四面缠绕包装薄膜热切割智能拆膜装备

1.本发明涉及包装薄膜拆模技术领域，尤其涉及一种四面缠绕包装薄膜热切割智能拆膜装备。


背景技术：

2.货物在运输过程中通常需要在其四周用薄膜缠绕，缠绕的薄膜能够起到防潮、防尘、防盗的作用，若是整体堆码的货物，还能用于保持其不松散，起到缠绕固定的作用。目前，货物运输完成后是通过人工将四周缠绕的薄膜拆除，拆除时通常是工人用手直接将包装薄膜从货物侧面撕扯下来，若薄膜的韧性较高或缠绕的层数较多导致撕扯困难时，需要先用刀将薄膜的一侧切开，然后再进行撕扯，另外，货物的尺寸不一，若遇到尺寸较大的货物，需要工人站在凳子或爬梯上进行操作，此过程中需要多人进行配合。可见，这种传统拆除包装薄膜的方式具有一定的安全风险，并且需要的操作人员较多、撕除包装膜的效率较低，增加了企业的生产成本，并且撕扯下的薄膜随意放置，处理不规范，影响环境，不满足环保要求。目前的作业模式不符合现代化工业规范化生产的要求，不利于将该工艺过程融入自动作业生产线。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提出一种四面缠绕包装薄膜热切割智能拆膜装备。
4.本发明的技术方案是：一种四面缠绕包装薄膜热切割智能拆膜装备，其特征是：该拆膜装备包括滚筒输送机、安装在滚筒输送机一侧的薄膜抓取装置、安装在滚筒输送机另一侧的热熔切割装置；薄膜抓取装置的壳体支架上端面中间设有旋转支座，旋转支座的上表面横向固定连接有双活塞杆气缸甲，双活塞杆气缸甲的两活塞杆外端水平固定连接有夹爪托板，夹爪托板上设有夹爪机构，所述的壳体支架内设有驱动旋转支座转动的驱动机构；热熔切割装置包括竖支撑板、双活塞杆气缸乙和切割机构，竖支撑板上部的内侧水平设有气缸托板，双活塞杆气缸乙设在气缸托板的外端，在双活塞杆气缸乙的活塞杆外端之间竖向固定连接有一块座板，切割机构包括座板的内侧面对称设置的两根支撑杆，两支撑杆的中部固定连接有一根电热丝支柱，电热丝支柱的两端对称设有两电热丝支座，电阻丝竖向连接在两电热丝支座之间，两支撑杆的外端面和电热丝处于同一平面；并在座板上固定连接有一块加强板，该加强板的上端和电热丝支柱的上端之间设有横杆固定连接。
5.优选的，所述的驱动机构包括蜗轮、蜗杆和竖向安装在壳体支架内的驱动轴，壳体支架的中部设有平台板，驱动轴通过轴承转动连接在平台板和壳体支架的上端板之间，并且驱动轴的上端穿过上端盖中间的通孔和旋转支座的底面同轴固定连接，蜗轮同轴固定套装在驱动轴的中间，蜗杆通过轴承转动连接在蜗轮一侧壳体支架的两侧板之间，蜗杆和蜗轮啮合，蜗杆的一侧设有驱动其转动的蜗杆电机。
6.优选的，所述的夹爪机构包括固定连接在夹爪托板上的夹爪气缸，夹爪气缸的前
端面固定连接有u形支座，u形支座的两侧板外端之间对称设有第一爪体和第二爪体，第一爪体和第二爪体均呈对勾状且方向相反设置，第一爪体、第二爪体中部的弯折部均铰接在u形支座的两侧板之间，夹爪气缸的活塞杆从u形支座底板中间的通孔伸出，活塞杆的外端设有竖向推拉杆，该竖向推拉杆的中间和活塞杆固定连接，竖向推拉杆的一端和第一爪体内端之间铰接有连杆，竖向推拉杆的另一端和第二爪体的内端之间铰接有连杆。
7.优选的，所述第一爪体的外端设有第一夹板，第二爪体的外端面设有能够与第一夹板贴合的第二夹板，第一夹板外端的内边沿设有勾爪凸块，第二夹板长度大于第一夹板的长度。
8.优选的，所述的滚筒输送机包括两侧的滚筒支架和转动连接在两支架之间的若干个滚筒，若干个滚筒之间紧密排列，一侧滚筒的主轴上固定套装有两个从动链轮，相邻滚筒的链轮之间通过链条连接，并在该侧支架的下方设有滚筒电机，滚筒电机的轴上固定套装有主动链轮，主动链轮和其中两个滚筒的从动链轮之间套装有链条。
