基于塑料型材包裝的自動封裝機設(shè)計

何豪佳 陳嘉興

摘 要

提供一種用于塑料型材包裝的自動封裝機設(shè)計方案，該機主要包含包裝膜、膜套、膜套定位裝置、封口裝置、切膜裝置、整形裝置和夾膜裝置。本機可以實現(xiàn)對多根塑料型材準確高效地自動封裝，有效節(jié)省人力物力。

關(guān)鍵詞

型材包裝;膜套;封口切膜;整形;夾膜

中圖分類號： TQ320.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.09.056

0 引言

目前，國內(nèi)外塑料型材廠對于型材產(chǎn)品的包裝，基本上是采用人工手工套膜包裝，包裝膜依靠手工套進型材后，再手工切斷包裝膜，用透明膠帶從型材兩端纏繞固定，然后手工搬運到料框;整個過程勞動強度大，效率低，可靠性差，不能保證每一件產(chǎn)品的統(tǒng)一性，并需要消耗大量的人力物力資源。尤其在夏天悶熱天氣，包裝工人十分勞累，效率低下，導(dǎo)致型材廠用工困難。為了擺脫這種困境，各型材廠迫切需要一種自動化型材包裝機。面對機遇和挑戰(zhàn)，行業(yè)中有機械設(shè)備廠經(jīng)過不懈努力，開發(fā)出一些自動化或半自動化型材包裝機?？蛻粼谑褂眠@些機械過程中，均存在效率不高和故障率高的雙重問題，總體上適應(yīng)性差、包容性低，沒能廣泛推廣市場。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本機所要解決的技術(shù)問題是：提供一種用于塑料型材包裝的自動封裝機設(shè)計方案，可以實現(xiàn)對多根塑料型材準確高效地自動封裝，適應(yīng)性強、包容性廣，有效節(jié)省人力物力。

1 自動封裝機基本結(jié)構(gòu)和工作原理

圖1是自動封裝機基本結(jié)構(gòu)的正視圖。

圖2是自動封裝機基本結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖3是機構(gòu)動作示意圖一。

圖4是機構(gòu)動作示意圖二。

圖5是機構(gòu)動作示意圖三。

如圖1和圖2所示，一種用于塑料型材包裝的自動封裝機，該自動封裝機主要由包裝膜、膜套、膜套定位裝置、封口裝置、切膜裝置、整形裝置和夾膜裝置組成。包裝膜的一端包覆在膜套的表面;膜套定位裝置與膜套配合，帶動膜套移動;封口裝置用于對型材兩端的包裝膜進行封口，切膜裝置用于對封口后的型材上的包裝膜進行切割;整形裝置用于對型材進行定位;夾膜裝置用于夾持位于膜套上的包裝膜。

膜套定位裝置包括側(cè)限位輪、下托輪和底座;側(cè)限位輪和下托輪分別與底座連接，膜套的側(cè)部設(shè)有凹槽，側(cè)限位輪位于膜套的凹槽中;下托輪位于膜套的下方;包裝膜位于膜套定位裝置和膜套之間。膜套定位裝置還包括上限位輪，上限位輪與膜套的頂面相抵;上限位輪連接在支架上。型材封裝機構(gòu)，還包括膜輥，包裝膜纏繞在膜輥上。

膜套的一端呈逐漸縮小的喇叭口狀;膜套的另一端設(shè)有凹槽，且凹槽邊緣設(shè)有缺口。

封口裝置包括封口單元，每個封口單元包括一對上下布設(shè)的封口氣缸和第一電加熱絲，封口氣缸的移動端相對設(shè)置;每個封口氣缸的移動端設(shè)有封口絕緣過渡板，第一電加熱絲固定連接在封口絕緣過渡板的端面;封口裝置位于型材的端部。

每個封口單元中，第一電加熱絲為一根，第一電加熱絲固定連接在位于下方的封口絕緣過渡板的頂面，且第一電加熱絲的表面包覆絕緣布。封口單元為兩個，兩個封口單元布設(shè)在型材的兩端。

切膜裝置位于封口裝置和膜套之間，切膜裝置包括切膜氣缸、切膜絕緣過渡板和第二電加熱絲，切膜絕緣過渡板與切膜氣缸的運動端固定連接，第二電加熱絲固定連接在切膜絕緣過渡板表面。

