捆扎缠绕一体包装机的制作方法

技术领域

本发明涉及一种捆扎缠绕一体包装机，尤其是全自动捆扎缠绕一体包装机。

背景技术：

全自动包装线正在逐步替代原有的人工手工包装，极大的提高了包装效率，为企业节省了大量人力资源和包装耗材成本。

二次包装工艺中，通常使用捆扎带将物品（或称工件）固定在托盘上（捆扎），并且利用缠绕膜进行缠绕以整体物品的保护和加固（缠绕）是最为常用的包装工艺。

传统工艺中，利用捆扎机的穿箭机构穿过托盘底部预留叉车孔，用捆扎带将托盘与物品固定在一起，其通常需要纵横两次捆扎（井字型）以加强牢度。包装现场通常使用一台捆扎机，利用捆扎机底部传输机构进行90°旋转后分别进行水平和垂直捆扎；或者使用两台捆扎机，同时完成横向及纵向捆扎的方式实现纵向及横向捆扎。

在完成捆扎工艺后，托盘需要通过输送机构送至缠绕机，大部分缠绕机均采用托盘旋转的方式完成缠绕工艺。将缠绕膜缠绕在物品上。

传统工艺至少需要两台设备（一台捆扎机+一台缠绕机）甚至是三台设备（两台捆扎机+一台缠绕机）才能完整的完成纵向及横向捆扎及缠绕工艺，设备会占用较大空间、且在设备间需要搬运物品，导致效率较低；此外，而且现有的捆扎机对托盘规格尺寸有较强的要求，适应性不强。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明提供一台设备上同时完成纵向及横向捆扎及缠绕两道包装工艺的全自动的捆扎缠绕一体包装机。该包装机被设计为可以接入已有生产线，完成在线式自动包装；也可以由叉车进行上料和下线，完成离线式自动包装。

本发明的技术方案是提供一种捆扎缠绕一体包装机，其特征在于，其包括：

一用于放置待包装的工件的可水平旋转的旋转平台；

一横跨所述旋转平台的龙门框架，所述龙门框架包括两立柱和一横梁；

一捆扎机构，所述捆扎机构包括收容捆扎带的穿带槽、固定捆扎带两端的捆扎机头和一可伸缩的穿箭带槽，所述穿带槽沿所述龙门框架走向设置在所述龙门框架上，所述穿箭带槽向前延伸时可连通所述穿带槽的两自由端以形成供捆扎带通过的完整通道；

一薄膜缠绕机构，所述薄膜缠绕机构包括一放置缠绕膜和控制薄膜输出张力装置的膜架。

优选的，所述薄膜缠绕机构还包括一可夹持缠绕膜的夹膜头；所述夹膜头可沿一设定的轨迹移动，该设定的轨迹沿所述龙门框架靠近膜架的立柱由所述膜架的下方延伸至所述龙门框架的横梁上。

优选的，所述龙门框架上沿所述轨迹设置一环形链条或夹膜头导轨；所述夹膜头包括一可沿所述设定的轨迹移动的滑块和一枢轴连接在所述滑块上的夹块；所述龙门框架的横梁上水平设置一长条形带导向坡的夹紧轨道，当所述夹膜头移动至所述夹紧轨道处时，所述夹紧轨道驱动所述夹块绕其枢轴点向所述滑块方向转动以夹紧所述滑块和夹块之间的缠绕膜；所述龙门框架的横梁处设置一开口朝向所述膜架的断膜刀，所述断膜刀设置在所述夹紧轨道的外侧。

优选的，所述夹块包括带坡度的导向部、夹紧部和尾部，所述夹块与滑块的枢轴点设置在所述夹紧部和尾部之间，所述尾部上设置有滚轮；当所述夹膜头移动至所述龙门框架的横梁上时，所述滚轮沿所述导向坡转动以进入所述夹紧轨道，同时驱动所述夹块绕其枢轴点向所述尾部远离所述夹紧轨道的方向转动；所述滑块上还设置一驱动所述夹块绕其枢轴点向所述尾部靠近所述夹紧轨道的方向转动的复位弹簧。