9.优选的，所述薄膜抓取装置的外侧设有薄膜粉碎机，该薄膜粉碎机的入口设有喇叭口状的导料口，导入斗的高度低于夹爪机构的高度。
10.优选的，所述的切割机构设为伸缩式切割机构，将电热丝支柱设为电动推杆，并在加强板中部设置有电热丝收放器，在电动推杆上端的内侧设有第一滑轮，在电动推杆上端的外侧设有第二滑轮，电热丝的下端和电动推杆的伸缩杆外端连接，电热丝的上端依次绕过第一滑轮、第二滑轮连接到电热丝收放器内。
11.优选的，所述的电热丝收放器包括绝缘材质的卷线辊、绝缘材质的圆形换向块、卷线辊支架，圆形换向块的外端面和内端面均同轴设有横轴，外端面的横轴和卷线辊支架的一侧板固定连接，圆形换向块的外侧面设有环形槽，该环形槽内固定套装有环形导电环，环形导电环的侧面设有导线从圆形换向块侧面开设的通孔伸出；卷线辊的一端设有转轴并通过该转轴和卷线辊支架的另一侧板转动连接，该侧板的外侧设有与转轴连接的卷线辊电机，卷线辊的另一端设有圆槽，圆形换向块内端面的横轴插入到圆槽槽底设置的轴孔内并形成转动副，卷线辊的侧面沿螺旋线方向设有截面呈u形的螺旋槽，从第一滑轮绕出的电热丝匹配缠绕在该螺旋槽内，在螺旋槽的一端沿径向设有贯通至圆槽内的方孔，该方孔内匹配套入有导电接头，该导电接头的上端和螺旋槽内的电热丝连接，导电接头的下端设有压在环形导电环上的导电弹片。
12.优选的，所述加强板上部靠近第一滑轮的位置对称设有两导向滑轮，电热丝位于两导向滑轮的滑轮槽之间。
13.本发明的有益技术效果是：一种四面缠绕包装薄膜热切割智能拆膜装备，货物被滚筒输送机输送到薄膜抓取装置和热熔切割装置之间，自动扫描系统可以检测货物的到位情况，以及货物表面薄膜缠绕状态，并能驱动滚筒输送机调整货物位置。货物的到位情况以及货物表面薄膜缠绕状态这些信息数据，被传输到总控系统，经总控系统自动运算后，形成驱动装备各机构的参数。在总控系统的指令下，热熔切割装置的双活塞杆气缸乙向外运动将电热丝推向货物的侧面，直到支撑杆外端压在薄膜的表面。精密气压控制系统控制电热丝对应的双活塞杆气缸乙的推进运动行程及推进压力。切割的过程中，座板两侧的支撑杆先压在货物的侧面，支撑杆用于为电热丝提供横向限位，避免切的太深割伤货物，切割效果更好。在包装薄膜被切的
同时，薄膜抓取装置的驱动机构驱动上方的旋转支座转动，将夹爪机构调整至面向货物的侧面，精密气压控制系统控制夹爪机构的双活塞杆气缸甲的推进运动行程及推进压力，通过双活塞杆气缸甲向外驱动夹爪机构外端的两爪体和薄膜接触。
14.待包装薄膜被切割完成时，夹爪气缸的活塞杆通过连杆同步推动两爪体转动，两爪体外端闭合后夹住薄膜，最后通过双活塞杆气缸甲和驱动机构同步动作将夹住的薄膜拉扯下来放入到一侧的薄膜粉碎机内，实现货物的自动拆膜和薄膜的粉碎回收，全程不需要工人参与，且可以根据货物的大小及薄膜缠绕状态，自动调整装备的参数，完成拆膜作业，其效率高，利于降低企业的生产成本。
附图说明
15.图1是本发明的主视结构示意图；图2是本发明去除总控系统和自动扫描系统的立体结构示意图；图3是本发明去除总控系统和自动扫描系统的主视结构示意图（图中货物上的阴影部分为包装薄膜的示意图）；图4是薄膜抓取装置的主视结构示意图；图5是图4的a-a向剖视图；图6是图4的b-b向剖视图；图7是夹爪机构的立体结构示意图；图8是图7的c-c向剖视图；图9热熔切割装置的立体结构示意图；图10是伸缩式切割机构的立体结构示意图；图11是伸缩式切割机构的主视结构示意图；图12是电热丝收放器的主视结构示意图；图13是图12的d-d向剖视图；图14是图12的e-e向剖视图；图15是滚筒输送机的俯视结构示意图。
