一种套装式内外袋物料包装全自动生产线的制作方法

本发明属于包装机械技术领域，特别涉及一种套装式内外袋物料包装全自动生产线。

背景技术：

出于降低生产成本，防潮、防止包装后内袋在装车过程中破损等因素考虑，目前在制糖、食品、饲料、化工、淀粉、医药、肥料、纳米碳酸钙等行业中的粉料，颗粒料的包装中，广泛使用套袋式内外袋作为包装袋。这种包装袋的内袋为塑料类薄膜，外袋为编织袋或纸袋等，内袋与外袋以可分离的方式套装在外袋里。

由于套装袋的特殊性，实现套装袋物料的全自动包装成为一个世界级的难题，几十年来无人问津，目前尚未有成功的解决方案，所以套装袋的物料包装目前全部依靠人工实现，其具体工艺流程为：将套装袋人工套入料斗，放料后将内袋用绳子扎紧，将扎紧后的内袋塞入外袋，将外袋送入缝纫机进行缝包。这种生产工艺需要大量的人工，且在很多行业如肥料、饲料、淀粉行业，工作环境非常恶劣，粉尘、有害气体等对人体健康损害很大。在食品、制糖等行业，人工包装时直接接触内袋，存在食品安全卫生隐患。随着劳动力成本的不断攀升，包装行业迫切需要一种内外袋套袋式包装袋的全自动包装设备，本发明成功地解决了这一难题，实现了取袋、校袋、开袋、套袋、落料理袋、挤气、热缝、内袋置入外袋、缝包全过程的自动化生产。

专利文献cn201710504366.6中公开了一种套装式内外袋物料包装全自动生产线，其包括取袋套袋架、储袋台、储袋箱、夹袋撑袋架、机架、料台、自动包装秤、皮带输送机、热合底板以及缝包装置，取袋机构、摆袋机构、折袋机构、夹袋机构、袋囗调节机构、开袋机构、套袋机构、旋转机构、外袋护送机构、夾袋机构、撑袋机构、封袋机构、落料斗糖粉密封装置、挤气机构、内袋移送机构、热合封囗机构、冷却封口机构、外袋吸盘机构、内袋置入外袋机构以及缝纫引导装置。在该生产线运行时，虽能够实现套装袋物料包装的基本要求，但还存在以下主要缺陷：

1.该专利中的撑袋机构通过剪叉式机构或五连杆机构带动撑杆快速将套装袋撑开，但是该机构需要通过导杆与导套座固定其撑开方向，实际运行时导杆与导套座很容易被环境中的粉尘堵塞，经常会出现撑袋机构卡死的现象。

2.该专利中的缝纫引导装置通过手指气缸带动两根护袋杆闭合，将套装袋的外袋夹住，同步带装置和缝包装置的缝纫机同时启动，将套装袋外袋进行缝合密封。但是由于套装袋外袋的袋口只是一端加紧，在缝合的过程中袋口的另一端会受力变形，从而会导致缝纫机在缝口时，缝纫线易被缝偏，甚至出现袋口缝合不起的情况。

3.该专利中套装袋在外袋被缝合即进入到下一道倒包码垛工序中，中间并没有对缝合情况进行检查的工序，如出现不合格的缝合产品时，无法将其剔除。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种套装式内外袋物料包装全自动生产线，从而克服现有技术方案中的生产线在实际工作中撑袋机构易被粉尘杜塞卡死，套装袋外袋缝纫线易被缝偏，不合格缝合产品无法检测并剔除的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种套装式内外袋物料包装全自动生产线，包括：机架，其固定于地面；置袋架，其设于所述机架的一端，用于码放套装袋；取袋机构，其设于所述机架上，该取袋机构用于将所述置袋架中的套装袋取出，并翻转；套袋机构，其设在所述取袋机构后，该套袋机构用于将套装袋的袋口打开并套在装料斗上；旋转机构，其两端各设一个能够自转的所述装料斗，并以能够旋转的方式设于所述机架上；撑袋机构，其设于所述装料斗上，该撑袋机构通过插袋机构将套装袋撑开；夹袋机构，其设于所述装料斗上，并用于套装袋的夹紧；下料斗，其上端设有包装秤，下端设有下料密封机构；皮带输送机，其上料端设于所述装料斗的下方，下料端设有用于分拣出缝合不合格套装袋的剔除机构；挤气机构，其设于所述皮带输送机上方，用于将装料后的套装袋内袋中的空气挤出；内袋封口机构，其设于所述挤气机构后，用于将套装袋的内袋加热封口并冷却；内袋夹移机构，其设于所述挤气机构与所述内袋封口机构旁，用于夹持套装袋内袋袋口并依次通过所述挤气机构与所述内袋封口机构；开外袋机构，其设于所述内袋封口机构后，用于将套装袋的外袋袋口打开；内袋置入机构，其设于所述开外袋机构上方，用于当套装袋的外袋袋口被打开后，将封装好的内袋以扭卷的方式塞入外袋中；缝纫机，其设于所述开外袋机构后，用于将套装袋的外袋袋口缝合；缝包移送机构，其设于所述缝纫机下方，该缝包移送机构能够以与所述皮带输送机同步的速度牵引套装袋进行缝合；以及，视觉摄像头，其设于所述缝纫机与所述剔除机构之间，用于判断套装袋的袋口缝合是否合格。

