摘 要：針對目前瑜伽墊生產行業(yè)內產品包裝中出現的人工勞動力需求大，彎卷過程對人工手部具有一定傷害的情況，設計了一款可以自動彎卷包裝瑜伽墊的設備。該設備可以將切割完成的瑜伽墊自動卷曲裹成筒形，自動粘貼廣告紙。

關鍵詞：瑜伽墊；自動包裝；彎卷

1 國內外現狀

目前的生產生活中，自動包裝機在食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)有著廣泛的應用。而在瑜伽墊生產行業(yè)中未出現有自動或半自動包裝機。目前中國市場上并沒有自動化的瑜伽墊包裝設備，此操作須工人手動完成。勞動強度大，人工數量多。而中國生產了全世界大部分的瑜伽墊，國外基本上從國內進口。由于瑜伽墊大部分是在中國生產，相關自動包裝設備在國外應用較少，故需要自主研發(fā)[1-3]。

由于瑜伽墊表面粗糙，對長期進行瑜伽墊包裝的工人的手部有著或多或少的傷害。其工作強度高，考驗工人體力。同時工作效率較低，限制產量及企業(yè)發(fā)展。在瑜伽墊包裝過程中，需將瑜伽墊卷曲裹成筒形，這種在包裝過程中的特殊性，加大了結構設計的難度。目前研究較少，然而市場上瑜伽墊產量要求大。

2 結構簡介

總體結構如圖1所示。

輸入傳送帶在靠近彎卷系統(tǒng)一側上具有壓輥，具有兩個作用。一是壓平瑜伽墊，使其便于彎卷；二是防止起在彎卷的過程中擺動。運行時，一個工位將瑜伽墊卷曲裹成筒形。另一個工位則將一張廣告紙環(huán)形粘貼在瑜伽墊上。兩個工位同時工作，既可以提高工作效率，又可以降低工人勞動強度，為企業(yè)產生更大的效益。

廣告紙輸入系統(tǒng)參考了普通打印機的紙張輸送系統(tǒng)，使其可以正常進紙。在紙張的運輸過程中，使用2-4個加熱壓輥加熱紙張上的膠水，使用的膠水在常溫下并沒有粘性。加熱后將會有粘性，但粘性不大，剛剛好在環(huán)繞粘貼可黏住自身。

設備的核心——彎卷裝置如圖2所示。

彎卷裝置有兩套一樣的彎卷夾持和約束裝置機構。

每套夾持機構主要由一對手指氣缸，一具磁偶式滑臺氣缸、一組彎卷約束裝置等組成。主要目的是將瑜伽墊卷曲裹成筒形。其工作過程主要可分為夾持旋轉動作和脫離動作。

夾持動作運動步驟如下：

（1）使用磁偶式滑臺氣缸將固連在一起的旋轉步進電機和右端手指氣缸夾持組伸入彎卷約束裝置的內部空間內。

（2）同時夾緊左右兩側手指氣缸，使手指氣缸夾持組牢牢夾緊瑜伽墊一端。

（3）待瑜伽墊被夾緊后旋轉步進電機開始工作，將瑜伽墊卷成筒形。

彎卷約束裝置由魚眼軸承、壓力彈簧、壓輥、壓輥放松裝置組成。工作時三個壓輥在彈簧的作用下將緊緊壓住瑜伽墊，防止其在彎卷的過程中出現甩動、無法卷緊等異常情況。進入廣告紙粘貼工位后，壓輥將用于迫使廣告紙緊貼瑜伽墊，保證其正常環(huán)形粘貼。

工位切換裝置主要用途為：使設備定軸轉動，使兩個夾持旋轉機構可交替工作。轉動動力由步進電機提供，通過雙輸出蝸輪蝸桿減速器增加力矩后輸出給兩根軸。

3 工作原理

（1）工人將瑜伽墊放在輸入傳送帶上，輸入傳送帶將瑜伽墊輸送至夾持旋轉機構前。

（2）當彎曲裝置前端傳感器探測到瑜伽墊時，工位1上手指氣缸夾持裝置開始工作。手指氣缸閉合，夾持桿緊緊夾住瑜伽墊一端；

（3）當瑜伽墊被夾住后，工位1旋轉步進電機開始工作，使瑜伽墊卷曲裹成筒形；

（4）待瑜伽墊完全卷曲裹成筒形后，工位旋轉步進電機開始工作，使工位2切換至工位1的位置；

（5）待工位切換完畢，且彎曲裝置前端傳感器檢測到瑜伽墊到達時，工位2執(zhí)行以上（2）～（3）步，從而實現循環(huán)動作；

（6）紙張輸送系統(tǒng)啟動，將一張廣告紙輸送至粘貼裝置，工位1旋轉電機開始工作，使紙張環(huán)形纏繞在瑜伽墊上，紙張末端含有膠水，將廣告紙粘牢在瑜伽墊卷的外表面上；

（7）工位1的彎卷約束裝置的壓輥放松裝置開始工作的同時夾持機構的手指氣缸開始工作，放松夾緊力，將夾持桿從卷好的瑜伽墊中抽出，同時輸出傳送帶的過渡板在氣缸的帶動下向前運動，接住掉下的瑜伽墊，然后過渡板向后復位；

（8）瑜伽墊自由落體掉至輸出傳送帶上并輸送到下一步工序。

4 結束語

該設備可將切割完成的瑜伽墊自動卷曲裹成筒形，自動粘貼廣告紙。彎卷包裝及粘貼廣告紙只需20秒，與熟練工人的包裝時間相似。但是可以減少工人手部的損傷。該設備將擁有較高的自動化能力，可適應不同厚度的瑜伽墊?？梢蕴岣呱a力，解放勞動力。

參考文獻

[1]陳文.包裝機械發(fā)展趨勢[J].上海包裝，2011（02）：36-38.

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[3]劉海江，段思斌.Pesmel全自動鋼卷包裝生產線工藝研究分析[J].包裝工程，2013（21）：61-65.