探头、23双轴驱动装置、24平移螺杆、25平移螺母、26平移传动座、27轴承座、28平移 传感器、29升降横梁、30直线导轨、31升降螺杆、32滚卷机托辊、33滚卷机电机、34滚卷机 底座、35地脚螺栓、36钢卷、37升降传动导柱、38导套、39托架、40主框架移动电机、41主框 架移动底座缓冲器、42轨道限位阻挡器、43滚卷机链轮、44滚卷机链条、45推拉气缸、46导 轨滑座、47移动支架直线导轨、48上、下行程气缸、49上压盘、50下压盘、51薄膜切刀、52弹 簧张紧装置、53薄膜跑车电机、54齿形皮带、55驱动齿轮、56传动轮、57导向轮、58张紧弹 簧、59张紧辊、60薄膜装料辊。
具体实施方式
根据
图1 5详细说明本实用新型的具体结构。该钢卷包装用自动薄膜缠绕机包 括在轨道10上走行的两个主框架8、主框架连接横梁7和在主框架连接横梁7上设置薄膜 自动包装钢卷的包卷机构，薄膜跑车16以及由PLC可编程控制模块为核心的电气控制装置 等件。其中主框架8的底部组装有带滚轮的主框架移动底座9，通过固定在主框架移动底座 9上的主框架移动电机40驱动滚轮转动，使得主框架8及其主框架连接横梁7上的包卷机 构等随同滚轮一起沿轨道10走行。设置在主框架移动底座9 一端的主框架移动底座缓冲 器41与设置在轨道10端部的轨道限位阻挡器42，可使主框架8的移动更加安全、平稳。薄膜自动包装钢卷的包卷机构主要由升降横梁29及其升降传动装置，左、右“C” 型架12、11及其平移传动装置，释放包装薄膜19的薄膜跑车16、薄膜牵拉切断装置和支承、 转动钢卷36的滚卷机等组成。升降横梁29通过其上的导套38组装在主框架8的升降传动导柱37上，利用对称 设置在主框架连接横梁7上的升降传动装置驱动升降横梁29的导套38沿升降传动导柱37 上、下往复移动。升降传动装置主要由升降传动减速机2、升降传动联轴器3、升降传动轴承座4、升 降传动轴5、升降传动电机6、带螺母的升降螺杆31等件组成。双输出轴的升降传动电机6 同时利用连接在两侧的升降传动轴5、升降传动减速机2驱动升降螺杆31转动，带动升降横 梁29两端的与升降螺杆31啮合的螺母沿轴向移动，使与螺母对应分布在升降横梁29上的 导套38沿升降传动导柱37上、下往复移动，于是升降横梁29随之移动。这样就可以根据 升降传动传感器1传输给电气控制装置的核心PLC可编程控制模块的检测钢卷36位置的 信号，确定升降横梁29上、下移动的精确位置。为准确地传输所检测钢卷36位置的信号， 该升降传动传感器1设置在主框架连接横梁7上，并与升降传动装置的升降传动轴5在同 一轴线上。左“C”型架12、右“C”型架11分别对称组装在升降横梁29底部各自的直线导轨 30上，通过平移传动装置驱动其进行左、右相对移动。对称组装在升降横梁29上的平移传 动装置主要由双轴驱动装置23、平移螺杆24、平移螺母25、平移传动座26、轴承座27、直线 导轨30等件组成。与平移螺杆24相啮合的平移螺母25通过平移传动座26固定在左、右“C”型架12、11上，使左、右“C”型架12、11在平移螺杆24的带动下沿升降横梁29底部的 直线导轨30左、右相对开启、合拢移动，以便根据平移传感器28传输给电气控制装置的核 心PLC可编程控制模块的信号，控制左、右“C”型架12、11相对开启、合拢移动，合拢后的左、 右“C”型架12、11形成闭合环形轨道。