整形裝置包括整形氣缸、整形過渡板和整形板，整形板通過整形過渡板與整形氣缸的運動塊固定連接;整形裝置位于型材的一端。

夾膜裝置包括夾膜固定座、夾膜氣缸和手爪，夾膜氣缸固定連接在夾膜固定座上;手爪包括手爪轉(zhuǎn)臂、手爪轉(zhuǎn)動軸和手爪固定臂，手爪固定臂與夾膜固定座固定連接，手爪轉(zhuǎn)臂的一端與夾膜氣缸的活塞桿固定連接，手爪轉(zhuǎn)臂通過手爪轉(zhuǎn)動軸與手爪固定臂連接，手爪轉(zhuǎn)臂可繞手爪轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。

夾膜氣缸和手爪分別為兩個，夾膜氣缸和手爪一一對應(yīng)設(shè)置在夾膜固定座的兩端。

2 自動封裝機工作過程

下面結(jié)合上述的型材封裝機結(jié)構(gòu)，詳細描述該機的工作過程：

第一步，如圖3所示，在程序控制下，底座7沿X軸正向移動（X軸為水平軸線，X軸正向為從膜套3到待封裝的型材10的方向），帶動下托輪6和側(cè)限位輪4一起移動。由于膜套3中部側(cè)面的凹槽限位，側(cè)限位輪4帶動膜套3一起移動，膜套3再帶動包裝膜2沿X正向移動。當膜套3端部缺口抵住待封裝的型材10的端面時，底座7停止運動。在包裝膜2移動過程中，膜輥1發(fā)生轉(zhuǎn)動。位于上部的上限位輪5對膜套3進行限位，防止膜套3向上運動。在底座7移動過程中，上限位輪5不發(fā)生位移，但是上限位輪5始終與膜套3 的頂面相抵。在底座7移動的同時，整形裝置13沿X軸反向移動，直至型材10的兩端面分別抵在整形裝置13的整形板和膜套3的端面時，運動停止。為避免型材10受重力變形，在型材10的下方設(shè)置一組型材托輪11支撐型材10。

第二步：在程序控制下，夾膜裝置14沿X軸反向移動，從外圍經(jīng)過型材10。當夾膜裝置14前端移動到膜套3端部兩側(cè)的缺口處時，停止移動;夾膜裝置14在膜套3兩側(cè)缺口處，利用手爪分別夾住包裝膜2的兩側(cè)。

第三步：在程序控制下，夾膜裝置14夾住包裝膜2的兩側(cè)，牽著包裝膜2沿X軸正向移動，包裝膜2連續(xù)套過型材10，并從型材10與型材托輪11之間通過。當包裝膜2移動超過型材10另一端面一段距離時，夾膜裝置14運動停止，包裝膜2完全包覆住型材10。

第四步：在程序控制下，底座7沿X軸反向移動并復(fù)位，帶動膜套3、側(cè)限位輪4和下托輪6一起復(fù)位。同時，整形裝置13沿X軸正向移動并復(fù)位。夾膜裝置14松開包裝膜2。

第五步：如圖4所示，在程序控制下，靠近膜套3一端的封口裝置12分別從上下相向運動，對包裝膜2進行加熱封口。在封口結(jié)束后，切膜裝置8向上運動。運動過程中，切膜裝置8上的第二電加熱絲連續(xù)切割包裝膜2，待完全切斷包裝膜2后再反向運動復(fù)位。接著靠近夾膜裝置14一端的封口裝置12分別從上下相向運動，在軸心線附近對包裝膜2進行加熱封口。

第六步：如圖5所示，在程序控制下，兩個封口裝置12反向運動復(fù)位，過程結(jié)束。

3 結(jié)論

塑料型材包裝的自動封裝機具有以下有益效果：

自動封裝機由包裝膜、膜套、膜套定位裝置、封口裝置、切膜裝置、整形裝置和夾膜裝置七大組成部件相互配合動作，膜套是包裝膜可靠套住型材的前提，整形裝置是保證包裝的位置統(tǒng)一性，夾膜、封口和切膜裝置是包裝的關(guān)鍵核心部件。整個封裝過程采用全自動化控制，避免了人工的干預(yù)，穩(wěn)定性強，安全可靠，起到自動高效包裝的目的。實踐過程中，該封裝機構(gòu)適用于多種不同類型的塑料異型材包裝，同樣適用于管材的包裝，適用范圍非常廣。圖6為包裝效果圖。

參考文獻

[1]吳宗澤.機械設(shè)計師.北京：機械工業(yè)出版社，2002.1.

[2]劉勝新.五金大手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2012.4.

[3]成大先.機械制圖.精度設(shè)計. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.4.

[4]王教慶，孫英麗.論產(chǎn)品包裝設(shè)計的適度與過度[J].藝術(shù)教育，2010（04）.