12包裝機械-集裝

??十二章集裝機械集

裝:就是將若干產(chǎn)品或包裝件包裝在一起，使其形成一個合適的搬運單元。未經(jīng)包裝而裸露的各類物品統(tǒng)稱為產(chǎn)品，而產(chǎn)品經(jīng)過包裝所形成的總體稱為包裝件。具有上述集裝操作功能的機械稱為集裝機械。集裝的目的是：①節(jié)省運輸費用；②減少貨差、貨損事故；③便于實現(xiàn)搬運現(xiàn)代化；④提高倉庫與貨位利用率。目前經(jīng)常采用的集裝方式有以下幾種：①捆扎集裝:即用包裝帶將貨物捆扎成一個搬運單元的集裝方法。②拉伸集裝:即將塑料拉伸薄膜在常溫下拉伸 把貨物裹包收縮在里面的一種集裝方法。③網(wǎng)袋集裝:即將若干個小袋物品或產(chǎn)品集裝在網(wǎng)袋中形成一個搬運單元的集裝方法。④箱式集裝:即將若干產(chǎn)品或包裝件集裝在箱式容器中的一種集裝方法。集裝所用機械按其功能分類主要有:集裝機堆碼機下面主要介紹一下托盤集裝及其堆碼器具。若干產(chǎn)品或包裝件組成一個搬運單元時，所用的包裝容器或包裝用具稱為集裝器具托盤就是一種集裝器具。圖12-1所示為一托盤集裝的范例。1、托盤的材料①木

材：木材是當前使用最廣的托盤材料，貨物在其上不易打滑，加工維修方便。②鋼

材：用鋼材制作的托盤強度好、壽命長，但不易維修。③鋁 材：鋁制托盤自重輕、耐腐蝕 但成本高。④塑 料：塑料托盤自重輕、貨物不易打滑，但強度低。2、托盤的分類托盤按其結構可分為普通托盤和專用托盤。普通托盤包括:平托盤、箱式托盤、柱式托盤、輪式托盤、滑片托盤。3、托盤的結構①平托盤平托盤的結構如12-2所示。其結構簡單，適宜使用機械裝卸、堆碼，使用范圍廣。②柱式托盤柱式托盤的結構如 12-3所示。柱式托盤主要用于運輸、貯存、堆碼，并能保護貨物不承受上層搬運單元的壓力。③箱式托盤箱式托盤的結構如 12-4所示。箱式托盤有效利用率高，可省去貨物的外包裝，有利于堆碼和運輸。④專用托盤專用托盤因所集裝的貨物不同而不同。所示為其中一例。12-5專用托盤與普通托盤的區(qū)別在于具有適合特定貨物的支承結構。4．托盤堆碼要素在托盤上堆碼，要考慮貨物在堆碼時的穩(wěn)定性。一般來說，托盤的長與寬相等時，托盤的穩(wěn)定性好。長形托盤的不穩(wěn)定性出現(xiàn)在短邊方向,因此細長托盤不易堆碼過高，一般堆碼高度不超過托盤短邊的兩倍。表l2-l為我國規(guī)定的托盤長與寬的尺寸及公差。表l2-2為堆碼高度的推薦尺在托盤上堆碼，要考慮托盤承載貨物表面的利用率、一般要求托盤表面利用率在80％以上。為有效利用托盤表面積，列出如

12-6所示堆碼

譜供參考。在托盤上堆碼，還要考慮貨物的堆碼方式。一般來說，托盤主要用于品種、規(guī)格相同，且外觀較規(guī)整的產(chǎn)品或包裝件的集裝。12-7列出了幾種適合于上述貨物的堆碼方式。①重疊堆碼方式重疊堆碼方式如

12-7a所示。這種堆碼方式

托盤利用率高

貨物不易被壓壞

但穩(wěn)定性差。②正反交錯堆碼方式正反交錯堆碼方式如12-7b所示。這種堆碼方式的特點是穩(wěn)定性好，當比例適當時托盤利用率高，但容易出現(xiàn)箱體被壓壞的現(xiàn)象。③縱橫交錯堆碼方式縱橫交錯堆碼方式如12-7c所示。這種堆碼方式每層按不同方向堆碼、交錯搭接，穩(wěn)定性好，但只能用于近似正方形準碼

