徐思新 韓 俊

一、設(shè)備概述

近期，單片式紙箱成型機(jī)技術(shù)在勁牌公司楓林包裝車間125ml毛鋪苦蕎酒30000瓶/時(shí)異型瓶全自動(dòng)高速生產(chǎn)線上成功試用，這是勁牌有限公司和西安中輕包裝機(jī)械有限公司深入探討研究后，通過(guò)近二年的試驗(yàn)和試制的。該可在線生產(chǎn)的新型單片式紙箱成型設(shè)備，輕便、實(shí)用，具有良好的適應(yīng)性和簡(jiǎn)潔的操作性，特別適合25箱/分鐘的單片紙箱成型需要，其自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊，在一個(gè)工位完成紙箱的成型及噴膠封底動(dòng)作，占地面積小，更適合整條生產(chǎn)線的平面布局、滿足中小型生產(chǎn)線的生產(chǎn)需求。是酒類、飲料、煙草、制藥、糧油、食品加工、日化以及機(jī)械、電子行業(yè)等領(lǐng)域以及瓶、罐、盒等包裝容器的通用紙箱成型設(shè)備。該產(chǎn)品為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，具有廣泛的推廣使用價(jià)值。已申報(bào)了國(guó)家發(fā)明專利和實(shí)用新型專利技術(shù)。

單片式紙箱成型機(jī)是一個(gè)可適應(yīng)于在線生產(chǎn)的系統(tǒng)設(shè)備，融合了機(jī)械、氣動(dòng)、光電檢測(cè)、通信和控制多個(gè)方面，形成一個(gè)柔性環(huán)境；減少了包裝容器的堆積對(duì)包裝單元的影響、減少了運(yùn)動(dòng)空間以提高生產(chǎn)能力，減小設(shè)備體積而降低設(shè)備成本和占用空間，減少了操作維護(hù)等運(yùn)營(yíng)資源，提高了生產(chǎn)過(guò)程的性價(jià)比。

通用的瓦楞紙箱成型機(jī)大多是在釘制紙箱的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)箱、自動(dòng)折合下蓋、自動(dòng)密封下底膠帶等流水線操作，釘制紙箱只能在紙箱生產(chǎn)廠用手工或半自動(dòng)化手段制作，成本高，誤差大，尺寸成型誤差一般都在10mm以上，見(jiàn)圖1。

圖1 通用開(kāi)箱機(jī)紙箱成型過(guò)程

而單片式紙箱成型機(jī)是在單片式瓦楞紙板基礎(chǔ)上,以芯模為基準(zhǔn)進(jìn)行加工成型的，尺寸成型誤差一般都不大于2mm，對(duì)包裝設(shè)備的依賴性大大降低，同時(shí)紙箱外觀更加規(guī)則、美觀。而且完全可以運(yùn)用在包裝生產(chǎn)線上在線使用，彌補(bǔ)了上述技術(shù)的不足，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，見(jiàn)圖2。

圖2 單片式紙箱成型過(guò)程

二、技術(shù)特點(diǎn)

整機(jī)完成輸送、紙箱成型兩項(xiàng)工藝過(guò)程；伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠、便于定位與調(diào)節(jié)；采用單片式紙板，相比釘制紙箱材料成本下降5%～10%；以芯模為基準(zhǔn)制作，尺寸誤差小，對(duì)包裝設(shè)備的依賴性大大降低，同時(shí)紙箱外形規(guī)則、整齊，能保證后續(xù)裝箱機(jī)正常裝箱；在一個(gè)工位完成紙箱成型過(guò)程，節(jié)省生產(chǎn)空間和占地面積；單片式紙箱成型機(jī)用熱熔膠固化粘合，更加環(huán)保；額定生產(chǎn)能力25箱/分鐘，效率高；可完全在包裝生產(chǎn)線上在線使用，降低運(yùn)輸成本；各執(zhí)行機(jī)構(gòu)間用PLC程序控制，觸摸屏顯示，方便直觀；整機(jī)結(jié)構(gòu)件均采用304不銹材質(zhì)，可視性效果更好；只需操作人員一名，節(jié)省勞動(dòng)力；整機(jī)均設(shè)有安全門保護(hù)，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人員、環(huán)境的危害；壓縮空氣消耗量不大于30L/min，壓力0.5～0.6MPa：供電電源380±10伏3相50赫。

三、結(jié)構(gòu)原理

單片式紙箱成型機(jī)主要由①機(jī)架組件、②吸箱機(jī)構(gòu)、③推箱機(jī)構(gòu)、④成型機(jī)構(gòu)、⑤成型芯模、⑥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、⑦儲(chǔ)箱架、⑧氣控組件、⑨電控組件等幾大部分構(gòu)成，見(jiàn)圖3。