16.图中，03.薄膜抓取装置、31.壳体支架、32.旋转支座、33.双活塞杆气缸甲、331.活塞杆、34.夹爪托板、35.夹爪机构、351.夹爪气缸、352.第一爪体、353.第一夹板、3531.勾爪凸台、354.第二爪体、355.第二夹板、356.竖向推拉杆、3561.连杆、357. u形支座、3571.侧板、3572.底板、361.蜗轮、362.蜗杆、363.驱动轴、364.平台板、365.蜗杆电机、04.热熔切割装置、41.竖支撑板、411.气缸托板、412.双活塞杆气缸乙、42.电热丝支柱、421.电热丝、43.座板、431.支撑杆、432.加强板、433.横杆、434.第一滑轮、435.第二滑轮、44.电动推杆、45.夹板座、05.电热丝收放器、51.卷线辊、511.转轴、512.螺旋槽、513.圆槽、52.圆形换向块、521.横轴、522.环形导电环、523.导线、53.卷线辊支架、54.电机、55.导电接头、551.导电弹片、56.导向滑轮、06.滚筒输送机、61.滚筒支架、62.滚筒、621.从动链轮、63.滚筒电机、631.主动链轮、64.链条、66.货物、67.薄膜、07.薄膜粉碎机、81.总控系统、91.自动扫描系统、101.光电传感器。
具体实施方式
17.实施例一，参见说明书附图1-9，一种四面缠绕包装薄膜热切割智能拆膜装备，该拆膜装备包括滚筒输送机、安装在滚筒输送机一侧的薄膜抓取装置、安装在滚筒输送机另一侧的热熔切割装置、总控系统。
18.薄膜抓取装置的壳体支架上端面中间设有旋转支座，旋转支座的上表面横向固定连接有双活塞杆气缸甲，双活塞杆气缸甲的两活塞杆外端水平固定连接有夹爪托板，夹爪托板上设有夹爪机构，所述的壳体支架内设有驱动旋转支座转动的驱动机构；通过该驱动机构驱动旋转支座和其表面安装的夹爪机构同步动作。
19.驱动机构包括蜗轮、蜗杆和竖向安装在壳体支架内的驱动轴，壳体支架的中部设有平台板，驱动轴通过轴承转动连接在平台板和壳体支架的上端板之间，并且驱动轴的上端穿过上端盖中间的通孔和旋转支座的底面同轴固定连接，驱动轴转动带动上方的旋转支座转动，蜗轮同轴固定套装在驱动轴的中间，蜗杆通过轴承转动连接在蜗轮一侧壳体支架的两侧板之间，蜗杆和蜗轮啮合，蜗杆的一侧设有驱动其转动的蜗杆电机，蜗杆电机驱动蜗杆转动，蜗杆驱动蜗轮转动，蜗轮和驱动轴同步转动；夹爪机构包括固定连接在夹爪托板上的夹爪气缸，夹爪气缸的前端面固定连接有u形支座，u形支座的两侧板外端之间对称设有第一爪体和第二爪体，第一爪体和第二爪体均呈对勾状且方向相反设置，第一爪体、第二爪体中间均通过其中部的弯折部铰接在u形支座的两侧板之间，因此第一爪体和第二爪体相向转动或相反转动时，两者的外端能够打开或闭合，实现夹取和松开动作，夹爪气缸的活塞杆从u形支座底板中间的通孔伸出，活塞杆的外端设有竖向推拉杆，该竖向推拉杆的中间和活塞杆固定连接，竖向推拉杆的一端和第一爪体内端之间铰接有连杆，竖向推拉杆的另一端和第二爪体的内端之间铰接有连杆，夹爪气缸的活塞杆通过两连杆驱动第一爪体、第二爪体相向转动或相反转动；第一爪体的外端设有第一夹板，第二爪体的外端面设有能够与第一夹板贴合的第二夹板，并在第一夹板外端的内边沿设有勾爪凸块，将第二夹板长度设置为大于第一夹板的长度，两夹板闭合夹薄膜时，勾爪凸块能够勾住薄膜，将薄膜压紧在第二夹板的表面，勾爪凸块不仅能起到勾薄膜的作用，还能对薄膜产生较大的压紧力，避免出现薄膜滑脱的现象，保证夹紧机构的高效稳定工作。
