一种旋转烫刀式包装机端封监测装置的制造方法
【专利摘要】<b>本实用新型公开了一种旋转烫刀式包装机端封监测装置，包括支架、光纤传感器、计算机控制器、导线和安装组件，本实用新型运用激光穿透性强、定向性好、精度高等特性，将非接触光纤传感技术应用于传统包装工艺，对旋转烫刀式包装机的端封工位实施在线动态监测，不仅做到了被包装产品的零报废，包装材料的无损耗，大幅降低了制造成本，在企业赢得效益的同时，对社会做到了节能和减排。</b>
【专利说明】
一种旋转烫刀式包装机端封监测装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及包装机械制造领域，特别涉及一种旋转烫刀式包装机端封监测 装置。
【背景技术】
[0002] 旋转烫刀式包装机，被广泛应用于人们生活中，如食品、医药、机电、电子、化工等 各个领域的产品包装，如枕式包装机、三边封装机、四边封装机，其不但结构简单，操作容 易；而且生产功效极高(见图1)。
[0003] 然而，在实际生产过程中，经常会发生"打刀"现象，即被包装产品的错位，使之直 接卡压在旋转式上下烫刀之间，其带来的后果是：
[0004] 1.被迫人工紧急停机，开机箱后盖，手工盘皮带倒车，取出被卡坏的产品；
[0005] 2.由于包装机的前后传动装置采用了多级伺服驱动模式，前后动力的同步是由计 算机根据包装膜上的色块+传感器来实现基准定位控制，一旦发生"打刀"现象，包装机必须 色块+传感器必须重新采样定位，流水线越长定位体系所需包装膜越长；
[0006] 3.造成包装材料损耗，被包装产品报废；
[0007] 4.机械设备损坏；
[0008] 5.生产效率下降，企业成本增加。
[0009] 对此，国内外同行在包装产品的输入端口，采用了诸如设置皮带辅压、滚轮辅压等 各种产品隔膜定位方法，然而其效果都不佳，由于被包装产品在皮带输入线上的摩擦力较 大，在被输入到中封或边封工位时，被包装产品处于塑料包装膜上，其相对摩擦力急剧减 小，尤其对于底部为非规则表面的物体，在输送过程中难以避免的振动过程中，即便是在隔 膜辅压状况下，被包装产品的相对位移现象在所难免。
[0010] 有些行业为了避免被包装产品打刀报废，不得不采取加长外包装尺寸的方法，如 我们在市场上常见袋装面包，其外包装袋要比面包长了许多，贵重的电子产品的外包装与 其体积之比更是大了很多，有些行业干脆采用手工封口机来包装，不但生产效率低下，其包 装成本也会大幅上升。
【发明内容】
[0011] 针对上述传统技术存在缺陷，本实用新型旨在提出一种具有自动错位识别功能的 旋转烫刀式包装机端封监测装置。
[0012] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0013] -种旋转烫刀式包装机端封监测装置，包括支架、光栅传感器、光纤传感器、计算 机控制器、导线和安装组件，所述的支架由二个Π 型框架构成，二个Π 型框架呈轴对称形 式，设置于输送平面的二侧，在二个Π 型框架中部各点阵式、设置有一组光纤安装孔，光栅 传感器通过光纤与支架上的光纤安装孔相连接；
[0014] 所述支架中二个轴对称设置Π 型框架，一个为光源发射端口固定架，另一个为光 源接收端口固定架；
[0015] 在包装机旋转烫刀的轴向设置有一光纤传感器，该传感器光线与支架上光栅传感 器光线呈异面垂直；
[0016] 所述的光纤传感器为对射型激光传感器；
[0017] 所述光栅传感器和光纤传感器均通过导线与计算机控制器相连接。
[0018] 所述的光栅传感器由一组对射型激光传感器点阵式构成。
[0019] 所述旋转烫刀轴向设置的光纤传感器，其光源发射端口和接收端口通过安装组件 轴向设置于旋转烫刀的二侧包装机机架平面上，安装组件上带有与旋转烫刀轴同轴心的可 调位移槽孔。
[0020] 所述支架左右宽度为产品外包装宽度的一倍以上，支架中部点阵式光纤安装孔排 列宽度小于等于产品外包装宽度。