为确定左、右“C”型架12、11左、右相对开启、合拢 移动的精确位置，更准确地传输所检测到的左、右“C”型架12、11相对开启、合拢移动的位 置，应将平移传感器28设置在升降横梁29上，并与平移传动装置的平移螺杆24在同一轴 线上。每个支承、转动钢卷36的滚卷机包括滚卷机托辊32、滚卷机电机33、滚卷机底座 34、地脚螺栓35、滚卷机链轮43、滚卷机链条44等件。滚卷机底座34利用地脚螺栓35固 定在两个轨道10之间的预定位置上。滚卷机电机33通过滚卷机链条44驱动组装在滚卷 机底座34上的滚卷机托辊32转动，使支承在两个托辊上的被包装的钢卷36连续转动。释放包装薄膜19的薄膜跑车16包括薄膜跑车电机53、齿形皮带54、导向轮57、 传动轮56、驱动齿轮55、张紧辊59、张紧弹簧58、薄膜装料辊60等件。薄膜跑车电机53通 过齿形皮带54带动驱动齿轮55和与之同轴的传动轮56转动。组装在薄膜料辊60上的包 装薄膜19穿过设置在跑车上的一组张紧辊59之后引出。在薄膜跑车16的车体下部两侧 相对应位置设置的导向轮57，分别沿左、右“C”型架12、11的“C”型轨道17两侧的外周滚 动，薄膜跑车16的驱动齿轮55与左、右“C”型架12、11的轨道内圈齿条18相啮合。薄膜 跑车16在薄膜跑车电机53的驱动下沿闭合环形轨道绕行，相继穿越托在滚卷机的两个托 辊上的连续转动的钢卷36的内孔。薄膜牵拉切断装置组装在辅助支架13的移动支架14上，辅助支架13固定于左 “C”型架12上。薄膜牵拉切断装置包括上、下行程气缸48带动的上压盘49，底部带有弹簧 张紧装置52的下压盘50和薄膜切刀51。上、下行程气缸48组装在移动支架14的上方，用 来带动上压盘49沿轴向往复移动；弹簧张紧装置52组装在移动支架14正对上压盘49轴 线的下方，用来支撑和使下压盘50被上压盘49压缩后恢复初始状态；固定在移动支架14 中部的薄膜切刀51的刃面略低于上压盘49的下端面，当上、下压盘49、50的端面压紧包装 薄膜19并一起下移时，刃面切断包装薄膜19。固定在辅助支架13的支撑架15上的推拉气 缸45带动移动支架14利用其上的移动支架直线导轨47沿支撑架15上的导轨滑座46往 复移动。启动时，在PLC可编程控制模块的控制下滚卷机暂时不动，薄膜跑车16带动包装 薄膜19沿闭合环形轨道绕行三圈后，滚卷机托辊32开始转动，同时辅助支架13的移动支 架14上的薄膜牵拉切断装置的上、下压盘49、50将包装薄膜19松开，薄膜跑车16开始沿 闭合环形轨道提速至恒定速度进行缠绕运动。此时薄膜跑车16利用推拉气缸45来推动移 动支架14上的薄膜牵拉切断装置。当钢卷36在滚卷机托辊32上旋转一周后，即完成包装 薄膜19的缠绕包装工作，薄膜跑车16开始自动减速，低速运行。底部带有弹簧张紧装置52 的下压盘50与上、下行程气缸48带动的上压盘49向下运动压住包装薄膜19的同时，薄膜 切刀51将包装薄膜19切断，然后通过PLC可编程控制模块的控制，使向上运动的上、下行 程气缸48带动上压盘49复位，在弹簧张紧装置52的作用下让下压盘50回到初始位置。然 后保持包装薄膜19夹持的状态，利用推拉气缸45将整个移动支架14拉回，准备下一个循 环的开始。滚卷机的规格、数量应根据被包装钢卷36的实际需要确定。电气控制装置的检测钢卷36外径大小的测距探头22设置在升降横梁29的下部，并正对托在滚卷机上的钢卷 36上方，以便精确检测钢卷36外径的大小，随时将信号传输给电气控制装置的核心PLC可 编程控制模块，准确控制滚卷机托辊32的旋转时间及旋转速度，这样就可以允许对不同大 小的钢卷36进行包装。