优选的，还包括两相互平行的水平轨道，所述龙门框架的两立柱分别可同步移动地设置在一所述水平轨道上；所述龙门框架的第二立柱上竖直设置一第二竖直轨道，所述穿箭带槽可移动地设置在所述第二竖直轨道上。

优选的，所述龙门框架的第一立柱上竖直设置一第一竖直轨道，所述膜架包括可移动地设置在所述第一竖直轨道上的膜架座，所述膜架座上可转动地设置有一卷收缠绕膜的卷轴和若干个张紧转轴，所述卷轴和张紧转轴均竖直设置。

优选的，所述卷轴上设置一阻止所述卷轴向卷放缠绕膜方向转动的阻力件。

优选的，所述卷轴上缠绕膜从两所述张紧转轴之间穿过，该两所述张紧转轴中至少有一个所述张紧转轴由电机驱动以向工件方向拉伸所述卷轴上的缠绕膜。

优选的，所述旋转平台包括一由第一电机驱动的转动台，所述转动台上水平设置有输送轨道，所述输送轨道为若干个相互平行且由第二电机驱动的水平旋转的辊筒,或为由第二电机驱动的运输皮带。

优选的，所述捆扎机头可拆卸地设置在所述龙门框架的横梁处，所述捆扎机头为摩擦式捆扎机头或热熔式捆扎机头；所述捆扎机头还包括驱动捆扎带在所述穿带槽内穿行的捆扎带驱动机构。

本发明的捆扎缠绕一体包装机通过一台设备完成纵向及横向捆扎及缠绕工艺，设备占地面积小，无须转运，效率高；此外，本发明的捆扎缠绕一体包装机可以自动根据托盘的尺寸调整穿箭机构的位置以及自动实现缠绕膜的缠绕、切断工艺，全程自动化。

附图说明

图1是本发明最佳实施例的一种捆扎缠绕一体包装机的立体结构示意图;

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图2中B处的局部放大图；

图4是夹膜头勾膜时的工作原理示意图；

图5是夹膜头进入夹紧轨道前松弛的状态；

图6是夹膜头进入夹紧轨道后夹紧的状态。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1至图6所示，本发明的一种捆扎缠绕一体包装机包括：

一用于放置待包装的工件的可水平旋转的旋转平台10；

一横跨旋转平台10的龙门框架12，龙门框架12包括两立柱121和一横梁122；

一捆扎机构，捆扎机构包括收容捆扎带的穿带槽14、固定捆扎带两端的捆扎机头16和一可伸缩的穿箭带槽18，穿带槽14沿龙门框架12走向设置在龙门框架12上，穿箭带槽18向前延伸时可连通穿带槽14的两自由端以形成供捆扎带通过的完整通道。

一薄膜缠绕机构，薄膜缠绕机构包括一套放置缠绕膜和控制薄膜输出张力装置的膜架20。

上述机构即可实现一个“半自动”的一体包装机：即通过旋转平台10的旋转来配合捆扎机构实现纵、横捆扎带的两次捆扎作业；

然后，手工将缠绕膜一端固定在工件上，通过旋转平台10的旋转，实现缠绕膜的缠绕工艺，然后手工裁断。

进一步地，为了实现“全自动”，本发明设计了自动的薄膜缠绕机构：其包括一设置在龙门框架12上的环形链条22，环形链条22沿龙门框架12由膜架20的下方延伸至龙门框架12的横梁122上，环形链条22上固定设置有可夹持缠绕膜的夹膜头24，附图中包括2个夹膜头24用于显示其工作位置，实际上只有一个夹膜头24。上述结构使得夹膜头24可以从下方夹持住缠绕膜，带至工件上方，通过工件旋转时，工件的边缘挂住缠绕膜，从而实现自动化的缠绕包装工艺。

