自动上膜的金属桶垛体裹膜设备和裹膜方法与流程

本发明属于金属桶堆垛的技术领域，尤其涉及一种自动上膜的金属桶垛体裹膜设备和裹膜方法。

背景技术：

金属桶（敞口的金属罐也可称为金属桶）制作完成后，需要上下叠加地堆叠在一起，以节省空间，上下堆叠在一起的过程简称堆垛(也称码垛)，堆叠在一起的金属桶简称垛体。堆垛之后，为了防止垛体表面划伤或弄脏，以及防止垛体松散，需要在垛体表面缠绕上薄膜，这个过程称为裹膜。裹膜使用的塑料膜呈卷状，称为塑料膜卷，塑料膜卷包括呈圆筒状的料芯、卷绕在料芯上的塑料膜。

在每一个垛体开始裹膜之前，需要把塑料膜卷和芯轴上升到接近垛体最上方的竖向位置，将塑料膜卷的中心轴线变为水平方向，并将塑料膜的前端段牵引到垛体最上方的金属桶上方，使塑料膜的前端段展平成为水平状态，然后盖住最上方金属桶的桶口，这个过程称为上膜，上膜之后，再将中心轴线呈水平方向的塑料膜卷慢慢牵引成为直立方向，然后塑料膜卷和芯轴慢慢下降，在此过程中带动垛体不断自转，于是膜料便逐渐缠绕到垛体上，实现裹膜。裹膜时，塑料膜卷的圆筒状料芯松配合套在裹膜设备的芯轴上，由于垛体的自转而拉动塑料膜的前端段，于是料芯和塑料膜卷就相对于料芯转动，塑料膜卷的膜料被逐渐解绕开来。裹膜之后，需要将塑料膜切断，这个过程称为切膜，切膜可以采用机械切刀、电热丝或激光刀等形式，切膜机构是成熟技术，例如在cn205972072u等中国专利文献中均有介绍。

但在现有技术中，上述上膜步骤不能实现自动化，只能依靠工人手工操作，即由工人用手牵引塑料膜卷的前端段覆盖在垛体上端口，效率低下，而且由于垛体的高度超过一般达到2.5～3米，因而每一个垛体进行裹膜前，都需要工人爬高到2.5～3米的竖向位置，才够得着进行上膜步骤，不但麻烦，而且危险。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种自动上膜的金属桶垛体裹膜设备和裹膜方法，它自动化程度高，能实现自动上膜，降低工人劳动强度和危险。

其目的可以按以下方案实现：一种自动上膜的金属桶垛体裹膜设备，包括有水平转盘，还设有驱动水平转盘自转的转盘驱动机构；

在水平转盘的上方还设有从动转盘和从动转盘支座，从动转盘可转动地安装在从动转盘支座下方，从动转盘的转轴也为竖向，且从动转盘的转轴中心线与水平转盘的转轴中心线位于同一直线上；还设有驱动从动转盘支座竖向移动的从动转盘支座驱动机构；

在水平转盘的旁边还设有竖向导轨，竖向导轨上可竖向移动地安装有第一级支座，还设有驱动第一级支座沿竖向导轨移动的第一级支座竖向驱动机构，以及设有用以安放塑料膜卷的芯轴；

其特征在于，在第一级支座上还能转动地安装有第二级支座，所述芯轴安装在第二级支座上；第二级支座的转轴安装在第一级支座上并随同第一级支座竖向移动，第二级支座的转轴为水平方向，且第二级支座的转轴轴向垂直于芯轴的轴向，还设有驱动第二级支座绕其水平转轴转动的第二级支座转动驱动机构，第二级支座转动驱动机构安装在第一级支座上并随用第一级支座运动；

在第二级支座上安装有第一气缸，第一气缸的活塞杆延伸方向平行于第二级支座的转轴轴向；在第一气缸的活塞杆末端安装有第二气缸，第二气缸活塞杆延伸方向垂直于第一气缸的活塞杆延伸方向，第二气缸活塞杆延伸方向也垂直于芯轴的轴向；第二气缸的活塞杆末端安装有吸盘，吸盘的吸盘面垂直于对应的第二活塞杆的轴向，所述芯轴、第一气缸、第二气缸、吸盘随同第二级支座运动。

