本发明涉及牙刷包装技术领域，更具体的说是涉及一种自动牙刷吸塑贴标包装机。
背景技术：
牙刷作为日常消费品，其包装方式有吸塑包装、盒装、袋装等多种形式，吸塑包装并增加贴标的方式以其密封性好、卫生、外观靓丽深受人们的喜爱，并成为牙刷市场包装方式的主流。而现有牙刷吸塑包装并增加贴标的生产过程多是采用pvc吸塑裁切、高频热合后冲切、机器贴标、纸卡下料等多工序多机器设备生产，不仅耗人力、生产设备，而且质量不稳定，容易造成各生产工序间物料搬运存放的损坏、吸塑与纸卡对位困难、偏移，贴标对位不准等问题。
因此，如何提供一种提高包装精度的自动牙刷吸塑包装机是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种自动牙刷吸塑贴标包装机，不仅结构精巧、传动定位精准、包装精度高，而且节能减耗、大大节省了材料、避免边角料的浪费，同时提高了工作效率、使用方便、减少了人力投入。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自动牙刷吸塑贴标包装机，包括：片材放置架；按照片材前进的方向、设置在所述片材放置架末端的双伺服龙门链夹同步牵引机构；围绕所述双伺服龙门链夹同步牵引机构、并依次设置在所述片材放置架末端的吸塑成型机构、反向贴标机构、纸卡下料机构、热合机构、冲剪机构、切边机构；其中所述反向贴标机构与纸卡下料机构为整体式设计；
所述双伺服龙门链夹同步牵引机构包括支架、位于所述支架上的平行走桥、位于所述平行走桥上的链条、用于支撑所述链条的双层链轮、驱动所述链条的伺服电机、设置在所述链条上的链夹；其中所述链夹用于夹持片材；
所述吸塑成型机构包括片材贴面式加热装置、以及设置在所述片材贴面式加热装置一侧的吸塑装置；
所述反向贴标机构包括安装于所述双伺服龙门链夹同步牵引机构底端的反向伺服出标收膜装置、用于管正吸塑罩的走珠滑盘、用于调整所述反向伺服出标收膜装置zy方向出标口位置的zy向燕尾滑台调整装置、与所述zy向燕尾滑台调整装置垂直设置的x向丝杆滑台位置调整装置；其中所述反向伺服出标收膜装置反向安装，出标口对准吸塑罩的背面；
所述纸卡下料机构包括与所述反向贴标机构连接的支撑架、安装在所述支撑架顶部的储纸装置、位于所述储纸装置一端的取纸装置；
所述热合机构包括用于固定纸卡位置的热合前点热合装置、将纸卡与吸塑罩进行热合的高压热合装置以及对高压热合产品进行冷却的冷却装置；
所述冲剪机构包括上定板、下定板、安装在所述上定板和所述下定板之间的导柱、贯穿所述导柱的冲台、安装在所述冲台上的冲模冲头、位于所述上定板底部的冲模定板、固定在所述上定板顶部的冲剪边料斗、安装在所述下定板底部的动力装置。
优选的，在上述自动牙刷吸塑贴标包装机中，所述双伺服龙门链夹同步牵引机构为双闭环同动循环平移伺服牵引机构。
优选的，在上述自动牙刷吸塑贴标包装机中，所述双层链轮包括主动双层链轮和从动双层链轮；其中所述主动双层链轮安装在所述伺服电机上，并且所述主动双层链轮的下层用于牵引传动，上层用于片材、纸卡、吸塑罩的输入与输出。
优选的，在上述自动牙刷吸塑贴标包装机中，所述片材贴面式加热装置包括升降气缸一、滑台、安装在所述滑台两边的平面发热盘；片材经所述链夹牵引到达所述平面发热盘时，所述升降气缸一做伸出动作，依次驱动所述滑台、所述平面发热盘向片材移动，当所述平面发热盘接触片材的背面，对片材进行加热；到达加热时间后，所述升降气缸一回缩，所述平面发热盘与片材分离。
优选的，在上述自动牙刷吸塑贴标包装机中，所述吸塑装置包括升降气缸二、所述升降气缸二驱动的下压升降滑台、位于所述下压升降滑台底部的吸塑上模、与所述吸塑上模配合的吸塑下模、设置在所述吸塑下模一侧的上顶滑动平台、驱动所述上顶滑动平台的凸轮驱动装置。
优选的，在上述自动牙刷吸塑贴标包装机中，设置在所述吸塑成型机构上、并用于防止吸塑上模反弹的卡块装置。
优选的，在上述自动牙刷吸塑贴标包装机中，所述储纸装置包括安装于所述支撑架顶端的储纸料箱、用于探测所述储纸料箱内部纸卡的光电感应器、所述储纸料箱的出口两侧对边设置刀状出气口，并通过气流形成气刀；其中所述气刀用于分离纸卡。