[0021] 所述的旋转烫刀轴向设置的光纤传感器到烫点的弧线距离与支架到烫点的直线 距离相等。
[0022] 在所述支架安装位置的输送平面上，正交设置有光栅穿透槽，其长度大于等于产 品外包装宽度，在该槽的表面可设置覆盖透明玻璃层。
[0023] 所述支架可正交设置于一个移动的平面平台上，平台面与外包装膜平面平行。
[0024] 本实用新型运用激光穿透性强、定向性好、精度高等特性，将非接触光纤传感技术 应用于传统包装工艺，对旋转烫刀式包装机的端封工位实施在线动态监测，不仅做到了被 包装产品的零报废，包装材料的无损耗，大幅降低了制造成本，在企业赢得效益的同时，对 社会做到了节能和减排。
【附图说明】
[0025] 图1为旋转烫刀式包装机端封结构示意图；
[0026] 图2为旋转烫刀式包装机故障(打刀)示意图；
[0027]图3为本实用新型结构不意图；
[0028] 图4为本实用新型分体结构示意图；
[0029] 图5为本实用新型分体(A-A)局放结构示意图；
[0030] 图6为本实用新型轴向光纤传感器结构示意图；
[0031]图7为本实用新型在往复烫刀式包装机应用结构示意图。
[0032] 其图中1-输入输送带；2-被包装产品；3-外包装膜；4-包装膜筒料；5-旋转烫刀 (上）;6_包装后产品；7-旋转烫刀（下）；8_中封输送轮;9-中封烫轮；10-薄膜折叠板；11-打 刀报废品；12-光栅(发射端）；13-光纤传感器(发射端）；14-光栅(接收端）；15-计算机控制 器；16-光纤传感器(接收端）；17-支架；18-安装部件；19-上刀；20-下刀；21-气缸;22-移动 平台；23-机架;24-气缸。
【具体实施方式】
[0033] 如图1所示枕式包装机(饼干)结构作为本实用新型最佳实施例具体阐述实施方 式：
[0034] 本实用新型旨在运用激光技术替代传统机械式膜压技术，以非接触式检测方式对 包装机端封区域实现烫封前的预检。
[0035] 图3是本实用新型在旋转烫刀式包装机应用结构示意图，由于光、电讯号的传输速 度远大于机械运动速度，所以在旋转烫刀封膜前可利用对射激光对端封区域实现包装膜穿 透式扫描，一旦该区域内有非穿透被包装产品2阻断对射激光光线，即可认定该区域内存在 错位的被包装产品2,控制系统便会发出自动停机指令，待人工清理故障后，手动恢复整机 运动从而实现对包装机端封区域的在线监测。
[0036] 与传统单线多路式激光光栅(光幕）式传感器不同，本实用新型采用的是单线单 路、点阵式激光光栅(12、14)，前者为单线多路串联电路，只要一路光线被阻断，系统便会发 出单一的门电路信号(开或关），其多以空气为介质，一般用在安防、技防设施上;而后者为 单线单路并联电路，其介质为多组分(空气+薄膜+玻璃）、多层结构，从而避免由于外包装膜 3的反射和折射效应带来的激光光源衰减和光电信号的误差。
[0037] 由于本实用新型的单线单路并联电路设计，便可将传统光栅(光幕）单一的门电 路，变成一个多路的逻辑门电路，通过计算机控制系统的信号处理，其带来的有用功效是： [0038] 1.端封区域的错位自动在线监测
[0039] 2.产品区域的空包自动在线监测
[0040 ] 3.产品区域的产品质量自动在线监测(如碎饼干）
[0041] 4.外包装膜3接缝自动在线监测
[0042]下表为几种逻辑门电路的表述：
[0043]
[0044] 由上表可见，对应上述的4种故障均能转化为4个数字化的逻辑门电路，均能由计 算机控制器15实现在线监测，对于产品区域的饼干破碎、空包故障，只要在旋转烫刀的输出 端正交配置一台推行气缸24即可实现在线剔除不合格产品，这是传统包装机无法实现的功 能。
[0045] 对于旋转烫刀6、7和端封区域位置的精准匹配，本实用新型在旋转烫刀的轴向设 置一光纤传感器，传感器光源发射端13 口和接收端16 口通过安装组件18轴向设置于烫刀的 二侧包装机机架23平面上，安装组件18上带有与烫刀轴同轴心的可调位移槽孔。当烫刀旋 转时，其侧面对传感器光线实现垂直切割，其切割距离即为烫刀厚度，也就是包装膜的端封 区域。
