[發明專利]一種卷筒紙拉膜包裝方法

有效

• 申請號: 202011395359.5
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112607083B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 黃雅宋;馬標
• 申請（專利權）人: 江蘇博德納系統工程股份有限公司
• 主分類號: B65B11/04
• 分類號: B65B11/04;B65C9/46;B65C3/00;B65B25/14
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 楊曉亭

1.一種卷筒紙拉膜包裝方法，其特征在于，所使用的卷筒紙拉膜包裝線包括卷筒紙輸送單元(1)、自動稱重單元(2)、標牌自動打印粘貼單元(3)、拉膜包裝單元(4)和集中電控單元；

所述的卷筒紙輸送單元(1)包括輸送裝置和卷筒紙輸送電控裝置，輸送裝置是首尾對接連接呈整個直線結構輸送線的多段式輸送結構，多段式輸送結構自后向前依次包括卷筒紙輸入段、卷筒紙稱重段、卷筒紙拉膜包裝段和卷筒紙輸出段，輸送裝置是包括輥輪驅動電機的帶式輸送結構或排輥式輸送結構，卷筒紙輸送電控裝置包括卷筒紙輸送控制器和卷筒紙輸送控制回路，卷筒紙輸送控制器分別與卷筒紙輸入段、卷筒紙稱重段、卷筒紙拉膜包裝段和卷筒紙輸出段的輥輪驅動電機電連接；

所述的自動稱重單元(2)對應卷筒紙輸送單元(1)的卷筒紙稱重段設置，包括電子磅秤(21)和稱重電控裝置；電子磅秤(21)臥式定位安裝在卷筒紙輸送單元(1)的卷筒紙稱重段的正下方；稱重電控裝置包括自動稱重控制器和稱重控制回路，自動稱重控制器與電子磅秤(21)電連接；

所述的標牌自動打印粘貼單元(3)包括卷筒紙稱重段標牌打印粘貼部分、卷筒紙輸出段標牌打印粘貼部分和標牌自動打印粘貼電控裝置；卷筒紙稱重段標牌打印粘貼部分對應設置卷筒紙輸送單元(1)的卷筒紙稱重段的左側或右側，卷筒紙輸出段標牌打印粘貼部分對應設置卷筒紙輸送單元(1)的卷筒紙輸出段的左側或右側；

卷筒紙稱重段標牌打印粘貼部分和卷筒紙輸出段標牌打印粘貼部分均包括自動打印出標機(31)、標牌自動粘貼機械臂(32)和標牌自動粘貼機械手(33)；自動打印出標機(31)安裝在地面上；標牌自動粘貼機械臂(32)對應設置在自動打印出標機(31)的附近，標牌自動粘貼機械臂(32)至少包括沿水平左右方向坐標移動的X坐標驅動機構和沿豎直上下方向坐標移動的Z坐標驅動機構；標牌自動粘貼機械手(33)安裝在標牌自動粘貼機械臂(32)的末節上，標牌自動粘貼機械手(33)包括標牌負壓抓取裝置，標牌負壓抓取裝置包括通過吸盤支架安裝的負壓吸盤，負壓吸盤通過氣路管路和氣路控制閥與負壓源連接；

標牌自動打印粘貼電控裝置包括標牌自動打印粘貼控制器、標牌自動打印控制回路和標牌自動粘貼控制回路，標牌自動打印粘貼控制器分別與自動打印出標機(31)、標牌自動粘貼機械臂(32)的坐標驅動機構、標牌負壓抓取裝置的氣路控制閥電連接；

所述的拉膜包裝單元(4)對應卷筒紙輸送單元(1)的卷筒紙拉膜包裝段設置，包括搖臂式拉膜機(41)、卷紙筒托載旋轉裝置(42)、拉膜自動切尾裝置(43)和拉膜包裝電控裝置；

搖臂式拉膜機(41)包括搖臂支撐架(411)、搖臂(412)和膜架(413)；搖臂(412)包括水平段和豎直段，水平段通過豎直設置的回轉軸安裝在搖臂支撐架(411)上，回轉軸的軸心線正對卷筒紙輸送單元(1)卷筒紙拉膜包裝段的幾何中心設置、且回轉軸上設有回轉驅動電機，豎直段固定設置在水平段的端部，包括豎直設置的包裝膜卷支撐桿的膜架(413)安裝在搖臂(412)的豎直段上、且膜架(413)的高度尺寸與卷筒紙的軸心線的高度尺寸對應；