譜，同時易損壞箱體。④旋轉交錯堆碼方式旋轉交錯堆碼方式如12-7d所示。這種堆碼方式穩(wěn)定性好，但受貨物的長寬比例的限制，且易出現(xiàn)箱體變形和被壓壞的現(xiàn)象。當貨物在托盤上堆碼完畢后，除重量大、重心低、表面粗糙且堆碼層數(shù)少的以外，一般均需固定。固定的方法很多，適于用機械固定的方法有薄膜包裝固定、捆扎固定等。12-8所示為捆扎式固定。??二節(jié) 集裝機一、概

述將若干個包裝件或產(chǎn)品包裝在一起，形成一個合適的搬運單元的機器稱為集裝機。1、分

類按集裝方式，集裝機可分為:托盤集裝機

無托盤集裝機也可分為：塑膜拉伸集裝機塑膜收縮集裝機集裝箱裝載機

集裝機器人捆扎機2、集裝方式集裝機集裝方式有如下兩種：①托盤集裝托盤集裝是將一組貨物的下面或上下兩面加一塊托盤，也可不固定。在貯存、裝卸或運輸過程中，托盤與貨物并不分開。②無托盤集裝無托盤集裝是一種不用托盤的集裝方法，集裝時先將貨物排列準碼，然后捆扎或用薄膜包裝。二、塑膜拉伸集裝機塑膜拉伸集裝機，是把托盤連同其上承載的貨物用拉伸薄膜牢固地包卷，形成一種可靠的搬運單元的機器。1、盤旋式拉伸集裝機盤旋式拉伸集裝機工作原理如12-9所示。該機由旋轉盤、壓緊機構、支撐機構、塑膜供送機構、切斷機構、控制與傳動系統(tǒng)等組成。集裝機的工作原理：是在供膜機構的控制下，較小寬度的塑膜隨著旋轉盤的轉動而上下移動，將貨物盤旋地裹包起來。這種集裝機的特點是應用范圍廣，它可以包裝不同高度、不同長度與寬度的貨物。2、滿載式拉伸整裝機滿載式拉伸集裝機結構如 12-10所示，左為該機立體簡

，右為供膜機構示意

。該機主要組成部分:有供膜機構、封合與切斷機構、支撐機構、驅動機構、控制系統(tǒng)等。這種集裝機自動化程度低，但包裝質(zhì)量好。三、薄膜套包集裝機～薄膜套包集裝機結構簡

如

12-11所示。該機主要組成部分有薄膜供送機構、封口切斷機構、撐角機構、控制與驅動系統(tǒng)等。薄膜7經(jīng)導輥8后，被一對夾板6撐開，四根撐角伸縮桿4向中心、向上偏轉移動，插入被夾板6撐開的薄膜筒內(nèi)，且一邊向四角偏轉，一邊把薄膜撐開成四方形，一邊下降，把從輸送帶2輸送過來的貨物5套上。當薄膜下降到一定位置(一般要超過貨物150

200mm)時，貨物上端薄膜由橫封機構9封口并剪斷。后面的薄膜由吸嘴吸開，進行下一個動作循環(huán)。已套入薄膜的貨物，在下一個工位將薄膜收縮使之緊緊地裹住貨物。四、集裝機器人裝機器人的外形如12-l2所示。集裝機器人采用螺旋行走方式，工作時可以繞著載物托盤行走、轉彎 把薄膜一層層地包裹在貨物及托盤四周 集裝機器人的特點是所有機構都安裝在機體內(nèi)。該機可對連同托盤在內(nèi)的堆碼高度為584～2030mm的載貨托盤進行裹包。工作效率為30～40個/h。五、445H托盤集裝機445H托盤集裝機外形如

12-13所示。1、主要技術摻數(shù)①生產(chǎn)能力：1800～3600箱／h②物

料：紙箱、木箱、瓦楞紙箱③箱規(guī)格：(300～480)×(230～285)×(200～435)mm④托盤規(guī)格：1350×1350×140mm⑤電機功率：10.5KW⑥最大空氣壓力：5.39×105Pa⑦外

