自適應(yīng)封箱機的技術(shù)研究

摘 要：自適應(yīng)封箱機是可以根據(jù)不同寬度、高度實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)適應(yīng)封箱尺寸的封箱機。隨著數(shù)字化時代的到來，企業(yè)的產(chǎn)品轉(zhuǎn)向以客戶為導(dǎo)向定制化的小批量、多品種的生產(chǎn)制造。加上互聯(lián)網(wǎng)購物的快速興起，物流行業(yè)快速發(fā)展，物流包裝量逐漸增大的情況，導(dǎo)致企業(yè)和電商產(chǎn)品的包裝紙箱尺寸差異化。該文章將對自適應(yīng)封箱機的機構(gòu)原理進(jìn)行技術(shù)研究。

關(guān)鍵詞：封箱；自動封箱機；自適應(yīng)封箱機

1、背景

在現(xiàn)代市場經(jīng)濟的發(fā)展中，商品包裝承擔(dān)著保護(hù)商品、便利儲運和宣傳美化商品的作用，它的重要性日益為生產(chǎn)廠家、商家和消費者所重視。在傳統(tǒng)的包裝材料中，瓦楞紙箱一直占據(jù)重要的地位。瓦楞紙箱是高功能、低成本的良好運輸容器，是當(dāng)今世界各國所采用的最流行的包裝形式之一。

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國向世界制造工廠角色的轉(zhuǎn)化，人們物質(zhì)文化需求的不斷增加，電子商務(wù)的快速蓬勃發(fā)展，加上國家近年來一系列利好政策出臺，自貿(mào)區(qū)、跨境電商區(qū)域、物流園的規(guī)劃與成立，物流行業(yè)包裝發(fā)展迅速。為了減輕包裝人員的勞動強度，提高物品封裝效率，對不同材質(zhì)、形狀和尺寸的商品進(jìn)行批量快速包裝，迫切需要設(shè)計一款機械結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，性價比高的封箱機。然而，在一些多品種小批量的企業(yè)或商家中，卻被以往相對封固定尺寸的封箱機的局限性而困擾著。

2、 目前市場封箱設(shè)備發(fā)展及現(xiàn)狀

近10年來，中國瓦楞紙箱機械工業(yè)發(fā)展迅速，國內(nèi)紙箱機械企業(yè)從引進(jìn)模仿到形成目前自主的比較先進(jìn)紙箱包裝機械。但是，根據(jù)目前紙箱生產(chǎn)的發(fā)展，對紙箱包裝機械的要求越來越高，為紙箱包裝機械企業(yè)進(jìn)一步開拓高速、高檔、高效、高科技的紙箱機械設(shè)備指明了方向和發(fā)展趨勢。

封箱機是一種用卷筒膠帶自動將紙箱的上底和下底封口的包裝設(shè)備。利用粘貼膠帶封箱是目前最為廣泛的封箱方法。封箱機分為半自動封箱機、全自動封箱機等。而全自動封箱機又分為定尺寸全自動封箱機和自適應(yīng)大小全自動封箱機。通過箱體封裝過程和一般封箱機的結(jié)構(gòu)分析，可知箱體封箱前都要進(jìn)行定位后才能進(jìn)行封裝，箱體定位可以采用手動或是自動，但手動定位效率低，只能針對某種尺寸進(jìn)行事先調(diào)節(jié)好位置，自動定位需要電機或是氣缸提供動力，對紙箱進(jìn)行隊中定位。

隨著產(chǎn)品差異化的不斷增加，市場迫切需求一種可自適應(yīng)的封箱機。下面將對自適應(yīng)封箱機的機構(gòu)原理做分析研究。

3、封箱機的主要組成

目前市場最普遍的封箱機是根據(jù)紙箱的寬度和高度情況，通過螺桿手動調(diào)節(jié)兩側(cè)的輸送機構(gòu)以及上折蓋機構(gòu)。最近發(fā)展成通過伺服電機或步進(jìn)電機代替手動調(diào)節(jié)，通過行程開關(guān)或位置傳感器判斷紙箱寬度及高度大小，然后通過PLC控制電機的運動，從而達(dá)到適應(yīng)不同大小的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。但是由于伺服電機或步進(jìn)電機的控制成本較高，將近占整個封箱機成本的一半。經(jīng)過改進(jìn)優(yōu)化，用氣缸代替電機調(diào)節(jié)，通過控制氣缸的壓力，使得兩側(cè)輸送機構(gòu)和上折蓋機構(gòu)的壓力適當(dāng)，達(dá)到自適應(yīng)的效果。使用該方式相比采用伺服或步進(jìn)電機控制的成本大幅降低，設(shè)備得到客戶普遍認(rèn)可和接受。

4、自適應(yīng)封箱機的工作流程

紙箱被送到封箱機上，輸送機構(gòu)把紙箱對中夾緊、自動折蓋機構(gòu)下壓折上蓋、粘貼上下膠帶、輸出封箱機，輸送機構(gòu)和自動折蓋機構(gòu)復(fù)位等待下一紙箱進(jìn)來循環(huán)工作。