卷紙筒托載旋轉裝置(42)包括臥式安裝在地面以下的升降滾筒(421)，中軸線沿前后方向設置的升降滾筒(421)相對于卷筒紙輸送單元(1)的卷筒紙拉膜包裝段左右對稱設置為兩件，升降滾筒(421)包括升降導向機構Ⅰ和升降驅動機構Ⅰ，至少一件升降滾筒(421)上還設有滾筒旋轉驅動電機；

拉膜自動切尾裝置(43)臥式安裝在卷筒紙輸送單元(1)卷筒紙拉膜包裝段的左側或右側的地面以下，包括支撐底架(431)、剪式自動夾持部分(432)、拉膜自動切尾部分(433)和自動粘貼膠帶部分(434)；支撐底架(431)通過沿前后方向設置的滑移導向機構Ⅰ和滑移驅動機構Ⅰ安裝在地面以下；剪式自動夾持部分(432)包括支撐座(4321)、定夾持板(4322)、擺動夾持板(4323)和擺動驅動部件(4324)，支撐座(4321)通過沿豎直方向設置的升降導向機構Ⅱ和升降驅動機構Ⅱ安裝在支撐底架(431)上，豎直設置的定夾持板(4322)固定設置在支撐座(4321)上，位于定夾持板(4322)左側或右側的擺動夾持板(4323)的底部鉸接安裝在支撐座(4321)上，可驅動擺動夾持板(4323)在水平狀態和豎直狀態角度變換的擺動驅動部件(4324)安裝在支撐座(4321)上，擺動夾持板(4323)擺動呈豎直狀態時擺動夾持板(4323)與定夾持板(4322)呈合閉的夾持狀態；拉膜自動切尾部分(433)包括升降架(4331)、推移立架(4332)和弧形壓板(4333)，升降架(4331)通過沿豎直方向設置的升降導向機構Ⅲ和升降驅動機構Ⅲ安裝在支撐底架(431)上、且升降架(4331)對應搖臂(412)的回轉方向位于剪式自動夾持部分(432)的前方或后方，推移立架(4332)通過沿左右方向設置的滑移導向機構Ⅱ和滑移驅動機構Ⅱ安裝在升降架(4331)上，弧形壓板(4333)的弧形直徑尺寸與卷筒紙的外徑尺寸配合、且弧形壓板(4333)的弧形圓心位置對應卷筒紙的軸心位置設置，弧形壓板(4333)固定安裝在推移立架(4332) 上，弧形壓板(4333)上沿其弧形走向方向均布設有多個沿前后方向滾動設置的壓輪(4334)，壓輪(4334)對應搖臂(412)回轉方向的后方或前方還設有沿弧形壓板(4333)弧形走向方向設置的拉膜截斷刃(4335)、且拉膜截斷刃(4335)的刃口在面向弧形壓板(4333)弧形圓心方向上的凸出高度尺寸小于壓輪(4334)在面向弧形壓板(4333)弧形圓心方向上的凸出高度尺寸；自動粘貼膠帶部分(434)包括安裝立板(4341)以及安裝在安裝立板(4341)上的主壓接粘貼滾輪(4342)、膠帶導向滾輪(4343)、膠帶卷安裝座(4344)、副壓接粘貼滾輪(4345)和膠帶截斷刃(4346)，對應搖臂(412)的回轉方向位于推移立架(4332)前方或后方的安裝立板(4341)固定安裝在推移立架(4332)上，主壓接粘貼滾輪(4342)通過沿左右方向伸縮設置的伸縮控制部件Ⅰ安裝在安裝立板(4341)的上部、且主壓接粘貼滾輪(4342)的軸向方向沿前后方向設置，中軸線與主壓接粘貼滾輪(4342)平行的副壓接粘貼滾輪(4345)對應升降滾筒(421)的旋轉方向設置在主壓接粘貼滾輪(4342)的下方或上方、且副壓接粘貼滾輪(4345)通過沿左右方向伸縮設置的伸縮控制部件Ⅱ安裝在安裝立板(4341)上，膠帶截斷刃(4346)設置在主壓接粘貼滾輪(4342)與副壓接粘貼滾輪(4345)之間、且膠帶截斷刃(4346)通過沿左右方向伸縮設置的伸縮控制部件Ⅲ安裝在安裝立板(4341)上，中軸線均與主壓接粘貼滾輪(4342)平行的膠帶導向滾輪(4343)和膠帶卷安裝座(4344)安裝在安裝立板(4341)上；