形：4275×3300×2800mm2、主要機構及組成該機組成部分有：貨物供送機構、入口轉換機構、箱轉向機構、向上轉換機構、分層輸送機構、升降機構、托盤供送機構、輸送裝置、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。3、工作原理由兩臺皮帶輸送機組成的貨物供送機構7 可將連續(xù)送來的箱有間隔地送出。箱經(jīng)過由數(shù)條V形皮帶和與其垂直的輥輸送裝置構成的入口轉換機構5，在箱轉向機構6處轉向，在向上轉換機構9處再一次轉向。在限位裝置8處箱停止輸送。當箱湊齊一層后，由分層輸送機4送入輸送輥3上。輸送輥3由鏈條循環(huán)連接在其中一部分鏈上安裝輥軸，并可前進或后退，從而把一層箱裝在已有托盤的升降機構2的平臺上。每裝好一層，平臺下降一個箱高度，直至裝好最后一層。最后載貨托盤由輸送帶1送至下一個工位。六、集裝生產(chǎn)線德國梅勒斯公司生產(chǎn)的大噸位集裝箱成捆裝載自動流水作業(yè)線如12-14所示。該生產(chǎn)線由輸送帶、捆扎機、堆碼機、集裝箱裝載機、貯存輥道、熱隧道、包裝機、控制系統(tǒng)等組成。打成捆的物料(箱、袋均可)在輥道上被送到包裝機7中，以便用收縮薄膜包裹起來。包裹好的成捆物料通過熱隧道6后被送往裝載-貯存輸送輥道5上，在輥道5前面設有堆碼機3，堆碼機把成捆物料碼成兩層，使其成為一個牢固的裝箱貨碼。當輥道和集裝箱呈傾斜狀態(tài)后，已碼好的貨物即順勢滑入集裝箱中。在滑入集裝箱的過程中，待裝入箱的物料應碼放在裝載輥道前邊，以保證操作的連續(xù)性。由于成捆物料的體積往往不能填滿集裝箱因此在打捆過程中各層物料之間要墊上不同厚度的泡沫塑料襯墊。??三節(jié) 裝箱機裝箱機：將若干包裝件或產(chǎn)品，按一定方式裝入箱內(nèi)的機械。由于被包裝物品種類繁多，裝箱機的形式也多種多樣，目前尚無統(tǒng)一的分類標準。根據(jù)物品裝箱形式分為：充填式裝箱機和裹包式裝箱機。一、充填式裝箱機根據(jù)包裝物品裝箱時的方向和方式不同，充填式裝箱機可分為：垂直裝入式和水平推入式兩種類型。1、垂直裝入式裝箱機垂直裝入式裝箱機類型也很多，本節(jié)只介紹以下兩種。（1）輥夾式裝箱機輥夾式裝箱機結構如

12-15(a)所示，夾送物料入箱過程如12-15(b)所示。該機主要組成部分有：輸送機構、輥夾裝置、推料機構、驅動系統(tǒng)等。裝箱機工作時，物料2自輸送帶1輸入。當物料通過一定數(shù)量(示為4塊)時，記數(shù)器4發(fā)出信號 控制系統(tǒng)一邊使活塞桿3伸出，阻擋后續(xù)物料通過，一邊使活塞桿8上的滾子21沿

程槽運動。在活塞桿8縮 的過程中，推料板5將一組待裝箱的物料推向裝箱工位，即兩個輥10與11之間的支承平面上。接著兩個輥子作相向轉動，將物料送入箱內(nèi)。最后 箱的輸送帶9向前輸送一個步距，從而完成一個工作循環(huán)。該機適用于具有平行六面體形狀的物料。其持點是靠—對輥作相向轉動，而將物料夾持送入箱中。（2）吊入式裝箱機吊入式裝箱機結構如12-16所示。該機主要組成部分為：箱輸送裝置、瓶子輸送裝置、抓頭梁和氣動夾頭、控制系統(tǒng)等。裝箱機工作時，空箱由輸送帶