优选的，在上述自动牙刷吸塑贴标包装机中，所述取纸装置包括摇臂、安装在所述摇臂一端的翻转杆、安装在所述翻转杆上的吸盘、控制所述翻转杆翻转角度的滑动轴和滑动法兰、依次驱动所述摇臂、所述滑动轴运动的摆尾式伸缩气缸。
优选的，在上述自动牙刷吸塑贴标包装机中，所述动力装置包括双凸轮、凸轮盘、双从动轴承、安装在所述双从动轴承之间的的凸轮随动器；并且所述双从动轴承与所述双凸轮外缘相互接触；所述凸轮随动器通过所述从动轴承带动所述双凸轮扣模。
优选的，在上述自动牙刷吸塑贴标包装机中，还包括：为所述吸塑成型机构、所述热合机构和所述冲剪机构提供驱动动力的伺服双凸轮联动主轴。
优选的，在上述自动牙刷吸塑贴标包装机中，所述自动牙刷吸塑贴标包装机还设置有数控编程台、底座以及机罩。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种自动牙刷吸塑贴标包装机，首先本发明采用双伺服龙门链夹同步牵引机构依次实现片材的吸塑成型、反向贴标、纸卡下料、热合、冲剪以及切边，不仅使吸塑成型即拉膜定位平稳、精准，精度公差为±0.2mm，而且行程可调性大、拉膜不需粘贴，同时实现双闭环同步循环平移；
其次本发明的吸塑成型机构采用气动滑决定位卡式的卡块装置防止吸塑上模反弹，不仅使吸塑成型机构定位深度准、结构紧凑，而且耗气量小、模具更换简单；
然后本发明的向贴标机构与纸卡下料机构为整体式设计，实现同步精准定位贴标与纸卡下料，定位精准、效率高；其中反向贴标机构通过x向丝杆滑台位置调整装置与zy向燕尾滑台调整装置实现了x、y、z三轴坐标精准定位，不仅使反向贴标平稳性好、精度高，而且可调性好、换标操作简单；纸卡下料机构具有纸卡分离功能，通过在储纸料箱的出口两侧对边设置刀状出气口，通过气流形成气刀实现了自动分离纸卡，易于取纸装置快速完成取得纸卡；
再次本发明的冲剪机构通过双凸轮及凸轮盘的互相牵引，实现反向扣模，使冲模重头与冲模定板对插，当冲模重头到达双凸轮的冲程高点，热合成品完成冲剪成型；本发明的冲剪机构不仅冲剪模具成本低、更换简单，而且完成冲剪所需冲裁力小、节能减耗，另外冲剪规格刻度尺寸可调，同时具有噪音低的优点、适用于环保车间；
此外，本发明的切边机构为自动切边排料机构，具有操作简单、占用空间小、生产效率高、停机率低、可调性强、不需人工除料等优点，还是后续增加插卡配套设备的基础；
最后，本发明的主轴采用伺服双凸轮联动主轴，不仅使吸塑成型机构、热合机构和冲剪机构的模具同步定位精准度高，而且伺服双凸轮联动主轴的扭矩力大，最高可达40000kg·m，同时双凸轮联动主轴具有稳定性强、磨损小、噪音低等特点；本发明的热合机构采用热封可调液体增压气缸，具有热封粘贴效果好、平整度好、效率高、纸卡厚薄可调性强等优点；本发明还设置了自动润滑供油系统、电磁阀、无油式真空泵等，稳定性强、使用频率高、寿命长、无烟、噪音低、安全等优点，适合环保车间使用；本发明的电路采用无级伺服调速、数控编程、可编程触摸屏、数显加热等操作控制，执行速度快、准确率低，而且可调性强。
本发明集传动精确、定位精密、包装精准、效率高、成品质量好、可调性好、节能减耗、自动化高等优点于一体，在牙刷包装机械领域具有广泛的应用空间和良好的前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的结构示意图。
图2附图为本发明的结构立体图。
图3附图为本发明双伺服龙门链夹同步牵引机构的结构示意图。
图4附图为本发明双伺服龙门链夹同步牵引机构的局部放大图。
图5附图为本发明吸塑成型机构立体图。
图6附图为本发明吸塑成型机构主视图。
图7附图为本发明反向贴标机构和纸卡下料机构结构图。
图8附图为本发明热合机构示意图。
图9附图为本发明冲剪机构示意图。
图10附图为本发明冲剪机构安装示意图。