拉膜包裝電控裝置包括拉膜包裝控制器、拉膜機控制回路、卷紙筒托載旋轉控制回路和拉膜自動切尾控制回路，拉膜包裝控制器分別與搖臂式拉膜機(41)的回轉驅動電機、升降滾筒(421)的升降驅動機構Ⅰ、升降滾筒(421)的滾筒旋轉驅動電機、支撐底架(431)的滑移驅動機構Ⅰ、支撐座(4321)的升降驅動機構Ⅱ、擺動夾持板(4323)的擺動驅動部件(4324)、升降架(4331)的升降驅動機構Ⅲ、推移立架(4332)的滑移驅動機構Ⅱ、主壓接粘貼滾輪(4342)的伸縮控制部件Ⅰ、副壓接粘貼滾輪(4345)的伸縮控制部件Ⅱ和膠帶截斷刃(4346)的伸縮控制部件Ⅲ電連接；

所述的集中電控單元包括中央控制器、卷筒紙自動輸送控制回路、卷筒紙自動稱重控制回路、自動打印粘貼標牌控制回路和卷筒紙拉膜包裝控制回路，中央控制器分別與卷筒紙輸送控制器、自動稱重控制器、標牌自動打印粘貼控制器和拉膜包裝控制器電連接；

使用卷筒紙拉膜包裝線對卷筒紙產品進行包裝前，初始狀態時，搖臂式拉膜機(41)的膜架(413)通過搖臂(412)停滯在與拉膜自動切尾裝置(43)同側的位置，卷紙筒托載旋轉裝置(42)的升降滾筒(421)處于卷筒紙輸送單元(1)的卷筒紙拉膜包裝段托載表面下方的升降導向機構Ⅰ升降行程下位位置，拉膜自動切尾裝置(43)的支撐底架(431)對應搖臂(412)的回轉方向位于滑移導向機構Ⅰ的滑移行程前段或滑移行程后段，剪式自動夾持部分(432)的支撐座(4321)位于升降導向機構Ⅱ的升降行程下位位置、擺動夾持板(4323)處于與定夾持板(4322)分離的水平狀態，拉膜自動切尾部分(433)的升降架(4331)位于升降導向機構Ⅲ的升降行程下位位置、推移立架(4332)位于滑移導向機構Ⅱ的滑移行程左端或滑移行程右端，自動粘貼膠帶部分(434)的主壓接粘貼滾輪(4342)、副壓接粘貼滾輪(4345)和膠帶截斷刃(4346)均處于完全縮入狀態；

拉膜包裝方法具體包括以下步驟：

a.包裝準備：操作人員首先控制中央控制器調取針對該批次卷筒紙產品的包括克重、級別、紙芯直徑相關規格數據，然后操作人員將包裝膜卷套接在包裝膜卷支撐桿上、并抽出包裝膜卷的包裝膜端，通過拉膜包裝控制器控制剪式自動夾持部分(432)的支撐座(4321)升起后將包裝膜端貼靠在剪式自動夾持部分(432)的定夾持板(4322)上，再通過拉膜包裝控制器控制擺動驅動部件(4324)動作使擺動夾持板(4323)與定夾持板(4322)呈合閉的夾持狀態、將包裝膜端夾持在剪式自動夾持部分(432)上，然后操作人員將膠帶卷安裝在膠帶卷安裝座(4344)上、并抽出膠帶端部并繞過膠帶導向滾輪(4343)后搭接在主壓接粘貼滾輪(4342)上；

b.自動稱重并一次自動打印貼標：中央控制器啟動卷筒紙自動輸送控制回路，卷筒紙輸送控制器控制卷筒紙輸送單元(1)的卷筒紙輸入段和卷筒紙稱重段的輥輪驅動電機同步動作向前輸送，完成切卷工序的卷筒紙依次間隔進入卷筒紙輸入段，待第一件卷筒紙進入卷筒紙稱重段后，卷筒紙輸送控制器控制卷筒紙輸入段和卷筒紙稱重段同步停止輸送進行待命；中央控制器控制啟動卷筒紙自動稱重控制回路，自動稱重控制器將電子磅秤(21)反饋的第一件卷筒紙的重量數據發送至中央控制器后，中央控制器啟動自動打印粘貼標牌控制回路，標牌自動打印粘貼控制器將克重、級別、紙芯直徑相關規格數據以及第一件卷筒紙的重量數據通過卷筒紙稱重段標牌打印粘貼部分的自動打印出標機(31)打印并輸出背膠標牌，然后標牌自動打印粘貼控制器先控制卷筒紙稱重段標牌打印粘貼部分的標牌負壓抓取裝置的氣路控制閥打開、再控制卷筒紙稱重段標牌打印粘貼部分的標牌自動粘貼機械臂(32)的坐標驅動機構動作使卷筒紙稱重段標牌打印粘貼部分的標牌自動粘貼機械手(33)坐標移動對背膠標牌進行負壓吸附抓取，抓取背膠標牌后，標牌自動打印粘貼控制器再控制卷筒紙稱重段標牌打印粘貼部分的標牌自動粘貼機械臂(32)的坐標驅動機構動作使標牌自動粘貼機械手(33)吸附著背膠標牌坐標移動至第一件卷筒紙的設定貼標位置進行貼標，完成貼標后，標牌自動打印粘貼控制器先控制卷筒紙稱重段標牌打印粘貼部分的標牌負壓抓取裝置的氣路控制閥關閉、再控制卷筒紙稱重段標牌打印粘貼部分的標牌自動粘貼機械臂(32)的坐標驅動機構動作進行復位，完成第一件卷筒紙的一次自動打印貼標；