第二气缸的数量有两组，吸盘的数量也有两组，每组吸盘安装在对应一组第二气缸的活塞杆末端；从动转盘、两组吸盘、芯轴、第一气缸四者的位置符合以下关系：

当芯轴处于竖直状态时，则两组吸盘的竖向位置处于一高一低的状态，且上面一组吸盘的竖向位置低于芯轴上端点的竖向位置，下面一组吸盘的竖向位置高于芯轴下端点的竖向位置；

当芯轴处于水平状态、且第一气缸的活塞杆带动两组吸盘水平移动，则两组吸盘的水平移动轨迹位于从动转盘中心轴线的两侧。

还设有自动切膜机构。

自动切膜机构的竖向位置靠近第一级支座竖向移动轨迹的下端。

自动切膜机构的竖向位置靠近第一级支座竖向移动轨迹的上端。

一种自动上膜的金属桶垛体裹膜方法，采用所述的自动上膜的金属桶垛体裹膜设备，包括以下步骤：

（1）、开始时，金属桶垛体位于水平转盘上，金属桶垛体最上端与从动转盘之间隔开一段竖向间隙；第一级支座位于其竖向移动轨迹的上端点，第二级支座上的芯轴处于竖直状态，芯轴上安装有塑料膜卷，塑料膜卷的前端段处于展平状态，且塑料膜卷的前端段所在的平面垂直于水平面；两组吸盘处于一高一低的状态，两组吸盘的朝向为水平，两组吸盘吸附着塑料膜卷的前端段；

（2）、驱动第二级支座转动90°，使第二级支座上的芯轴变为水平状态，两组吸盘成为等高平齐的状态，两组吸盘的朝向变为下方，塑料膜卷和塑料膜卷前端段也随之转动90°，塑料膜卷的前端段变为水平状态，两组吸盘保持吸附着塑料膜卷的前端段；

（3）、第一气缸的活塞杆水平伸出，带动两组第二气缸和两组吸盘水平移动，两组吸盘保持吸附着塑料膜卷的前端段，两组吸盘牵引着塑料膜卷的前端段移动，塑料膜的前端段移动到在金属桶垛体最上端与从动转盘之间的竖向间隙，在此过程中塑料膜卷逐渐解绕开来；接着，第二气缸的活塞杆向下伸出，使两组吸盘的竖向位置接近金属桶垛体的上端边沿，于是塑料膜卷的前端段接触到金属桶垛体的上端边沿；

（4）、驱动从动转盘支座向下移动，从动转盘随之向下移动，直至从动转盘压在金属桶垛体上，塑料膜卷的前端段被夹紧在从动转盘和金属桶垛体之间；接着，两组吸盘将塑料膜卷的前端段松开，第二气缸的活塞杆向上缩回，第一气缸的活塞杆水平缩回并带动两组第二气缸和两组吸盘水平返回，完成上膜过程；

（5）、第二级支座转动90°，第二级支座上的芯轴恢复为竖直状态；驱动第一级支座向下移动，带动第二级支座、第二级支座转动驱动机构、芯轴、塑料膜卷、第一气缸、第二气缸、吸盘向下移动，在此过程中，驱动水平转盘自转，带动金属桶垛体自转，于是塑料膜被逐渐缠绕到金属桶垛体的圆周侧面，缠绕过程中塑料膜卷上的塑料膜被逐渐解绕开来，实现裹膜。

较好的是，还设有自动切膜机构，且自动切膜机构的竖向位置靠近第一级支座竖向移动轨迹的下端；当第一级支座向下移动到其竖向移动轨迹最下端时，第一级支座停止向下移动，水平转盘和金属桶垛体停止自转，裹膜完成，位于金属桶垛体和塑料膜卷之间的塑料膜卷前端段被绷直，两组吸盘的吸盘面正面朝向塑料膜卷前端段；接着第二气缸的活塞杆水平伸出，使两组吸盘的吸盘面接触到塑料膜卷前端段，再接着两组吸盘将塑料膜卷前端段吸住，然后自动切膜机构将塑料膜切断，塑料膜切断后，塑料膜卷前端段与塑料膜卷连在一起，且两组吸盘保持吸住塑料膜卷前端段；最后，驱动第一级支座向上移动，带动第二级支座、第二级支座转动驱动机构、芯轴、塑料膜卷、第一气缸、第二气缸、吸盘向上移动，当第一级支座向上移动到其竖向移动轨迹的上端点时，第一级支座停止向上移动。这样，只要驱动从动转盘支座和从动转盘向上移动，就可将已经裹膜的金属桶垛体从水平转盘上挪走，并将新的金属桶垛体移送到水平转盘上，回到前述的第（1）步骤开始时的状态，如此不断循环。