本实施例中，夹膜头24包括一固定在环形链条22移动的滑块241和一枢轴连接在滑块241上的夹块242。作为业界常见的驱动方式，本领域普通技术人员可以很容易地想到其他的方式，例如：采用设置在滑块上的电机驱动齿轮，以便滑块在由齿条组成的夹膜头导轨上移动。而本发明最佳实施例的链条驱动方式结构简单，容易实现，可靠性高。

本发明最佳实施例中，夹块242包括带坡度的导向部243、夹紧部246和尾部244，夹块242与滑块241的枢轴点设置在夹紧部246和尾部244之间。滑块241上设置和夹紧部246平行的台阶247。缠绕膜从导向部243进入夹块242的夹紧部246和滑块241的台阶247之间。尾部244上设置有滚轮245，龙门框架12的横梁122上水平设置有长条形带导向坡的夹紧轨道26；当夹膜头24移动至龙门框架12的横梁122上时，滚轮245沿导向坡转动以进入夹紧轨道26，滚轮245凸出于夹块242尾部244，驱动夹块242绕其枢轴点向尾部244远离夹紧轨道26的方向转动，从而使得夹块242的夹紧部246和滑块241的台阶247靠拢以自动夹紧缠绕膜。当然，本领域普通技术人员还可以根据以上表述，很容易地想到，不采用滚轮，而是在夹块上设置一个斜坡面，使得斜坡面被夹紧轨道驱动，从而使得完成上述夹紧部246和台阶247之间的夹紧动作；或是采用其他的结构，来取代本发明中的滚轮。

夹紧的缠绕膜被夹块242水平分成内外两个部分，其中，靠内的缠绕膜连接工件，靠外的缠绕膜连接膜架20。夹紧轨道26的前方设置一开口朝向膜架20的断膜刀28，断膜刀28略突出，使得夹紧的靠内的缠绕膜自动进入断膜刀28，从而被自动切断，使得缠绕在工件上的缠绕膜自动与膜架20断开；靠外的缠绕膜依然夹紧在夹膜头24上，以便进行下次的缠绕包装作业。

进一步地，滑块241上还设置一驱动夹块242绕其枢轴点向尾部244靠近夹紧轨道26的方向转动的复位弹簧（未图示）。

夹膜头24的工作流程是：首先人工将缠绕膜（未图示）挂在夹膜头24上，夹膜头24带着缠绕膜移动至龙门框架12的夹紧轨道26处，夹紧缠绕膜，随后旋转平台10旋转，使得工件的边缘带动缠绕膜实现在工件（未图示）上的缠绕作业；而后，夹膜头24后退至缠绕膜下方，夹膜头24上的缠绕膜被工件拉扯，自动脱离；通过复位弹簧使得夹块242张开，张开的夹块242从下向上挂住一端缠绕在工件上的展开的缠绕膜，将平面的缠绕膜收成束状，夹膜头24带动束缠绕膜移动至横梁122上的夹紧轨道26处，切断缠绕膜靠近工件的一端，远离工件的一端的缠绕膜继续夹紧在夹膜头24上。工件完成作业离开，等待新工件进来实现第二次缠绕作业。上述结构，具有结构简单、用料节省、动作稳定可靠等优点。

进一步地，本发明最佳实施例中，对夹膜头24的工作流程进行了进一步的优化：采用纵截面为梯形的夹紧轨道26，即夹紧轨道26前后均有导向坡261。工作流程同前，直至旋转平台10旋转，使得工件的边缘带动缠绕膜实现在工件（未图示）上的缠绕作业后；夹膜头24继续前进(而非后退)，沿另一导向坡261离开夹紧轨道26，松开缠绕膜，夹膜头24上的缠绕膜被工件拉扯，自动脱离；然后夹膜头24后退至缠绕膜下方，同前一样挂住缠绕膜以进行下一个工件的缠绕包装。