5、各組成機構(gòu)的功能原理及設(shè)計

（1）輸送機構(gòu)：

輸送機構(gòu)由左右兩側(cè)帶驅(qū)動的皮帶傳輸機構(gòu)組成。每側(cè)皮帶傳輸機構(gòu)由立式電機連接皮帶輪的一端，帶動皮帶傳動，通過傳送皮帶夾緊摩擦力，把紙箱從機器平臺的前端送到后端。左右夾緊傳輸機構(gòu)安裝在導(dǎo)桿上，一側(cè)的皮帶傳輸機構(gòu)與氣缸連接，氣動的伸縮運動可以使得皮帶傳輸機構(gòu)向中心或邊側(cè)移動。同時另一側(cè)通過鏈條或同步帶連接，鏈條或同步帶的另一端與氣缸桿固定，實現(xiàn)另一邊皮帶同步向中心或邊側(cè)移動，達(dá)到加緊和松開紙箱效果。

底面由無動力輥筒支撐紙箱。

（2）高度自適應(yīng)裝置

傳統(tǒng)老式的封箱機，是通過螺桿機構(gòu)連接折蓋機構(gòu)整體，用手輪調(diào)節(jié)折蓋機構(gòu)整體的高度，只能適用于同款批量紙箱，而不能適應(yīng)高度變化的紙箱。自適應(yīng)封箱機折蓋機構(gòu)整體安裝在機器兩側(cè)的直立導(dǎo)桿上，兩側(cè)的分別安裝有頂升氣缸，實現(xiàn)折蓋機構(gòu)整體的垂直升降。當(dāng)紙箱被送入機器，接觸到第一個行程開關(guān)時，自動折蓋機構(gòu)整體在兩側(cè)的頂升氣缸驅(qū)動下，下降壓住紙箱前端的上部。同時送箱機構(gòu)在氣缸的驅(qū)動下把紙箱對中夾緊，通過運動的輸送皮帶把紙箱往前輸送。隨著在驅(qū)動皮帶把紙箱往前傳輸，并在左右導(dǎo)向壓桿的作用下把紙箱上蓋壓下成型，同時膠帶把上下中心粘貼住。

當(dāng)紙箱末端通過機器后部的行程開關(guān)時，自動折蓋機構(gòu)整體上升，左右氣動裝置張開，向兩側(cè)運動復(fù)位，等待下一個紙箱進(jìn)入機器。

（3）自動折蓋機構(gòu)：

當(dāng)紙箱碰到前端第一個行程開關(guān)時，折蓋機構(gòu)整體下降，同時折后紙箱短邊蓋機構(gòu)打起。前短邊蓋由封箱機內(nèi)前導(dǎo)向板折下，當(dāng)紙箱尾部走過第一行程開關(guān)關(guān)后，后短邊折蓋桿機構(gòu)打下，把紙箱后短邊蓋折下。隨著紙箱往前輸送，兩側(cè)的長邊，通過導(dǎo)向壓桿把長邊蓋折下。

（4）封膠帶機構(gòu)：

當(dāng)紙箱走過折蓋機構(gòu)，在輸送皮帶的帶動下，然后進(jìn)入封膠機構(gòu)，封膠機構(gòu)分為上下兩個部分，其原理結(jié)構(gòu)相同，一個正裝一個倒裝形式。貼膠帶機構(gòu)由壓膠輪、膠帶傳導(dǎo)輪、機械桿、彈簧、鋸齒切斷刀片等組成。當(dāng)紙箱進(jìn)入封膠帶機構(gòu)時，壓膠輪把膠帶輥壓到紙箱側(cè)面，并沿著上蓋或底中間縫隙粘貼，當(dāng)紙箱末端通過機器，壓膠輪把膠帶輥壓到紙箱末端側(cè)面粘貼，同時彈簧拉動切斷刀片，把膠帶切斷。

（5）壓力控制裝置：

各機構(gòu)的壓力控制裝置主要由氣動調(diào)壓閥保證，通過調(diào)壓閥來控制輸送機構(gòu)的夾緊力和自動折蓋機構(gòu)對上折蓋的壓緊力。保證輸送皮帶的摩擦力能夠順利傳輸紙箱，同時保證紙箱折蓋后的縫隙的均勻情況。

6、結(jié)束語

本自適應(yīng)封箱機可作為單機單獨使用，也可與其它包裝設(shè)備配套使用，形成自動化包裝流水線。巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計，簡化了機械結(jié)構(gòu)和簡單控制系統(tǒng)，以低的制造成本實現(xiàn)不需調(diào)節(jié)，自動適應(yīng)不同尺寸紙箱的封箱，擴大應(yīng)用范圍，提高了工作效率。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

陳徽明，出生年月：198509，性別：男，民族：漢，籍貫：廣東深圳，當(dāng)前職務(wù)：工程師，當(dāng)前職稱：工程師，研究方向：機械工程.