电气控制装置的薄膜跑车16的小车复位传感器20与薄膜监视传感器21，设置在 左“C”型架12上，用来传输检测钢卷36的中心位置的信号，并将信号传输给电气控制装置 的核心PLC可编程控制模块，以使薄膜跑车16准确穿过钢卷36的中心，通过输送包装薄膜 19并连续缠卷来实现自动包装。该钢卷包装用自动薄膜缠绕机充分利用控制台内部的以PLC可编程控制模块为 核心的电气控制装置获得相关信息，达到经济地使用包装薄膜19的目的。控制台的人机界 面为操作者提供各种操作功能。该机启动时首先开启电源，程序启动，显示屏将会自动显示 开始。如有异常情况，将控制台的急停按钮按下时，设备的任何操作和生产过程都将立即停止。用包装薄膜19自动包装钢卷36时，首先将待包装钢卷36用吊车放在滚卷机托辊 32上，此时，左、右“C”型架12、11呈开启状态。当设备开始工作时，按下控制台上的“控制 启动”按钮，电源灯亮起来。启动自动操作程序，该机所有部件“在零位”处于起始位置。当 主框架8自动移行到钢卷36上方时，合拢左、右“C”型架12、11形成闭合环形轨道，薄膜跑 车16在初始位置启动，PLC可编程控制模块控制滚卷机暂时不动，让薄膜跑车16带动包装 薄膜19在闭合环形轨道上转动三圈后，滚卷机开始转动，同时辅助支架13上的移动支架14 的上、下压盘49、50将包装薄膜19松开，薄膜跑车16开始沿闭合环形轨道提速至恒定速度 绕行。释放包装薄膜19的薄膜跑车16在薄膜跑车电机53的带动下，准确穿过在滚卷机上 连续转动的钢卷36的内孔，将包装薄膜19连续缠绕在转动的钢卷36上。此时辅助支架13 上的移动支架14处于回收状态，按传输给电气控制装置预先设定的托在滚卷机上的钢卷 36的旋转时间、直径、中心尺寸、包装薄膜19的宽度及其缠绕薄膜搭接量等信号，控制相应 部件自动运行。钢卷36自动地在滚卷机托辊32上旋转一周后，即完成包装薄膜19的缠绕 包装工作。薄膜跑车16开始自动减速，低速运行，于此同时，带有薄膜牵拉切断装置的移动 支架14在推拉气缸45的作用下移至薄膜跑车16上部，底部带有弹簧张紧装置52的下压 盘50与上、下行程气缸48带动的上压盘49压住包装薄膜19向下继续运动的同时，薄膜切 刀51将包装薄膜19切断，然后通过PLC可编程控制模块的控制，使上、下压盘49、50回到 初始位置，完成本次包装循环。最后恢复整机在所有部件的起始位置，并使左、右“C”型架 12、11打开，主框架8移行至下一工作位置，循环重复上述包装动作。
权利要求一种钢卷包装用自动薄膜缠绕机，包括在轨道上走行的两个主框架和主框架连接横梁、薄膜跑车以及电气控制装置，其特征在于在主框架连接横梁上设置薄膜自动包装钢卷的包卷机构，所述包卷机构主要由升降横梁及其升降传动装置、左、右“C”型架及其平移传动装置、薄膜跑车、薄膜牵拉切断装置和滚卷机组成，所述升降横梁通过其上的导套组装在所述主框架的升降传动导柱上，利用设置在所述主框架连接横梁上的所述升降传动装置驱动所述升降横梁沿升降传动导柱上、下往复移动，对称组装在所述升降横梁底部的直线导轨上的所述左、右“C”型架通过所述平移传动装置的驱动进行左、右相对移动，释放包装薄膜的所述薄膜跑车沿左、右“C”型架形成的闭合环形轨道绕行，所述滚卷机的两个托辊支承并连续转动被包装的钢卷。