较好的是，还设有自动切膜机构，且自动切膜机构的竖向位置靠近第一级支座竖向移动轨迹的上端；当第一级支座向上移动到其竖向移动轨迹最下端后，驱动第一级支座向上返回移动，带动第二级支座、第二级支座转动驱动机构、芯轴、塑料膜卷、第一气缸、第二气缸、吸盘向上移动，在此向上移动过程中，水平转盘保持自转而带动金属桶垛体自转，于是塑料膜继续被逐渐缠绕到金属桶垛体的圆周侧面，缠绕过程中塑料膜卷上的塑料膜继续被逐渐解绕开来；当塑料膜卷向上返回移动到接近金属桶垛体上端时，第一级支座停止向上移动，水平转盘和金属桶垛体停止自转，裹膜完成，位于金属桶垛体和塑料膜卷之间的塑料膜卷前端段被绷直,两组吸盘的吸盘面正面朝向塑料膜卷前端段，接着第二气缸的活塞杆水平伸出，使两组吸盘的吸盘面接触到塑料膜卷前端段，然后两组吸盘将塑料膜卷前端段吸住，最后自动切膜机构将塑料膜切断，塑料膜切断后，塑料膜卷前端段与塑料膜卷连在一起，且两组吸盘保持吸住塑料膜卷前端段。这样，只要驱动从动转盘支座和从动转盘向上移动，就可将已经裹膜的金属桶垛体从水平转盘上挪走，并将新的金属桶垛体移送到水平转盘上，回到前述的第（1）步骤开始时的状态，如此不断循环。

本发明具有以下优点和效果：

一、本发明能自动将塑料膜卷前端段牵引到金属桶垛体最上端与从动转盘之间的竖向间隙，并将塑料膜压紧在金属桶垛体上端面，实现自动上膜，之后带动塑料膜卷翻转90°并逐渐下移，在金属桶垛体圆周侧面裹上塑料膜；

二、裹膜完成后能自动切膜，且在切膜之前，利用吸盘吸住塑料膜卷前端段，这样就能为下一个垛体的自动上膜步骤做好准备；

三、自动化程度高，避免工人反复爬高的劳累和危险，降低了工人劳动强度，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构及使用状态图示意图。

图2是图1所示状态的主视图。

图3是图1的上部局部放大示意图。

图4是图2的下部局部放大示意图。

图5是图3所示结构卸走膜卷后从另一角度看到的立体示意图。

图6是图2的上部局部放大示意图。

图7是图6中各主要部件的水平投影位置关系示意图。

图8是图7中第一气缸活塞杆伸出后的变化状态示意图。

图9是图6中a-a剖视示意图。

图10是图9所示结构卸走膜卷后的示意图。

图11是本实施例三的步骤（2）立体示意图。

图12是图11中h局部放大示意图。

图13是图11所示结构的上部局部正面示意图。

图14是图13中的第一气缸活塞杆水平伸出后的变化示意图。

图15是图14中的第二气缸活塞杆向下伸出后的变化示意图。

图16是图15中的从动压盘向下移动后的变化示意图。

图17是图16中的吸盘松开塑料膜、第二气缸活塞杆向上缩回的变化示意图。

图18是图17中的第一气缸活塞杆水平缩回的变化示意图。

图19是图18中的第二级支座转动90°后的变化示意图。

图20是图19中第一级支座下移后最下端时的整机示意图。

图21是图20中下部局部放大示意图。

具体实施方式

实施例一

图1、图2、图4、图5、图3所示，该自动上膜的金属桶垛体裹膜设备包括有水平转盘11，还设有驱动水平转盘自转的转盘驱动机构15；在水平转盘11的上方还设有从动转盘12和从动转盘支座13，从动转盘12可转动地安装在从动转盘支座13下方，从动转盘12的转轴也为竖向，且从动转盘12的转轴中心线与水平转盘的转轴中心线位于同一直线上；还设有驱动从动转盘支座13竖向移动的从动转盘支座驱动机构，该从动转盘支座驱动机构为压垛气缸14；在水平转盘11的旁边还设有竖向导轨2，竖向导轨2上可竖向移动地安装有第一级支座31，还设有驱动第一级支座沿竖向导轨移动的第一级支座竖向驱动机构；还设有自动切膜机构7，该自动切膜机构采用电热丝形式，自动切膜机构7的竖向位置靠近第一级支座31竖向移动轨迹的下端。