圖3 單片式紙箱成型機(jī)結(jié)構(gòu)圖

單片紙箱成型機(jī)構(gòu)：工作臺(tái)1用于將紙片傳送到工作臺(tái)1位置的皮帶；位于工作臺(tái)1上的模具2包括模具主體、與模具主體通過(guò)拉桿3連接且用于將成型紙盒送出的推板4；模具2的前方、左側(cè)、右側(cè)、左上方分別設(shè)有前折疊板5、左折疊板6、右折疊板7、上折疊板8；前折疊板5、左折疊板6、右折疊板7、上折疊板8均與液壓桿12連接，右折疊板7包括兩個(gè)互相垂直的折疊板；工作臺(tái)1的左前方、右前方、前上方分別設(shè)有用于將紙盒壓緊的左壓桿9、右壓桿11、上壓桿10；模具2形狀與紙盒內(nèi)部空間形狀相匹配。見(jiàn)圖4。

圖4 單片式紙箱成型機(jī)構(gòu)圖

本機(jī)通過(guò)吸箱機(jī)構(gòu)吸取儲(chǔ)箱架上的單片式紙板；通過(guò)推箱機(jī)構(gòu)將紙板送到帶有成型芯模的加工工位，在成型機(jī)構(gòu)和噴膠機(jī)構(gòu)的作用下，完成紙箱的成型和前端封底動(dòng)作；通過(guò)輸送鏈完成成型紙箱的輸送。

輸送鏈道工作途徑：當(dāng)吸盤將儲(chǔ)物架上單片式紙板吸出后，輸送到成型工位，待紙箱成型后再將紙箱輸出。

紙箱成型工作途徑：在成型工位以芯模為基準(zhǔn)，配合各成型機(jī)構(gòu)完成紙箱的成型和自動(dòng)噴膠密封下底動(dòng)作。

傳動(dòng)部件工作途徑：由PLC下載設(shè)計(jì)的程序按固定的傳動(dòng)順序控制各相關(guān)機(jī)械機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)和氣缸等動(dòng)作。

OMRON（ 或 SIEMENS）PLC、 人 機(jī) 界 面，OMRON變頻器、SCHNEIDER伺服電機(jī)、進(jìn)口氣動(dòng)元件、光電檢測(cè)元件產(chǎn)品等主要控制元器件均為進(jìn)口。

四、技術(shù)創(chuàng)新

1.該設(shè)備在一個(gè)工位完成單片式紙箱的成型工藝過(guò)程，大大降低了占地空間和設(shè)備費(fèi)用，采用伺服系統(tǒng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠、便于定位與調(diào)節(jié)；

2.釘制紙箱成本1.71元，單片式紙板1.63元，材料成本下降了5%～10%；

3.釘制紙箱只能在紙箱生產(chǎn)廠用手工或半自動(dòng)化手段制作，而單片式紙箱成型機(jī)完全可以運(yùn)用在包裝生產(chǎn)線上在線使用；

4.產(chǎn)品外觀，因?yàn)獒斨萍埾涫怯檬止せ虬胱詣?dòng)化手段制作的，尺寸成型誤差一般都在10mm以上，而單片式紙箱成型機(jī)是以芯模為基準(zhǔn)制作的，尺寸成型誤差一般都不大于2mm，這樣對(duì)包裝設(shè)備的依賴性大大降低，同時(shí)紙箱外觀更加規(guī)則、美觀。

5.熱熔膠固化粘合，相比于釘子連接的釘制紙箱，更加環(huán)保。

6.每分鐘可制作25箱，相比釘制紙箱每分鐘最多制作5箱，成型效率更高。

五、應(yīng)用前景

根據(jù)《2012-2016年中國(guó)紙包裝市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)研與未來(lái)前景研究報(bào)告》，目前，我國(guó)包裝工業(yè)基本達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，并已躋身于世界包裝大國(guó)的行列，而且年生產(chǎn)總值近五年來(lái)每年平均以20%的速度遞增。中國(guó)紙包裝產(chǎn)品產(chǎn)量已居世界之首。目前瓦楞紙箱已經(jīng)成為紙制品行業(yè)的主要驅(qū)動(dòng)因素。我國(guó)紙包裝行業(yè)有著良好的發(fā)展前景。

本項(xiàng)目的成功研發(fā)及在包裝行業(yè)的使用，不僅可使目前低效率生產(chǎn)方式發(fā)生根本的轉(zhuǎn)變，也是企業(yè)正規(guī)化、機(jī)械化、規(guī)?；l(fā)展的重要組成部分，代表了未來(lái)技術(shù)手段的不斷進(jìn)步，消除了高檔產(chǎn)品生產(chǎn)的瓶頸，是包裝領(lǐng)域的又一突破。

目前包裝行業(yè)中，個(gè)性化的品種占據(jù)絕大多數(shù)，企業(yè)大都有數(shù)十、數(shù)百個(gè)不同的品種，這對(duì)于原材料、設(shè)備、管理、成本都帶來(lái)了很多問(wèn)題，數(shù)目眾多就沒(méi)有了特點(diǎn)和品牌，該產(chǎn)品的使用，從另一意義上說(shuō)，會(huì)對(duì)這些企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范起到推動(dòng)作用，從而形成特點(diǎn)明顯的企業(yè)品牌和企業(yè)形象。

該項(xiàng)目的研發(fā)成功，滿足設(shè)備完全適用包裝自動(dòng)化的要求，形成一個(gè)行業(yè)高效、環(huán)保經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)我國(guó)輕工包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展具有促進(jìn)作用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)包裝行業(yè)空白，具有重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。