2.根据权利要求1所述的钢卷包装用自动薄膜缠绕机，其特征在于设置在所述主框 架连接横梁上的升降传动装置中带螺母的升降传动螺杆驱动所述升降横梁两端的与所述 升降传动螺杆啮合的螺母沿轴向移动，使与所述螺母对应分布在所述升降横梁上的导套沿 所述升降传动导柱上、下往复移动。
3.根据权利要求1所述的钢卷包装用自动薄膜缠绕机，其特征在于所述左、右“C”型 架在所述平移传动装置的平移螺杆的带动下沿所述升降横梁底部的直线导轨左、右相对移 动，合拢后的左、右“C”型架形成闭合环形轨道，所述薄膜跑车在薄膜跑车电机的驱动下沿 所述闭合环形轨道绕行，相继穿越托在所述滚卷机的两个托辊上的钢卷的内孔。
4.根据权利要求1所述的钢卷包装用自动薄膜缠绕机，其特征在于在所述薄膜跑车 的车体下部两侧相对应位置设置导向轮，所述的导向轮分别沿所述左、右“C”型架的“C”型 轨道侧的外周滚动，所述薄膜跑车的驱动齿轮与所述左、右“C”型架的轨道内圈齿条相啮I=I O
5.根据权利要求1所述的钢卷包装用自动薄膜缠绕机，所述薄膜牵拉切断装置组装在 辅助支架上的移动支架上，所述辅助支架固定于所述左“C”型架上，所述薄膜牵拉切断装置 包括上、下行程气缸带动的上压盘，底部带有弹簧张紧装置的下压盘和薄膜切刀，所述上、 下行程气缸组装在所述移动支架的上方，所述弹簧张紧装置组装在所述移动支架的下方， 固定在所述移动支架中部的薄膜切刀的刃面略低于上压盘的下端面，固定在所述辅助支架 的支撑架上的推拉气缸带动移动支架利用其上的移动支架直线导轨沿所述支撑架上的导 轨滑座往复移动。
6.根据权利要求1所述的钢卷包装用自动薄膜缠绕机，其特征在于所述电气控制装 置的检测钢卷外径大小的测距探头设置在所述升降横梁下部，并正对托在所述滚卷机上的 所述钢卷上方。
7.根据权利要求1所述的钢卷包装用自动薄膜缠绕机，其特征在于所述电气控制装 置的检测钢卷位置的升降传动传感器设置在所述主框架连接横梁上，并与所述升降传动装 置的升降传动轴在同一轴线上。
8.根据权利要求1所述的钢卷包装用自动薄膜缠绕机，其特征在于所述电气控制装 置的控制所述左、右“C”型架相对开启、合拢移动的移动传感器设置在所述升降横梁上，并 与所述平移传动装置的平移螺杆在同一轴线上。
9.根据权利要求1所述的钢卷包装用自动薄膜缠绕机，其特征在于所述电气控制装 置的定位薄膜跑车的小车复位传感器与薄膜监视传感器设置在左“C”型架上。
专利摘要一种钢卷包装用自动薄膜缠绕机，克服了传统手工包装存在的生产效率低等问题，它包括主框架和主框架连接横梁、薄膜跑车以及电气控制装置，其技术要点是在主框架连接横梁上设置由升降横梁、左、右“C”型架、薄膜跑车、薄膜牵拉切断装置和滚卷机组成的包卷机构，利用升降传动装置驱动升降横梁上、下移动，对称组装的左、右“C”型架通过平移传动装置的驱动进行左、右相对移动，释放包装薄膜的薄膜跑车沿左、右“C”型架形成的闭合环形轨道绕行，滚卷机的托辊支承被包装的钢卷连续转动，实现自动包装。其结构设计合理，工序简化流畅，操控容易，应用广泛，性能可靠，省工、省料，显著减轻操作员的劳动强度，提高生产效率和包装质量，同时增加了外观美感。
文档编号B65B41/02GK201633938SQ20102012565
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者周立生, 孙涛, 陆波 申请人:鞍山市弘鑫包装材料有限公司