c.拉膜包裝：卷筒紙輸送控制器控制卷筒紙輸送單元(1)的卷筒紙輸入段、卷筒紙稱重段和卷筒紙拉膜包裝段的輥輪驅動電機同步動作向前輸送，待第一件卷筒紙進入卷筒紙拉膜包裝段、后續的第二件卷筒紙進入卷筒紙稱重段后，卷筒紙輸送控制器控制卷筒紙輸入段、卷筒紙稱重段和卷筒紙拉膜包裝段同步停止輸送進行待命；第二件卷筒紙進行一次自動打印貼標的同時，中央控制器控制啟動卷筒紙拉膜包裝控制回路，拉膜包裝控制器首先控制升降滾筒(421)的升降驅動機構Ⅰ動作使升降滾筒(421)頂起并穩固托載第一件卷筒紙，然后拉膜包裝控制器控制搖臂式拉膜機(41)的回轉驅動電機動作使搖臂(412)帶動膜架(413)繞回轉軸的軸心線進行回轉，搖臂(412)回轉的過程中通過膜架(413)牽拉包裝膜卷并釋放包裝膜，包裝膜按照端面-筒體-端面-筒體的順序依次纏繞，當搖臂(412)通過膜架(413)牽拉包裝膜使包裝膜至少完成首圈纏繞的一個卷筒紙端面的包裹時，拉膜包裝控制器先控制擺動驅動部件(4324)動作使擺動夾持板(4323)復位至初始狀態、再控制剪式自動夾持部分(432)的支撐座(4321)降落復位至初始狀態、然后控制拉膜自動切尾裝置(43)的支撐底架(431)反向滑移至滑移行程后段或滑移行程前段，包裝膜端脫離剪式自動夾持部分(432)、并在搖臂(412)繼續回轉過程中被裹入包裝膜內；當搖臂(412)通過膜架(413)牽拉包裝膜使包裝膜至少完成首圈纏繞后，拉膜包裝控制器控制升降滾筒(421)的滾筒旋轉驅動電機啟動，升降滾筒(421)帶動第一件卷筒紙旋轉，通過配合搖臂(412)的回轉速度控制升降滾筒(421)的旋轉速度、實現包裝膜圍繞卷紙筒纏繞一圈后第一件卷筒紙步進旋轉小于一個包裝膜寬度尺寸的步距，第一件卷筒紙旋轉一周后完成整個第一件卷筒紙外表面的拉膜包裝；

待第一件卷筒紙完成整個外表面的拉膜包裝后，拉膜包裝控制器先控制搖臂式拉膜機(41)的回轉驅動電機和升降滾筒(421)的滾筒旋轉驅動電機同時停止動作、再控制剪式自動夾持部分(432)的支撐座(4321)升起，搖臂(412)帶動膜架(413)逐步降速并停靠在初始位置，同時包裝膜在膜架(413)的牽拉作用下貼靠在剪式自動夾持部分(432)的定夾持板(4322)上，然后拉膜包裝控制器控制擺動驅動部件(4324)動作使擺動夾持板(4323)與定夾持板(4322)呈合閉的夾持狀態將包裝膜定位夾持在剪式自動夾持部分(432)上；然后拉膜包裝控制器先控制拉膜自動切尾部分(433)的升降架(4331)升起、再控制推移立架(4332)向靠近第一件卷筒紙的方向伸出，靠近第一件卷筒紙端部的包裝膜被弧形壓板(4333)上的壓輪(4334)壓靠在第一件卷筒紙的外表面上，然后拉膜包裝控制器控制拉膜自動切尾裝置(43)的支撐底架(431)正向滑移設定步距，支撐底架(431)正向滑移過程中壓輪(4334)滾動，被夾持在剪式自動夾持部分(432)上的包裝膜在壓輪(4334)的碾壓力和弧形壓板(4333)的拉力作用下貼靠在拉膜截斷刃(4335)上、并在張力作用下被拉膜截斷刃(4335)截斷，完成包裝膜的拉膜自動切尾；