(

中未示)送到瓶子導向套11的下方，待裝的瓶子由鏈板輸送鏈1向左方輸送。當送到待裝工位時 擋光板13披推開，光電裝置發(fā)出信號，抓頭梁8下降，氣動夾頭9將瓶頸套住，并借助壓縮空氣把瓶頸夾緊。在鏈條4的帶動下，抓頭梁8快速上升。在抓頭梁的上方安裝有一氣缸，將每排抓頭分開，目的在于使瓶子前后方向間隔適應空箱內(nèi)的隔板間隔。在雙搖桿6的作用下，抓頭梁沿著大鏈輪10作圓弧軌跡的平移運動，當8兩端的滾輪沿導向槽垂直下降到最低位置時，氣動夾頭9松開，通過瓶子導向套11的導向作用，將瓶子裝入空箱中。集裝完畢后，電動機反轉

抓頭梁上升

到初始位置，準備下一次工作循環(huán)。此時裝滿瓶子的箱由輸送帶送到下一工位。在該機中用于夾取瓶子的氣動夾頭，可采用如12-17所示結構。金屬內(nèi)襯套3下部周向開有若干個長槽孔，夾頭罩4與橡皮套2之間存在一密封性氣室。當壓縮空氣通過氣管5到達氣室時，促使橡皮薄套2從金屬內(nèi)襯套3上的長槽孔向中心凸脹，形成手指夾鉗，緊緊地夾住瓶頸，瓶口頸部凸緣使其不易滑脫。斷

氣后，氣室與大氣相通，橡皮薄套2恢復原形，瓶子脫落。2．水平推入式裝箱機水平推入式裝箱機結構如

12-18(a)所示，其裝箱工藝流程如12-18(b)所示。該裝箱機由輸送機構、堆碼機構、封箱裝置、箱供送裝置、控制與驅動系統(tǒng)等組成?？刂婆c驅動由機械、氣動和電氣共同實現(xiàn)。工作時，箱片由箱片供送裝置取下成型后；在箱輸送鏈10的作用下送至裝箱工位，等待裝箱。推料板7具有堆碼功能，一次可堆碼25件，如在箱中裝50件，則需兩次堆碼、兩次推入。當25件物料在推料板7上堆碼完畢后，在曲柄連桿A、B、C的作用下，通過推料板14將其一次推入箱內(nèi)。裝滿物料的箱在箱輸送鏈10和推箱板11的作用下輸送到下一工位。該機適合于裝條塊狀物料，結構緊湊，生產(chǎn)效率高。二、裹包式裝箱機用有壓痕的紙板將被包裝物料四周裹包起來，并能夠涂膠封合的機器，稱為裹包式裝箱機。1、裹包式裝箱機工藝流程裹包式裝箱機工藝流程如

12-19所示。裝箱時先把堆積在紙板倉上壓好痕和切好角(很多裝箱機具有壓痕和切角功能)的單張紙板取出，并預折成直角形。然后將堆碼好的物料用推料板推到紙板的某一位置，接著按紙板上的壓痕進行制箱裹包，再經(jīng)涂膠和封箱后送出。2、裹包式裝箱機結構及工作原理裹包式裝箱機結構如 12-20所示。在該機箱片倉14上堆積有許多箱片，真空吸頭16吸出最下層箱片并釋放在鏈式輸送帶上。電機26經(jīng)傳

動系統(tǒng)將運動傳給主動鏈輪19，以帶動鏈式輸送帶工作。推爪18將箱片15向右推并作步進運動，推送到壓痕工位進行壓痕，然后送到裹包工位進行裹包裝箱。被裹包的物料由輸送帶28向右輸送，推料板3l把它們推送列待裹包的箱片上進行裹包。箱片在輸送過程中，自動完成壓痕工作的原理如

12-20所示，自動壓痕裝置安裝在鏈式輸送帶上方。當電機10轉動時，通過錐齒輪將運動分成兩部分：一部分帶動光電管作上下運動；另一部分通過鏈13帶動螺桿軸9轉動。螺桿軸9左右兩端分別有左、右螺紋，當螺桿軸9正反轉時，則左右橫梁30靠近或分開。當氣缸6中的活塞上下運動時，壓痕刀具27或離開箱片，或壓向箱片。光電管工作時，

其管徑的一半位置對準被裹包物品高度H的上棱邊 若產(chǎn)生的信號值與基準信號值相同時，電機10不工作；若光電管所產(chǎn)生的信號值大于或小于基準信號值時，