图1、图2、图4、图5、图3、图6、图9、图10所示，在第一级支座31上还能转动地安装有第二级支座32，在第二级支座32上安装有用以安放塑料膜卷的芯轴4；第二级支座的转轴33安装在第一级支座31上并随同第一级支座31竖向移动，第二级支座的转轴33为水平方向，且第二级支座的转轴33轴向垂直于芯轴4的轴向，还设有驱动第二级支座32绕其水平转轴33转动的第二级支座转动驱动机构，第二级支座转动驱动机构为齿轮机构34，齿轮机构34安装在第一级支座31上并随用第一级支座31运动；在第二级支座32上安装有两个第一气缸51，第一气缸51的活塞杆延伸方向平行于第二级支座的转轴33轴向；在每个第一气缸51的活塞杆末端安装有第二气缸52，每个第一气缸51的活塞杆末端的第二气缸52为一组，共有两组第二气缸52；第二气缸活塞杆52延伸方向垂直于第一气缸51的活塞杆延伸方向，第二气缸52的活塞杆延伸方向也垂直于芯轴4的轴向；每一组第二气缸52的活塞杆末端安装有吸盘6，共有两组吸盘6，每组吸盘6的吸盘面垂直于对应的第二活塞杆52的轴向；

所述芯轴4、第一气缸51、第二气缸52、吸盘6随同第二级支座32运动，且从动转盘12、两组吸盘6、芯轴4、第一气缸51四者的位置符合以下关系：

当芯轴4处于竖直状态时，则两组吸盘6的竖向位置处于一高一低的状态，且上面一组吸盘6的竖向位置低于芯轴4上端点的竖向位置，下面一组吸盘6的竖向位置高于芯轴4下端点的竖向位置，如图6、图7所示；

当芯轴4处于水平状态、且第一气缸51的活塞杆带动两组吸盘6水平移动，则两组吸盘6的水平移动轨迹位于从动转盘中心轴线的两侧；具体地说，图7、图8为各有关部件的水平投影关系示意图，在图7中，芯轴4处于水平状态，当第一气缸51的活塞杆带动两组吸盘6水平移动而变为图8所示状态（其中一组吸盘从空间上的b点移动到c点，另一组吸盘从空间上的d点移动到e点），则两组吸盘6的移动轨迹分别为线段bc和de,而从动转盘中心轴线在图7、图8中表现为f点，线段bc和de位于f点的两侧。

实施例二

在该实施例二中，自动切膜机构7的竖向位置靠近第一级支座31竖向移动轨迹的上端，其余与实施例一相同。

实施例三

一种自动上膜的金属桶垛体裹膜方法，采用实施例一所述的自动上膜的金属桶垛体裹膜设备，包括以下步骤：

（1）、开始时，金属桶垛体8位于水平转盘上，金属桶垛体8最上端与从动转盘12之间隔开一段竖向间隙；第一级支座31位于其竖向移动轨迹的上端点，第二级支座32上的芯轴4处于竖直状态，芯轴4上安装有塑料膜卷9，塑料膜卷9的前端段91处于展平状态，且塑料膜卷的前端段91所在的平面垂直于水平面；两组吸盘6处于一高一低的状态，两组吸盘6的朝向为水平，两组吸盘6吸附着塑料膜卷的前端段91，如图1、图2、图3、图4所示；

（2）、驱动第二级支座32转动90°，使第二级支座32上的芯轴4变为水平状态，两组吸盘6成为等高平齐的状态，两组吸盘5的朝向变为下方，塑料膜卷9和塑料膜卷前端段91也随之转动90°，塑料膜卷前端段91变为水平状态，两组吸盘6保持吸附着塑料膜卷的前端段91，如图11、图12、图13所示状态；

（3）、两个第一气缸51的活塞杆水平伸出，带动两组第二气缸52和两组吸盘6水平移动，两组吸盘6保持吸附着塑料膜卷的前端段91，两组吸盘6牵引着塑料膜卷的前端段91移动，塑料膜的前端段91移动到在金属桶垛体8最上端与从动转盘12之间的竖向间隙，在此过程中塑料膜卷9逐渐解绕开来；如图14、图8所示所示，接着，第二气缸52的活塞杆向下伸出，使两组吸盘6的竖向位置低于金属桶垛体8的上端边沿，于是塑料膜卷的前端段91接触到金属桶垛体8的上端边沿，如图15所示状态；