图11附图为本发明伺服双凸轮联动主轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种自动牙刷吸塑贴标包装机，不仅传动精确、定位精密、包装精准，而且效率高、成品质量好，另外具有可调性好、节能减耗、自动化高等优点。
请参阅附图1、附图2所示为本发明自动牙刷吸塑贴标包装机整体结构图，包括：片材放置架1、双伺服龙门链夹同步牵引机构2、吸塑成型机构3、反向贴标机构4、纸卡下料机构5、热合机构6、冲剪机构7、切边机构8、伺服双凸轮联动主轴9。
参阅附图3、附图4、附图5，双伺服龙门链夹同步牵引机构2包括链条21、平行走桥22、双层链轮23、伺服电机24、链夹25、支架26；将片材放置于片材放置架1上，经过双伺服龙门链夹同步牵引机构2的入口处进入导向装置，片材插入平行走桥22上的从动双层链轮232，从动双层链轮232入口处的链夹25受从动双层链轮232上链轮齿撑开链夹上片，使链夹处于打开状态，片材顺利插入链夹25，；当两边的伺服电机24同步启动，链夹25脱离从动双层链轮232上链轮齿后，链夹25在弹簧下压作用处于关闭状态，夹住片材沿平行走桥22平移，输送至各个机构自动装配；链夹25夹住片材平移至出料口位置时，主动双层链轮231上层链轮齿撑开链夹25，经过切边机构8分切后，排出片材边料。
本发明的链夹25夹住片材平移的过程中定位平稳，精度公差可达±0.2mm，在链夹25入口处夹住片材便可以平移开始工作；目前采用电机卷轴卷吸塑热合完成品，通过模切出来的余边来牵引拉片材，导致片材需要拉到出料口才可以开始作业，不仅造成材料浪费，而且拉片材受力过大易造成片材断开使作业中断，以及拉片材平稳精度差造成产品不良等问题；本发明的双伺服龙门链夹同步牵引机构2彻底解决了上述问题。
参阅附图5、附图6为本发明吸塑成型机构3的结构示意图，包括片材贴面式加热装置31、吸塑装置32；片材贴面式加热装置31包括升降气缸一311、滑台312、安装在滑台312两边的平面发热盘313；片材经链夹25牵引到达平面发热盘313时，升降气缸一311做伸出动作，依次驱动滑台312、平面发热盘313向片材移动，当平面发热盘313接触片材的背面，对片材进行加热；到达加热时间后，升降气缸一311回缩，平面发热盘313与片材分离。
吸塑装置32包括升降气缸二321；升降气缸二321驱动的下压升降滑台322；位于下压升降滑台322底部的吸塑上模324；与吸塑上模324配合的吸塑下模325；设置在吸塑下模325一侧的上顶滑动平台326；驱动上顶滑动平台326的凸轮驱动装置327；片材经过片材贴面式加热装置31后，通过链夹25牵引平移到吸塑上模324和吸塑下模325之间，下压升降平台322经过升降气缸二321驱动做下压动作，上顶滑动平台326经过凸轮驱动装置327驱动做上顶动作，吸塑上模324和吸塑下模325合模后，吸塑上模324的气路进气口进气，吸塑下模325的气口进行真空抽吸，使片材吸塑成形。由于吸塑合模后封闭腔体内充满气体形成强大压力，升降气缸二321具有反弹作用力，为了解决升降气缸二321不受气压作用反弹导致打开吸塑腔体，特增设卡块装置323。吸塑上模324下压到位后，升降气缸二321驱动卡块装置323延l型导轨3233向吸塑上模324背面中心缩入，并卡住安装于吸塑上模324背面的顶柱3234。
本发明的片材吸塑过程，凸轮式上顶结构、吸塑模上吹下吸正负压布气结构及气动式下压配合气动滑块定卡位式锁住，给片材吸塑提供充足的动力，从而彻底解决此类吸塑合模力不足导致片材吸塑不到位以及行业内环保料pet片材难吸塑、良品率低的问题。
图7附图为本发明反向贴标机构和纸卡下料机构结构图，反向贴标机构4包括反向伺服出标收膜装置41、走珠滑盘42、zy向燕尾滑台调整装置43、x向丝杆滑台位置调整装置44。通过x向丝杆滑台位置调整装置44及zy向燕尾滑台调整装置43调整反向伺服出标收膜装置41的出标口，使出标口对准吸塑罩上的贴标开始位置后进行xyz向锁住，待吸塑成形机构3完成片材吸塑成型即成型为吸塑罩后放入牙刷经过链夹25平行牵引至反向贴标机构4，吸塑罩背面由走珠滑盘42管正，正面贴标位置进行精准贴标。