优选的，上述技术方案中，所述撑袋机构包括：底座板，铰座，执行元件以及连杆机构；两个所述底座板对称设于所述装料斗的中心线两侧，该底座板的两端各设一组所述铰座；所述连杆机构由至少五段连杆首尾铰接组成，两个该连杆机构的两端各与一组所述铰座铰接；所述执行元件的一端与所述底座板铰接，另一端与所述连杆机构铰接，该第一执行元件用于驱动所述连杆机构的扩张和收缩。

优选的，上述技术方案中，所述连杆机构包括：前连杆，后连杆，连接座，转接板以及中间连接板；所述中间连接板两端各与一块设有所述连接座的转接板连接；所述后连杆的一端与所述连接座铰接，另一端与所述前连杆的一端铰接；所述前连杆的另一端与所述铰座铰接。

优选的，上述技术方案中，所述缝包移送机构包括：导轨，线性模组，移送底板，移送龙门，移送连接杆，夹移底座，调节垫板，夹移机构以及抓袋机构；所述线性模组与所述导轨设于所述机架上且相互平行，该线性模组驱动所述移送底板做线性运动；所述移送龙门固定于所述移送底板上；两个所述夹移底座以能沿所述导轨滑动的形式各设于一条所述导轨上；所述移送龙门通过所述移送连接杆与所述夹移底座连接；所述抓袋机构设于所述移送龙门上，用于夹住套装袋外袋的袋口；所述夹移机构以能够开合的方式设于所述夹移底座上，用于夹持套装袋外袋的缝纫线以下的部位。

优选的，上述技术方案中，所述夹移机构包括夹移气缸，夹移底座，调节垫板，和夹移杆，两个所述夹移杆各固定于一个所述夹移气缸上，两个所述夹移气缸各通过一个所述调节垫板与一个所述夹移底座连接，并用于驱动两个所述夹移杆的相互开合。

优选的，上述技术方案中，所述抓袋机构包括：抓袋杆，手指气缸以及抓袋抓手；所述抓袋杆设于所述移送龙门上；所述抓袋抓手设于所述抓袋杆上，并通过所述手指气缸实现抓袋动作。

优选的，上述技术方案中，所述剔除机构包括：底座导轨，导轮座，剔除驱动元件，第一剔除皮带机以及第二剔除皮带机；所述底座导轨设于所述皮带输送机的下料端，所述第一剔除皮带机和第二剔除皮带机并排连接且设于所述底座导轨上；所述剔除驱动元件能够驱动所述第一剔除皮带机和所述第二剔除皮带机以与皮带传送方向垂直的方向沿所述底座导轨并排滑动。

与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明中的撑袋结构采用执行元件驱动连杆机构的形式，结构简单可靠，能够在粉尘较大的环境下运行平稳，在收缩与扩张过程中不会出现卡顿情况。