（4）、从动转盘支座驱动机构（压垛气缸14）驱动从动转盘支座13向下移动，从动转盘12随之向下移动，直至从动转盘12压在金属桶垛体8上，塑料膜卷的前端段91被夹紧在从动转盘12和金属桶垛体8之间，如图16所示状态；接着，两组吸盘6将塑料膜卷的前端段松开，第二气缸52的活塞杆向上缩回，如图17所示状态，两第一气缸51的活塞杆水平缩回并带动两组第二气缸51和两组吸盘6水平返回，完成上膜过程，如图18所示状态；

（5）、第二级支座转动驱动机构（齿轮机构34）驱动第二级支座32转动90°，第二级支座上的芯轴4恢复为竖直状态，如图19所示,且第一级支座竖向驱动机构驱动第一级支座31向下移动，带动第二级支座32、第二级支座转动驱动机构（齿轮机构34）、芯轴4、塑料膜卷9、第一气缸51、第二气缸52、吸盘6向下移动，如图20、图21所示，在此过程中，转盘驱动机构15驱动水平转盘11自转，带动金属桶垛体8自转，于是塑料膜被逐渐缠绕到金属桶垛体8的圆周侧面，缠绕过程中塑料膜卷9上的塑料膜被逐渐解绕开来，实现裹膜。

（6）、当第一级支座向下移动到其竖向移动轨迹最下端时，第一级支座31停止向下移动，水平转盘11和金属桶垛体8停止自转，裹膜完成，位于金属桶垛体8和塑料膜卷9之间的塑料膜卷前端段91被绷直，两组吸盘6的吸盘面正面朝向塑料膜卷前端段91，如图20、图21所示，接着第二气缸52的活塞杆水平伸出，使两组吸盘6的吸盘面接触到塑料膜卷前端段91，再接着两组吸盘6将塑料膜卷前端段91吸住；然后，自动切膜机构7利用电热丝将塑料膜切断，塑料膜切断后，塑料膜卷前端段91与塑料膜卷9连在一起，且两组吸盘6保持吸住塑料膜卷前端段91；最后，驱动第一级支座向上移动，带动第二级支座32、第二级支座转动驱动机构（齿轮机构34）、芯轴4、塑料膜卷9、第一气缸51、第二气缸52、吸盘6向上移动，当第一级支座31向上移动到其竖向移动轨迹的上端点时，第一级支座31停止向上移动。这样，只要从动转盘支座驱动机构（压垛气缸14）驱动从动转盘支座13和从动转盘12向上移动，就可将已经裹膜的金属桶垛体8从水平转盘11上挪走，并将新的金属桶垛体移送到水平转盘上，就回到前述的第（1）步骤开始时的状态，即回到图1、图2、图3、图4所示，如此不断循环。

实施例四

实施例四采用的是实施例二所述的自动上膜的金属桶垛体裹膜的设备。实施例四的步骤（1）至步骤（5）与实施例三相同，实施例四的步骤（6）如下：

当第一级支座31向上移动到其竖向移动轨迹最下端后，驱动第一级支座31向上返回移动，带动第二级支座31、第二级支座转动驱动机构（齿轮机构34）、芯轴4、塑料膜卷9、第一气缸51、第二气缸52、吸盘6向上移动，在此向上移动过程中，水平转盘11保持自转而带动金属桶垛体8自转，于是塑料膜继续被逐渐缠绕到金属桶垛体的圆周侧面，缠绕过程中塑料膜卷9上的塑料膜继续被逐渐解绕开来；当塑料膜卷9向上返回移动到接近金属桶垛体8上端时，第一级支座31停止向上移动，水平转盘11和金属桶垛体8停止自转，裹膜完成，位于金属桶垛体6和塑料膜卷9之间的塑料膜卷前端段91被绷直,两组吸盘6的吸盘面正面朝向塑料膜卷前端段91，接着第二气缸52的活塞杆水平伸出，使两组吸盘6的吸盘面接触到塑料膜卷前端段91，然后两组吸盘6将塑料膜卷前端段91吸住；最后，自动切膜机构7利用电热丝将塑料膜切断，塑料膜切断后，塑料膜卷前端段91与塑料膜卷9连在一起，且两组吸盘6保持吸住塑料膜卷前端段91。这样，只要（压垛气缸14）驱动从动转盘支座13和从动转盘12向上移动，就可将已经裹膜的金属桶垛体8从水平转盘11上挪走，将新的金属桶垛体移送到水平转盘上，并且调整第一级支座31的竖向位置，就可以回到前述的第（1）步骤开始时的状态，如此不断循环。

实施例四的金属桶垛体裹有内外两层塑料膜，里面一层从上而下缠绕，外面一层从下而上缠绕；而实施例三的金属桶垛体只裹有一层塑料膜。