20.热熔切割装置包括竖支撑板、双活塞杆气缸乙和切割机构，竖支撑板上部的内侧水平设有气缸托板，双活塞杆气缸乙设在气缸托板的外端，在双活塞杆气缸乙的活塞杆外端之间竖向固定连接有一块座板，切割机构包括座板的内侧面对称设置的两根支撑杆，两支撑杆的中部通过两夹板座固定连接有一根电热丝支柱，电热丝支柱的两端对称设有两电热丝支座，电阻丝竖向连接在两电热丝支座之间，电热丝的两端凸出电热丝支座的外侧面，可以保证切割薄膜时电热丝支座处的电热丝最先接触到薄膜，通过双活塞杆气缸乙驱动座板和电热丝支柱横向的伸缩移动，电热丝随之横向移动做出切割动作，两支撑杆的外端面和电热丝处于同一平面，支撑杆的外端面用于支撑在货物的侧面，用于对电热丝提供切割支撑；并在座板上固定连接有一块加强板，该加强板的上端和电热丝支柱的上端之间设有横杆固定连接。
21.双活塞杆气缸甲和双活塞杆气缸乙采用精密气压控制系统，控制电热丝的双活塞杆气缸乙与夹爪机构上双活塞杆气缸甲的推进运动，气压控制系统的信号接入总控系统的
运算器。
22.通过设置系统气压的控制阀值，确保能将电热丝压在包装薄膜上，确保能将夹爪机构夹紧在包装薄膜上，但也不能因为压力过大，将货物表面压坏或者导致货物表面变形。
23.所述的滚筒输送机包括两侧的滚筒支架和转动连接在两支架之间的若干个滚筒，若干个滚筒之间紧密排列，一侧滚筒的主轴上固定套装有两个从动链轮，相邻滚筒的链轮之间通过链条连接，并在该侧支架的下方设有滚筒电机，滚筒电机的轴上固定套装有主动链轮，主动链轮和其中两个滚筒的从动链轮之间套装有链条。若干个滚筒之间能够产生联动，通过滚筒电机即可驱动所有的滚筒同步转动，驱动滚筒上的货物向前或向后输送。
24.所述薄膜抓取装置的外侧设有薄膜粉碎机，该薄膜粉碎机的入口设有喇叭口状的导料口，导入斗的高度低于夹爪机构的高度。拆下来的薄膜被薄膜抓取装置放入到薄膜粉碎机内进行粉碎，利于薄膜的及时回收再利用。
25.薄膜粉碎机的控制系统与夹爪机构的控制系统联动，且导料口的一侧设置有多个光电传感器，这些传感器沿上下方向错位布置，能够感知已切薄膜在导料口的堆放状态及数量。当已切薄膜数量达到设定的数量后，控制系统自动启动薄膜粉碎机完成对薄膜的粉碎。有利于整体系统的自动化操作。
26.所述滚筒输送机的外端部的支架上设有自动扫描系统，自动扫描系统可以检测货物的到位情况、货物外表形状、以及货物表面薄膜缠绕状态等货物信息。货物在滚筒输送机上移动到热熔切割装置和薄膜抓取装置之间时，扫描系统扫描后，获取货物信息，将货物信息传给总控系统，总控系统结合货物信息、热熔切割装置和薄膜抓取装置的自身信息，生成各个机构对应的控制信号，再进一步的经过运算形成 驱动装备各机构的即将进行的运动的控制参数。包含：对滚筒电机的运动控制参数，电热丝的双活塞杆气缸乙的推进行程参数，薄膜抓取装置的双活塞杆气缸甲的行程参数等，这样才能实现拆膜的自动化过程。
27.通过该拆膜装备对货物进行拆膜时首先，货物在滚筒输送机的滚筒上向前移动，当移动到两侧的热熔切割装置和薄膜抓取装置之间时，输送机上的扫描系统将该位置信号传递给滚筒电机的控制器，滚筒电机停止运行，货物停止在热熔切割装置和薄膜抓取装置之间；然后，总控系统根据扫描系统获得的货物信息，自动运算形成驱动装备各机构的控制参数。并据此控制热熔切割装置的双活塞杆气缸乙向外运动，将切割机构推向货物的侧面，直到切割机构的支撑杆外端面压在薄膜的表面，电热丝随之将薄膜的侧面切开；此过程中通过精密气压控制系统控制支撑杆外端在薄膜表面的压力；切割机构的支撑杆用于对电热丝横向限位，避免电热丝切割的太深损伤货物。
28.在包装薄膜被切的同时，薄膜抓取装置的驱动机构驱动上方的旋转支座转动，将夹爪机构调整至面向货物的侧面，通过双活塞杆气缸甲向外驱动夹爪机构外端的两爪体和薄膜接触，其双活塞杆气缸甲的行程控制过程与对双活塞杆气缸乙的控制过程类似。即在总控系统根据扫描系统获得的货物信息，自动运算行程参数。并据此控制活塞杆气缸甲的向外运动，驱动夹爪机构外端的两爪体和薄膜接触。通过精密气压控制系统控制夹爪机构外端的两爪体在薄膜表面的压力。