2.本发明中的缝包移送机构能够通过抓袋抓手与移夹杆将套装袋外袋袋口的缝纫线两侧一起夹夹住，避免缝纫线缝偏的情况。

3.本发明通过视觉摄像头将缝合后的不合格品找出，并由剔除机构将不合格产品剔除，将合格产品流入到下一工序。

附图说明

图1是本发明套装式内外袋物料包装全自动生产线的结构图。

图2是本发明套装式内外袋物料包装全自动生产线的撑袋机构的结构图。

图3是本发明套装式内外袋物料包装全自动生产线的缝包移送机构的结构图。

图4是本发明套装式内外袋物料包装全自动生产线的剔除机构的结构图。

主要附图标记说明：

1-机架，2-置袋架，3-取袋机构，4-套袋机构，5-旋转机构，6-装料斗，7-夹袋机构，8-撑袋机构，9-插袋机构，10-包装秤，11-下料斗，12-下料密封机构，13-挤气机构，14-内袋封口机构，15-内袋夹移机构，16-内袋置入机构，17-开外袋机构，18-缝包移送机构，19-缝纫机，20-皮带输送机，21-视觉摄像头，22-剔除机构，81-底座板，82-铰座，83-前连杆，84-后连杆，85-执行元件，86-连接座，87-转接板，88-中间连接板，181-线性模组，182-移送底板，183-移送龙门，184-移送连接杆，185-导轨，186-夹移底座，187-调节垫板，188-夹移气缸，189-夹移杆，1811-抓袋杆，1812-手指气缸，1813-抓袋抓手，221-底座导轨，222-导轮座，223-剔除驱动元件，224-第一剔除皮带机，225-第二剔除皮带机，226-处理工位。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1所示，该实施例中的套装式内外袋物料包装全自动生产线，包括：机架1，置袋架2，取袋机构3，套袋机构4，旋转机构5，装料斗6，夹袋机构7，撑袋机构8，插袋机构9，包装秤10，下料斗11，下料密封机构12，挤气机构13，内袋封口机构14，内袋夹移机构15，内袋置入机构16，开外袋机构17，缝包移送机构18，缝纫机19，皮带输送机20，视觉摄像头21，剔除机构22；机架1固定于地面；置袋架2设于机架1的一端，用于码放套装袋；取袋机构3设于机架1上，用于将所述置袋架2中的套装袋取出并翻转；套袋机构4设在取袋机构3后，用于将套装袋的袋口打开并套在装料斗6上；旋转机构5的转臂两端各设一个能够由气缸驱动自转的装料斗6，转臂通过电机连接在机架1上，能够旋转；撑袋机构8设于装料斗6上，其通过插袋机构9将套装袋撑开；夹袋机构7设于装料斗6上，并用于套装袋的夹紧；下料斗11的上端设有包装秤10，下端设有下料密封机构12；皮带输送机20的上料端设于装料斗6的下方，下料端设有用于分拣出缝合不合格套装袋的剔除机构（22）；挤气机构13设于皮带输送机20上方，用于将装料后的套装袋内袋中的空气挤出；内袋封口机构14设于挤气机构13后，用于将套装袋的内袋加热封口并冷却；内袋夹移机构15设于挤气机构13与内袋封口机构14旁，用于夹持套装袋内袋袋口并依次通过挤气机构13与内袋封口机构14；开外袋机构17设于内袋封口机构14后，用于将套装袋的外袋袋口打开；内袋置入机构16设于开外袋机构17上方，用于当套装袋的外袋袋口被打开后，将封装好的内袋以扭卷的方式塞入外袋中；缝纫机19设于开外袋机构17后，用于将套装袋的外袋袋口缝合；缝包移送机构18设于缝纫机19下方，该缝包移送机构18能够以皮带输送机20同步的速度牵引套装袋进行缝合；视觉摄像头21设于缝纫机19与剔除机构22之间，用于判断套装袋的袋口缝合是否合格。

如图2所示，该实施例中的撑袋机构8包括：底座板81，铰座82，前连杆83，后连杆84，执行元件85，连接座86，转接板87，中间连接板88；两个底座板81对称设于装料斗6的中心线两侧，其两端各设一组所述铰座82；连杆机构由前连杆83，后连杆84，连接座86，转接板87和中间连接板88组成，其中中间连接板88两端各与一块设有连接座86的转接板87连接；后连杆84的一端与连接座86铰接，另一端与前连杆83一端铰接；前连杆83的另一端与铰座82铰接；两个连杆机构的两端各与不同侧的一组铰座82铰接；执行元件85为气缸，其一端与底座板81铰接，另一端与连杆机构铰接，该执行元件85用于驱动连杆机构的扩张和收缩。