纸卡下料机构5包括储纸装置51、取纸装置52、支撑架53。
所述储纸装置51包括光电感应器511、气刀512、储纸料箱513。储纸料箱513安装于支撑架53的顶端，呈上高下低，储纸料箱513内设置有光电感应器511，光电感应器511用于检测储纸余量，储纸料箱513出口两侧对边设置两个刀状出气口，气流通过形成气刀512，气刀512用于分离纸张，便于取纸装置52取纸。
所述取纸装置52包括摇臂521、滑动轴法兰522、滑动轴523、翻转杆524、吸盘525、摆尾式伸缩气缸526。翻转杆524上安装有吸盘525，由滑动轴523经滑动轴法兰522上下滑动，滑动轴523和滑动轴法兰522联动控制翻转杆524的翻转角度，由摆尾式伸缩气缸526驱动摇臂521进而带动滑动轴523上下滑动。
在取纸卡过程中，摆尾式伸缩气缸526伸出驱动摇臂521使翻转杆524上的吸盘525延抛物线轨迹翻转向上，吸盘525在储纸料箱513出料口的位置吸住纸卡，摆尾式伸缩气缸526缩回，吸盘525吸住纸卡按原来抛物线轨迹翻转向下移动至最低点，吸盘525停吸，纸卡平稳放于吸塑罩背面。
本发明取放纸卡整个过程动作连贯、平稳，将机械臂翻转结构化繁为简，实现低成本、高稳定性机械摇臂抛物线移动取放结构。
图8为本发明热合机构的结构示意图，热合机构6具有热合前点热合装置61和高压热合装置62，其中热合前点热合装置61用于固定纸卡放置位置，纸卡与吸塑罩的高压热合装置62热合完成后，快速进入冷却装置63，冷却装置63为冷冻水盘。
纸卡放上吸塑罩后，在双伺服龙门链夹同步牵引机构2的牵引下，纸卡先经过热合前点热合装置61将纸卡定位，再平移经过高压热合装置62恒温热合，吸塑罩与纸卡实现粘合，完成粘合后链夹平移至快速冷冻水盘冷却装置63冷却。
参阅附图9、附图10为本发明冲剪机构的示意图，冲剪机构包括冲剪边料斗71、上定板72、上定板72的底部布置冲模定板73、冲模冲头74、导柱75、冲台76、导柱孔761、轴承端盖762、下定板77、动力装置78；其中动力装置78为双凸轮加凸轮盘扣冲顶动力装置，包括双凸轮、凸轮盘、双从动轴承、安装在双从动轴承之间的的凸轮随动器；并且双从动轴承与双凸轮外缘相互接触；凸轮随动器通过从动轴承带动双凸轮扣模；本实施例的导柱75设置了4个，对应的导柱孔761也设置4个。
上定板72与下定板77之间竖直安装四根导柱75，冲台76四边对称设置导柱孔761，导柱孔761穿入导柱75，导柱孔761内布置有若干珠滑轴承，上下两边使用轴承端盖762进行密封，冲模冲头74安装于冲台上；本实施例冲台上以安装3个冲模为例，实际应用时可根据产品包装尺寸规格设置单个或多个冲模。
在冲剪过程中，热合完成后的成品经链夹25牵引至冲模冲头74与冲模定板73之间，安装有冲模冲头74的冲台76在动力装置78双凸轮动力及凸轮盘反向扣模互相牵引下，平稳向上定板72的方向顶起，冲模冲头74一旦接触到上定板72底部的冲模定板73，冲模冲头74与冲模定板73对插，冲模冲头74到达冲程高点，热合成品在此位置完成冲剪成形，并分离出冲剪边料。冲头在有限冲程上顶一步，将冲剪边料排入冲剪边料斗71后到达冲程终点，在双凸轮及凸轮盘的双作用力牵引下，冲台76平稳回落至冲程起始点。
本发明在双伺服龙门链夹同步牵引机构的精密牵引下，以及冲台导柱的精密配合下，实现了超高精度冲剪；双凸轮及凸轮盘扣模传动动力机构实现冲台的冲顶力达到400吨，且运动轨迹平稳顺畅，冲剪出的边料均为实现产品的形状设计，没有任何边料浪费，实现三边冲剪；冲剪成品经链夹25的迁移输送至切边机构8，实现成品与片材夹边分离，成品在出料口流出，夹边在出料口位置经主动双层链轮231链轮齿插入并打开链夹25，实现切边有序排出；本发明彻底改善了同类产品需要进行四边模切导致模切精度不够，以及预留出的边角余量等造成的材料资源浪费。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。