則電機10工作(正轉或反轉) 使壓痕刀具之間的距離變大或縮小，達到自動調(diào)節(jié)的目的。??四節(jié) 堆碼機將預定數(shù)量的包裝件或產(chǎn)品，按一定規(guī)則進行堆積的機器稱為堆碼機。按堆碼目的不同，堆碼機可分為：集裝用堆碼機，倉庫用堆碼機這里主要介紹集裝用碼機，集裝用堆碼機包括：托盤堆碼機、托盤拆碼機、無托盤堆碼機、托盤機器人等。下面介紹集裝用堆碼機及其常用結構。一、常用機構目前集裝用堆碼機有很多類型

但一般都包括以下機構：送箱或送袋機構、入口方向轉換機構、箱或袋方向轉換機構、停止機構、層輸送機構、單層堆積機構、負載平臺升降機構、托盤輸送機構、搬運單元輸送機構、控制系統(tǒng)等。1、轉向裝置轉向裝置的結構如

12-21所示。

(a)是利用固定擋塊改變物料運動方向的機構；和(d)是利用兩組錐滾轉動的速度差來改變物料運動方向的機構；是利用物料凸緣上的線速度大于滾道柱線速度的原理改變物料運動方向的機構。這四種轉向裝置可用于箱、袋物料的轉向。2、單層堆碼機單層準碼機如

12-22所示。當物料3由輸送帶1輸送到觸及擋板4時，推板5動作一次。輸送帶連續(xù)動作，推板每動作一次，推送一排物料，從而可以實現(xiàn)物料單層準碼。12-23所示為另一種單層堆碼機。該機的輸送帶5將物料輸送過來，在箱轉向機構3處按堆碼時所需方向調(diào)整后進入層輸送機構2上，在層輸送機構上將物料緊密排列，且按照堆碼時層排列順序排列，然后由輸送輥1送入下一個工位。3、多層堆碼裝置12-24多層準碼裝置的結構如所示。托送板1在輸送帶2下面，并能左右移動。工作時，物料排列在托送板上，此時托送板在左極限位置。當輸送

帶2輸送的物料3被擋板5擋住時，正好排列成一行。然后托送板右移，擋銷4擋住欲隨之右移的物料，隨著托送板的右移，物料順次落到升降臺5上。每增加一層，升降臺便下降一物料高度。4、排列堆碼機排列準碼機的結構如 12-25所示。成排物料由輸送帶l送來后，推板2將物料推送到集料臺7上后停止動作。此時推板8向左移動，先推A層、B層再推C層物料，最后將三層物料堆碼在一起，由輸送帶5送到下一工位。物料由推板2推送到集料臺的過程中應有斜面裝置保證物料能順利到達集料臺，或集料臺本身有升降功能。集料臺有三個平面，每相鄰兩平面高度差要略大于物料高度，以利堆碼。5、拆碼機拆碼機工作原理如 12-26所示。拆碼機是將堆碼好的物料自動拆卸的機器。由 可知，拆碼機主要由裝在框架上的許多輥子組成。輥子可以前后上下移動，最前邊的輥子是起箱輥，它最先與箱子接觸，并將上層箱子抬起 然后輥子后退、下降 送走一層再一層 直至卸完為止?！⑼斜P機器人

1、典型托盤機器人技術參數(shù)以下所列為日本I型托盤機器人的技術參數(shù)：①物

料：塑料箱②箱規(guī)格：448×366×(271

361)mm③效

率：1800～2500箱／h④裝載高度：1400、1700、2040mm(三種)⑤托盤尺寸：最大l200mm⑥最大裝載重量：1000kg⑦電機功率：4KW⑧最大空氣壓力：4．9×105Pa⑨外

型：3400×2800×(3060，3360，3700)mm(三種)托盤機器人如

12-27所示。2、主要機構托盤機器人主要由手部、腕和臂、升降機構、旋轉機構、行走機構、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。3、工作原理及工作范圍托盤機器人可以在托盤上堆碼，也可以將堆碼在托盤上的貨物拆卸下來。機器人依靠手部抓取貨物，由安裝在支柱上部的升降機構提升起來，隨之支柱下部的轉盤轉動，將貨物送到指定位置