如图3所示，该实施例中的缝包移送机构18包括：线性模组181，移送底板182，移送龙门183，移送连接杆184，导轨185，夹移底座186，调节垫板187，夹移气缸188，夹移杆189，抓袋杆1811，手指气缸1812和抓袋抓手1813；夹移气缸188，夹移底座186，调节垫板187和夹移杆189组成夹移机构，其连接关系为两个夹移杆189各与一个用于驱动其相互开合的夹移气缸188连接，两个夹移气缸188各通过一个调节垫板187与一个夹移底座186连接，调节垫板187能够调节夹移杆189与夹移气缸188的安装角度；抓袋杆1811，手指气缸1812以及抓袋抓手1813组成抓袋机构，其连接关系为抓袋杆1811的一端设于移送龙门183上；另一端设有抓袋抓手1813，并通过设于抓袋杆1811上的手指气缸1812驱动抓袋抓手1813的两根手指实现抓袋动作；线性模组181与导轨185设于机架1上且相互平行，该线性模组181驱动移送底板182做线性运动；移送龙门183的一只腿与移送底板182固定连接；两个夹移底座186各设于一条导轨185上并能沿导轨185滑动；移送龙门183的两只脚各通过一根移送连接杆184分别与两个夹移底座186连接；抓袋机构设于移送龙门183上，用于夹住套装袋外袋的袋口；夹移机构设于所述导轨185上且能够开合，用于夹持套装袋外袋的缝纫线以下的部位。

如图4所示，该实施例中的剔除机构22包括：底座导轨221，导轮座222，剔除驱动元件223，第一剔除皮带机224和第二剔除皮带机225；底座导轨221设于皮带输送机20的下料端，第一剔除皮带机224和第二剔除皮带机225并排连接且设于底座导轨221上；剔除驱动元件223能够驱动第一剔除皮带机224和第二剔除皮带机225沿底座导轨221并排滑动，且滑动方向与皮带传送方向垂直，当所述视觉摄像头21检查出缝纫机19处产生了不合格品时，剔除驱动元件223能够使第一剔除皮带机224置于处理工位226处，从而将不合格品从处理工位226处剔除，此时第二剔除皮带机225继续工作并将合格品输送到下一工序；当不合格品被剔除后，剔除驱动元件223将第一剔除皮带机224复位，继续进行合格品的输送工作。

接下来，对该实施例中套装式内外袋物料包装全自动生产线的操作方法及工作原理进行详细说明，以使本领域技术人员更了解本发明：

1.将套装袋预先套好，内袋为塑料袋，外袋为编织袋或者纸袋，且内袋袋口比外袋袋口长出110mm左右；再将套好的套装袋以袋口朝外的方向在置袋架2上码堆好，且套装袋尾部置入置袋架2的斜槽内限位，以确保上面的套装袋袋尾不突出，降低上袋的阻力。

2.取袋机构3通过抽真空方式将套装袋吸附起来，到达取袋高度后，将套装袋向下一工序的方向摆动90°，使得套装袋由水平状态变为垂直状态，袋口朝下。

3.套袋机构4两侧设有的袋口调节爪手将套装袋两侧抓住，取袋机构去真空并复位，等待吸取下一个套装袋。调节爪手通过直线模组调节垂直状态下的套装袋袋口保持水平，且将内袋口的高度调整至要求的范围内。套袋机构4上设于垂直套装袋侧面的气刀向套装袋袋口处吹气，将垂直方向的袋口吹成水平方向，并将其吹进上下吸盘内，吸盘通过气缸驱动闭合，气刀关闭同时调节爪手松开，此时套装袋的内外袋口被上下吸盘夹住，并且处于水平状态；上下吸盘抽真空，同时打开，即可将套装袋的内外袋口同时打开；驱动电机带动吸盘旋转90度，使套装袋由水平方向转为垂直方向，并且袋口朝上，套入到装料斗6上。