然后拉膜包裝控制器先控制推移立架(4332)反向縮入設定步距使壓輪(4334)脫離第一件卷筒紙的外表面、再控制主壓接粘貼滾輪(4342)伸出并頂靠在第一件卷筒紙的外表面上，搭接在主壓接粘貼滾輪(4342)上的膠帶端部被主壓接粘貼滾輪(4342)擠壓粘貼在被截斷的尾部包裝膜上，然后拉膜包裝控制器先控制啟動升降滾筒(421)的滾筒旋轉驅動電機、再控制副壓接粘貼滾輪(4345)伸出并頂靠在第一件卷筒紙的外表面上、然后控制主壓接粘貼滾輪(4342)反向縮入設定步距使主壓接粘貼滾輪(4342)脫離第一件卷筒紙的外表面，第一件卷筒紙旋轉過程中，膠帶通過副壓接粘貼滾輪(4345)碾壓粘貼在第一件卷筒紙的外表面上；待第一件卷筒紙旋轉至少一周后，拉膜包裝控制器先控制關閉升降滾筒(421)的滾筒旋轉驅動電機、再控制膠帶截斷刃(4346)伸出至設定距離，膠帶被伸出的膠帶截斷刃(4346)截斷，拉膜包裝控制器控制主壓接粘貼滾輪(4342)、副壓接粘貼滾輪(4345)和膠帶截斷刃(4346)復位后，完成膠帶的自動粘貼；最后拉膜包裝控制器先依次控制拉膜自動切尾部分(433)的推移立架(4332)、升降架(4331)復位至初始狀態，再控制拉膜自動切尾裝置(43)的支撐底架(431)復位至初始狀態待命，最后控制升降滾筒(421)降落復位至初始狀態，完成第一件卷筒紙的整個拉膜包裝工序；

d.輸出及二次自動打印貼標：卷筒紙輸送控制器控制卷筒紙輸送單元(1)的卷筒紙輸入段、卷筒紙稱重段、卷筒紙拉膜包裝段和卷筒紙輸出段的輥輪驅動電機同步動作向前輸送，待第一件卷筒紙進入卷筒紙輸出段、后續的第二件卷筒紙進入卷筒紙拉膜包裝段、后續的第三件卷筒紙進入卷筒紙稱重段后，卷筒紙輸送控制器控制卷筒紙輸入段、卷筒紙稱重段、卷筒紙拉膜包裝段和卷筒紙輸出段同步停止輸送進行待命；第二件卷筒紙進行拉膜包裝、第三件卷筒紙進行一次自動打印貼標的同時，標牌自動打印粘貼控制器將克重、級別、紙芯直徑相關規格數據以及第一件卷筒紙的重量數據通過卷筒紙輸出段標牌打印粘貼部分的自動打印出標機(31)打印并輸出背膠標牌，然后標牌自動打印粘貼控制器先控制卷筒紙輸出段標牌打印粘貼部分的標牌負壓抓取裝置的氣路控制閥打開、再控制卷筒紙輸出段標牌打印粘貼部分的標牌自動粘貼機械臂(32)的坐標驅動機構動作使卷筒紙輸出段標牌打印粘貼部分的標牌自動粘貼機械手(33)坐標移動對背膠標牌進行負壓吸附抓取，抓取背膠標牌后，標牌自動打印粘貼控制器控制卷筒紙輸出段標牌打印粘貼部分的標牌自動粘貼機械臂(32)的坐標驅動機構動作使標牌自動粘貼機械手(33)吸附著背膠標牌坐標移動至第一件卷筒紙的設定貼標位置進行二次貼標，完成二次貼標后，標牌自動打印粘貼控制器先控制卷筒紙輸出段標牌打印粘貼部分的標牌負壓抓取裝置的氣路控制閥關閉、再控制卷筒紙輸出段標牌打印粘貼部分的標牌自動粘貼機械臂(32)的坐標驅動機構動作進行復位，完成第一件卷筒紙的二次自動打印貼標；第一件卷筒紙完成二次自動打印貼標后，中央控制器單獨控制卷筒紙輸出段的輥輪驅動電機動作將第一件卷筒紙向前輸出；

依次類推，實現批量卷筒紙的連續包裝作業。