29.最后，夹爪气缸的活塞杆通过连杆同步推动两爪体转动，两爪体外端闭合后夹住薄膜，最后通过双活塞杆气缸甲和驱动机构同步动作将夹住的薄膜拉扯下来放入到一侧的
薄膜粉碎机内，薄膜粉碎机导料口内的光电传感器能够感知已切薄膜在导料口的堆放状态及数量，当已切薄膜数量达到设定的数量后，控制系统自动启动薄膜粉碎机完成对薄膜的粉碎；实现货物的自动拆膜和薄膜的粉碎回收，全程不需要工人参与，拆膜的效率高，利于降低企业的生产成本。
30.实施例二，参见说明书附图1-15，实施例二与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处为实施例二中的伸缩式切割机构，该机构包括实施例一所述的热熔切割装置，将该热熔切割装置中的电热丝支柱设为电动推杆，并在加强板中部设置有电热丝收放器，在电动推杆上端的内侧设有第一滑轮，在电动推杆上端的外侧设有第二滑轮，电热丝的下端和电动推杆的伸缩杆外端连接，电热丝的上端依次绕过第一滑轮、第二滑轮连接到电热丝收放器内，电动推杆向下推电热丝时，电热丝收放器和电动推杆同步动作，将电热丝向外放出，电热丝伸长，该设置能够根据货物的尺寸调整电热丝的长度，使电热丝的切割长度和货物的尺寸匹配。
31.所述的电热丝收放器包括绝缘材质的卷线辊、绝缘材质的圆形换向块、卷线辊支架，圆形换向块的外端面和内端面均同轴设有横轴，外端面的横轴和卷线辊支架的一侧板固定连接，圆形换向块的外侧面设有环形槽，该环形槽内固定套装有环形导电环，环形导电环的外侧面高于圆形换向块的外侧面，环形导电环的侧面设有导线从圆形换向块侧面开设的通孔伸出；卷线辊的一端设有转轴并通过该转轴和卷线辊支架的另一侧板转动连接，该侧板的外侧设有与转轴连接的卷线辊电机，卷线辊的另一端设有圆槽，圆形换向块内端面的横轴插入到圆槽槽底设置的轴孔内并形成转动副，卷线辊的侧面沿螺旋线方向设有截面呈u形的螺旋槽，从第一滑轮绕出的电热丝匹配缠绕在该螺旋槽内，截面呈u形的螺旋槽对电热丝的限位效果好，电热丝放出或收回的过程中不会从该螺旋槽内滑出，这样的布置电热丝不会在卷线辊上造成层叠后的热量聚集，利于电热丝的使用安全和寿命；在螺旋槽的一端沿径向设有贯通至圆槽内的方孔，该方孔内匹配套入有导电接头，该导电接头的上端和螺旋槽内的电热丝连接，导电接头的下端设有压在环形导电环上的导电弹片，在卷线辊旋转收放电热丝的过程中，导电弹片持续压紧在环形导电环的外侧面做圆周运动，保持电热丝和环形导线环处于连通状态，并通过环形导电环上伸出的导线和电源连接。
32.所述加强板上部靠近第一滑轮的位置对称设有两导向滑轮，电热丝位于两导向滑轮的滑轮槽之间，电热丝从卷线辊放出进入到第一滑轮的过程中，会沿着卷线槽发生位置变化，会导致电热丝和第一滑轮的滑轮槽之间的偏角较大，容易出现电热丝从滑轮槽内滑脱的风险，设置两个导向滑轮用于对电热丝进入第一滑轮之前进行导向，使电热丝从两导向滑轮出来之后能够沿着固定的直线进入到第一滑轮内，不会出现电热丝从第一滑轮内滑脱的问题。
33.上述的电热丝收放器是通过卷线辊电机来驱动卷线辊转动，以放出或收回电热丝，并配合电动推杆的伸缩来实现电热丝的伸长或缩短，具体实施时需将卷线辊电机的转速调试到和电动推杆内电机的转速匹配，使卷线辊收放电热丝的速度能够和电动推杆的伸缩速度相适用，保证电热丝一直处于张紧状态。
34.还可将卷线辊电机设置为发条弹簧机构，发条弹簧机构为卷线辊提供逆时针的旋转力，因此能将电热丝持续拉紧，电动推杆缩短的过程中卷线辊失去电热丝的拉力，逆时针
旋转将电热丝收回，收回的过程中保持电热丝的张紧力，电热丝缩短，电动推杆伸长的过程中卷线辊被电热丝拉着顺指针旋转，放出电热丝的过程中保持电热丝的张紧力，电热丝伸长。