4．插袋机构9上的插袋杆通过气缸驱动伸入到套装袋的内袋袋口中，再由撑袋机构8带动插袋杆向两侧运动，将套装袋内袋袋口撑开，使得插袋杆张紧套装袋，使其掉落不下来，套袋机构4复位。位于装料斗6两侧的夹袋机构7将套装袋的内外袋一起夹在装料斗6上，撑袋机构缩回。

5.旋转机构5的转臂两端各设一个能够自转的装料斗6；气缸驱动套有套装袋的装料斗6旋转90度，再由电机驱动转臂旋转180度，使套有套装袋的装料斗6位落料位置，另一个空的下料斗6被转到套袋位置继续等待套袋。

6.当装料斗6到达落料位置后，下料密封机构由气缸作用将下料斗11和装料斗6之间的空间密封住，防止物料外扬，包装秤10将称量好的物料打开，物料落入套装袋内。

7.套装袋装完物料后，包装秤10关闭。撑袋机构8由气缸作用伸出，使得内袋口处于张紧状态，夹袋机构7由气缸作用松开夹袋压板，物料包将以自由落体方式下落到皮带输送机20上，此时内袋袋口呈扁平形状，内袋夹移机构15由电机驱动到接料位置，内袋夹移机构15上的抓内袋爪手将内袋抓住；插袋机构的插袋杆缩回，撑袋机构缩回，下料密封机构缩回，旋转机构将再反转180°继续下一袋的工作。

8.挤气机构13由气缸驱动挤气杆对拍，将物料包内的空气排出，同时启动皮带输送机20和内袋夹移机构15，皮带传送速度与套装袋夹移的速度要保持一致，挤气机构13打开，物料包被输送入内袋封口机构14中，内袋封口机构14将物料包的内袋封口并冷却，内袋夹移机构15将物料袋输送到截止位置后打开抓内袋抓手1813，并快速返回到初始接袋位置。

9.物料包继续由皮带线输送到开外袋位置，皮带输送机20停止，开外袋机构17两侧的吸盘闭合通过抽真空方式将物料包的外袋打开，再由套装袋上方的内袋置入机构16通过电机和同步带的驱动一边向下移动一边产生扭转，将物料包的内袋塞进外袋内，内袋置入机构缩回。

10.由缝包移送机构18启动，其抓袋抓手1813将外袋袋口抓住，开外袋机构17的吸盘打开，缝包移送机构18的两根移夹杆189通过移夹气缸188的驱动闭合，夹住物料袋，启动线性模组181；

11.缝纫机19固定在机架1上，缝包移送机构18的移送速度和皮带输送机20的输送速度保持一致，将物料袋移送进缝纫机19内进行缝合，缝纫机19的缝纫线位于抓袋抓手1813与移夹杆189之间，能够使外袋袋口在缝合的时候绷紧，不会发生缝偏的现象；外袋口缝合完毕后，缝包移送机构18的抓袋抓手1813和两根夹袋杆189打开，线性模组181驱动缝包移送机构18回到初始位置等待处理下一物料袋，缝合好的物料袋继续由皮带输送机输送至下道工序。

12.视觉摄像头能够检查物料袋缝合的质量，如出现缝偏或缝漏的情况即视为不合格品，当出现不合格品时，视觉摄像头会发送警报信号给处理器，当不合格品被输送到第一剔除皮带机224上面时，处理器发出信号控制剔除机构22中的剔除驱动元件223驱动第一剔除皮带机224移动至处理工位226，从而将不合格品剔除，第二剔除皮带机225继续进行物料袋输送；当不合格品被剔除或人工缝合后，剔除驱动元件223再次驱动第一剔除皮带机224移动至输送工位。

13.通过剔除机构22筛选过后，缝合好的合格品物料袋进入后续的倒包码垛工序，至此一次套装袋的物料自动包装过程结束。

综上所述，本发明套装式内外袋物料包装全自动生产线中的撑袋结构采用执行元件驱动连杆机构的形式，结构简单可靠，能够在粉尘较大的环境下运行平稳，在收缩与扩张过程中不会出现卡顿情况；缝包移送机构能够通过抓袋抓手与移夹杆将套装袋外袋袋口的缝纫线两侧一起夹夹住缝合，避免了缝纫线缝偏的情况；视觉摄像头将缝合后的不合格品找出，并由剔除机构将不合格产品剔除，提升了流入下一道工序前产品的合格率。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。