基于塑料型材包装的自动封装机设计
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摘 要
提供一种用于塑料型材包装的自动封装机设计方案，该机主要包含包装膜、膜套、膜套定位装置、封口装置、切膜装置、整形装置和夹膜装置。本机可以实现对多根塑料型材准确高效地自动封装，有效节省人力物力。
关键词
型材包装;膜套;封口切膜;整形;夹膜
中图分类号： TQ320.7 文獻标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.09.056
0 引言
目前，国内外塑料型材厂对于型材产品的包装，基本上是采用人工手工套膜包装，包装膜依靠手工套进型材后，再手工切断包装膜，用透明胶带从型材两端缠绕固定，然后手工搬运到料框;整个过程劳动强度大，效率低，可靠性差，不能保证每一件产品的统一性，并需要消耗大量的人力物力资源。尤其在夏天闷热天气，包装工人十分劳累，效率低下，导致型材厂用工困难。为了摆脱这种困境，各型材厂迫切需要一种自动化型材包装机。面对机遇和挑战，行业中有机械设备厂经过不懈努力，开发出一些自动化或半自动化型材包装机。客户在使用这些机械过程中，均存在效率不高和故障率高的双重问题，总体上适应性差、包容性低，没能广泛推广市场。为了解决现有技术的不足，本机所要解决的技术问题是：提供一种用于塑料型材包装的自动封装机设计方案，可以实现对多根塑料型材准确高效地自动封装，适应性强、包容性广，有效节省人力物力。
1 自动封装机基本结构和工作原理
图1是自动封装机基本结构的正视图。
图2是自动封装机基本结构的俯视图。
图3是机构动作示意图一。
图4是机构动作示意图二。
图5是机构动作示意图三。
如图1和图2所示，一种用于塑料型材包装的自动封装机，该自动封装机主要由包装膜、膜套、膜套定位装置、封口装置、切膜装置、整形装置和夹膜装置组成。包装膜的一端包覆在膜套的表面;膜套定位装置与膜套配合，带动膜套移动;封口装置用于对型材两端的包装膜进行封口，切膜装置用于对封口后的型材上的包装膜进行切割;整形装置用于对型材进行定位;夹膜装置用于夹持位于膜套上的包装膜。
膜套定位装置包括侧限位轮、下托轮和底座;侧限位轮和下托轮分别与底座连接，膜套的侧部设有凹槽，侧限位轮位于膜套的凹槽中;下托轮位于膜套的下方;包装膜位于膜套定位装置和膜套之间。膜套定位装置还包括上限位轮，上限位轮与膜套的顶面相抵;上限位轮连接在支架上。型材封装机构，还包括膜辊，包装膜缠绕在膜辊上。
膜套的一端呈逐渐缩小的喇叭口状;膜套的另一端设有凹槽，且凹槽边缘设有缺口。
封口装置包括封口单元，每个封口单元包括一对上下布设的封口气缸和第一电加热丝，封口气缸的移动端相对设置;每个封口气缸的移动端设有封口绝缘过渡板，第一电加热丝固定连接在封口绝缘过渡板的端面;封口装置位于型材的端部。
每个封口单元中，第一电加热丝为一根，第一电加热丝固定连接在位于下方的封口绝缘过渡板的顶面，且第一电加热丝的表面包覆绝缘布。封口单元为两个，两个封口单元布设在型材的两端。
切膜装置位于封口装置和膜套之间，切膜装置包括切膜气缸、切膜绝缘过渡板和第二电加热丝，切膜绝缘过渡板与切膜气缸的运动端固定连接，第二电加热丝固定连接在切膜绝缘过渡板表面。
整形装置包括整形气缸、整形过渡板和整形板，整形板通过整形过渡板与整形气缸的运动块固定连接;整形装置位于型材的一端。
夹膜装置包括夹膜固定座、夹膜气缸和手爪，夹膜气缸固定连接在夹膜固定座上;手爪包括手爪转臂、手爪转动轴和手爪固定臂，手爪固定臂与夹膜固定座固定连接，手爪转臂的一端与夹膜气缸的活塞杆固定连接，手爪转臂通过手爪转动轴与手爪固定臂连接，手爪转臂可绕手爪转动轴转动。
夹膜气缸和手爪分别为两个，夹膜气缸和手爪一一对应设置在夹膜固定座的两端。
2 自动封装机工作过程
下面结合上述的型材封装机结构，详细描述该机的工作过程：
第一步，如图3所示，在程序控制下，底座7沿X轴正向移动（X轴为水平轴线，X轴正向为从膜套3到待封装的型材10的方向），带动下托轮6和侧限位轮4一起移动。由于膜套3中部侧面的凹槽限位，侧限位轮4带动膜套3一起移动，膜套3再带动包装膜2沿X正向移动。当膜套3端部缺口抵住待封装的型材10的端面时，底座7停止运动。在包装膜2移动过程中，膜辊1发生转动。位于上部的上限位轮5对膜套3进行限位，防止膜套3向上运动。在底座7移动过程中，上限位轮5不发生位移，但是上限位轮5始终与膜套3 的顶面相抵。在底座7移动的同时，整形装置13沿X轴反向移动，直至型材10的两端面分别抵在整形装置13的整形板和膜套3的端面时，运动停止。为避免型材10受重力变形，在型材10的下方设置一组型材托轮11支撑型材10。
第二步：在程序控制下，夹膜装置14沿X轴反向移动，从外围经过型材10。当夹膜装置14前端移动到膜套3端部两侧的缺口处时，停止移动;夹膜装置14在膜套3两侧缺口处，利用手爪分别夹住包装膜2的两侧。
第三步：在程序控制下，夹膜装置14夹住包装膜2的两侧，牵着包装膜2沿X轴正向移动，包装膜2连续套过型材10，并从型材10与型材托轮11之间通过。当包装膜2移动超过型材10另一端面一段距离时，夹膜装置14运动停止，包装膜2完全包覆住型材10。
第四步：在程序控制下，底座7沿X轴反向移动并复位，带动膜套3、侧限位轮4和下托轮6一起复位。同时，整形装置13沿X轴正向移动并复位。夹膜装置14松开包装膜2。
第五步：如图4所示，在程序控制下，靠近膜套3一端的封口装置12分别从上下相向运动，对包装膜2进行加热封口。在封口结束后，切膜装置8向上运动。运动过程中，切膜装置8上的第二电加热丝连续切割包装膜2，待完全切断包装膜2后再反向运动复位。接着靠近夹膜装置14一端的封口装置12分别从上下相向运动，在轴心线附近对包装膜2进行加热封口。
第六步：如图5所示，在程序控制下，两个封口装置12反向运动复位，过程结束。
3 结论
塑料型材包装的自动封装机具有以下有益效果：
自动封装机由包装膜、膜套、膜套定位装置、封口装置、切膜装置、整形装置和夹膜装置七大组成部件相互配合动作，膜套是包装膜可靠套住型材的前提，整形装置是保证包装的位置统一性，夹膜、封口和切膜装置是包装的关键核心部件。整个封装过程采用全自动化控制，避免了人工的干预，稳定性强，安全可靠，起到自动高效包装的目的。实践过程中，该封装机构适用于多种不同类型的塑料异型材包装，同样适用于管材的包装，适用范围非常广。图6为包装效果图。
参考文献
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[2]刘胜新.五金大手册.北京：机械工业出版社，2012.4.
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[4]王教庆，孙英丽.论产品包装设计的适度与过度[J].艺术教育，2010（04）.
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