根据上述提示，本领域普通技术人员可以想到，利用其他形式的夹膜头结构，来取代本发明的夹膜头结构。例如使用电动夹具的结构等等，其应被视为是本发明的等同结构。

进一步地，为了增加本发明的适应性，其还包括两相互平行的水平轨道30，龙门框架12的两立柱121分别可移动地设置在一水平轨道30上，使得龙门框架12可以带动穿箭带槽18前后移动，实现根据工件下方的托盘的两个叉车孔的实际位置的穿箭作业，以便将不同规格的托盘和工件共同捆扎。本实施例中，采用电机驱动丝杠的方式来驱动龙门框架12沿所述水平轨道前后移动；采用丝杠的方式其结构容易实现，两立柱121的移动同步性好。当然，也可以采用气缸、电缸、同步带、齿轮齿条、链条驱动等多种驱动方式，其应被视为是本发明的等同结构。

进一步地，为了增加本发明的适应性，龙门框架12的第一立柱121上竖直设置一第一竖直轨道32，膜架20包括可上下移动地设置在第一竖直轨道32上的膜架座201，膜架座201上可转动地设置有一卷轴202和若干个张紧转轴203，卷轴202和张紧转轴203均竖直设置。膜架20可以根据工件的高度和缠绕位置自动调节，提高效率。

进一步地，为了使得缠绕膜更紧密地缠绕在工件上，通常会通过控制薄膜输出张力装置对缠绕膜进行一定比例（例如1：2）的拉伸，利用缠绕膜自身的收缩性实现对工件的紧密缠绕，本发明的控制薄膜输出张力装置采用两种拉伸方式：

1）阻拉伸：即通过阻力使得缠绕膜在缠绕的同时实现拉伸。本实施例中的具体结构是在卷轴202上设置一阻止卷轴202向卷放缠绕膜方向转动的阻力件（未图示），该阻力件通常为电磁阻尼装置或液压阻尼装置。这使得工件在缠绕时，必须克服阻尼装置产生的阻止卷轴202转动的阻力或其他装置制造的阻力或摩擦力，对缠绕膜施加较大拉力，从而实现拉伸。阻力件为业界所熟知且非本发明创新点所在，所以未图示。或者采用：

2）预拉伸：即通过外力驱动使得缠绕膜在缠绕之前就已经实现拉伸。本实施例中的具体结构是使得卷轴202上缠绕膜从两张紧转轴203之间穿过，该两张紧转轴203中至少有一个张紧转轴203在电机驱动下以略大于卷轴202的速度转动，从而拉伸卷轴202上的缠绕膜，然后将拉伸后的缠绕膜缠绕到工件上。本方案可以单独使用或与1）共同配合使用。

进一步地，为了增加本发明的适应性，龙门框架12的第二立柱121上竖直设置一第二竖直轨道33，穿箭带槽18可上下移动地设置在第二竖直轨道33上。捆扎机构通过带盘车（未图示）供料，输送捆扎带，捆扎带经过穿带槽14被送入捆扎机头16。捆扎机头16为模块化设计，可拆卸地设置在龙门框架12的横梁122处，捆扎机头16为摩擦式捆扎机头或电烫式捆扎机头；捆扎机头16还包括驱动捆扎带在穿带槽14内穿行的捆扎带驱动机构（未图示），通过穿箭带槽18以穿过托盘底部的叉车孔回到捆扎机头16处。穿带槽14和穿箭带槽18内侧表面均开设有可容捆扎带通过的槽口（未图示），该槽口通常由设置在两侧的横截面为L字形的挡块（未图示）组成，该挡块可向外侧转动，以便捆扎带通过。捆扎机头16、穿箭带槽18和穿带槽14均为现有成熟技术，为业界所熟练掌握，常见于目前现有的公开文件中，且非本发明创新点所在，所以详细结构未图示。

进一步地，旋转平台10包括一由第一电机（未图示）驱动的转动台101，转动台101上水平设置有输送轨道102。本实施例中输送轨道102包括若干个相互平行的辊筒103，辊筒103由第二电机（未图示）驱动的水平旋转。输送轨道102可以和生产线连接，实现在线包装。当然，输送轨道102也可以采用业界较常使用的皮带式传送带等等方式。

以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。