[0046] 通过调节光纤传感器13、16在安装组件上位移槽孔的位置，使得光线到烫点的弧 线距离与支架光纤传感器到烫点的直线距离相等(见图6)。
[0047] 工作状态时，当旋转烫刀6、7切到光线时，光栅传感器12、14在计算机控制器15指 令下开启，对端封区域进行光栅扫描，判断其区域内是否有异物，一旦有，计算机控制器15 便会发出停机指令;当旋转烫刀6、7切离光线时，变为产品区域，支架上的光栅继续扫描，如 果在有效时间段内，该区域均显示全通，便可认定是空包，计算机控制器15便会发出推动气 缸24剔除指令，同样对于有效时间段内，该区域均显示部分导通，说明有饼干破碎现象，计 算机控制器15发出推动气缸24剔除指令。
[0048] 上述饼干案例只是本实用新型较为简单的逻辑门电路说明示范，考虑到被包装产 品千变万化，所以具体的信号采样、识别、动作等数字化，都应视被包装产品的特征而编程， 如色块、几何形态的捕捉等等，这里不再赘述。
[0049] 本实用新型不仅应用于旋转烫刀式包装机，同样也适用于往复烫刀式包装机（见 图7)，所不同点在于:前者采样的同步信号是旋转烫刀对应支架上的光栅信号，即光栅支架 17不动，旋转烫刀轴向光纤传感器位移，而后者则是光纤传感器13、16位置固定，将光栅支 架17设置在一个可移动的平面平台22上，以调节烫往复刀和端封区域位置的精准匹配。
[0050] 本实用新型可作为部件安装于整机，也可以单独作为配置件，广泛地应用于现有 包装机的改良。
[0051] 以上所述仅为本实用新型的一较佳实施例，不能以其限定本实用新型的保护范 围，本实用新型还可有其他的结构变化，只要是依本实用新型的保护范围所作的均等变化 与修饰，均应属本实用新型涵盖的范围内。
【主权项】
1. 一种旋转烫刀式包装机端封监测装置，包括支架、光栅传感器、光纤传感器、计算机 控制器、导线和安装组件，其特征在于： 所述的支架由二个Π 型框架构成，二个Π 型框架呈轴对称形式，设置于输送平面的二 侧，在二个Π 型框架中部各点阵式、设置有一组光纤安装孔，光栅传感器通过光纤与支架上 的光纤安装孔相连接； 所述支架中二个轴对称设置Π 型框架，一个为光源发射端口固定架，另一个为光源接 收端口固定架； 在包装机旋转烫刀的轴向设置有一光纤传感器，该传感器光线与支架上光栅传感器光 线呈异面垂直； 所述光栅传感器和光纤传感器均通过导线与计算机控制器相连接。2. 根据权利要求1所述的旋转烫刀式包装机端封监测装置，其特征在于所述的光栅传 感器由一组对射型激光传感器点阵式构成。3. 根据权利要求1所述的旋转烫刀式包装机端封监测装置，其特征在于所述旋转烫刀 轴向设置的光纤传感器，其光源发射端口和接收端口通过安装组件轴向设置于旋转烫刀的 二侧包装机机架平面上，安装组件上带有与旋转烫刀轴同轴心的可调位移槽孔。4. 根据权利要求1所述的旋转烫刀式包装机端封监测装置，其特征在于所述支架左右 宽度为产品外包装宽度的一倍以上，支架中部点阵式光纤安装孔排列宽度小于等于产品外 包装宽度。5. 根据权利要求1所述的旋转烫刀式包装机端封监测装置，其特征在于所述的旋转烫 刀轴向设置的光纤传感器到烫点的弧线距离与支架到烫点的直线距离相等。6. 根据权利要求1所述的旋转烫刀式包装机端封监测装置，其特征在于在所述支架安 装位置的输送平面上，正交设置有光栅穿透槽，其长度大于等于产品外包装宽度，在该槽的 表面可设置覆盖透明玻璃层。7. 根据权利要求1所述的旋转烫刀式包装机端封监测装置，其特征在于所述支架可正 交设置于一个移动的平面平台上，平台面与外包装膜平面平行。
【文档编号】B65B51/16GK205418240SQ201521124921
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】陈炯, 陈汉炎, 汪国富, 周建良, 陈宝根
【申请人】上海冠生园食品有限公司