瓦楞紙板切壓一體機的製作方法

2023-05-24 18:01:27 1

本發明涉及印刷包裝生產技術領域，具體涉及瓦楞紙板切壓一體機。

背景技術：

現有的瓦楞紙箱，大多都是瓦楞紙板先通過模切成瓦楞紙箱的展開形狀，然後在瓦楞紙板上的彎折位置處壓制相應壓痕，人們可通過壓痕將瓦楞紙板摺疊成瓦楞紙箱。模切和壓痕工藝分別在兩臺設備上完成，加工成本高，周期長。往往會出現模切壓痕線位置不準、壓痕線不清晰、壓痕線不規則等問題；現有機械式瓦楞紙板生產裝置大多結構非常複雜，且紙板與刀版易黏連，故障概率高，工作可靠性低，且後期維護成本過高。模切過程中存在著包裝邊緣發生彎折皺摺、切邊有毛刺等問題，模切刀具的位移精密度小，影響工藝；且壓痕工藝存在壓痕線位置不準、壓痕線不清晰、壓痕線不規則等問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供瓦楞紙板切壓一體機，解決了現有瓦楞紙板模切和壓痕設備相互獨立，加工成本高，周期長。往往會出現模切壓痕線位置不準、壓痕線不清晰、壓痕線不規則，裁切過程中存在著邊緣發生彎折皺摺、切邊有毛刺，位移不夠精密的問題。

為達到上述目的，本發明採用如下技術方案：

瓦楞紙板切壓一體機，包括機架、設於機架上且用於放置瓦楞紙板的工作檯、設於機架上的三維位移結構、用於發射雷射的雷射切割系統、用於對瓦楞紙板壓痕的壓痕輪結構和控制裝置；雷射切割系統、壓痕輪結構和圖像採集系統設於工作檯的上方且連接三維位移結構；控制裝置連接三維位移結構並通過三維位移結構驅動雷射切割系統和壓痕輪結構位移，同時控制裝置連接雷射切割系統和壓痕輪結構。

進一步，所述三維位移結構包括設於所述機架上的X軸電機、連接X軸電機的X軸絲杆、螺紋連接X軸絲杆的Y軸電機、連接Y軸電機的Y軸絲杆、螺紋連接Y軸絲杆的Z軸電機、連接Z軸電機的Z軸絲杆和螺紋連接Z軸絲杆的安裝座，所述雷射切割系統和所述壓痕輪結構設於安裝座上；X軸電機驅動X軸絲杆旋轉實現帶動Y軸電機沿著X軸絲杆位移；Y軸電機驅動Y軸絲杆旋轉實現帶動Z軸電機沿著Y軸絲杆位移；Z軸電機驅動Z軸絲杆旋轉實現帶動安裝座沿著Z軸絲杆位移，並帶動安裝座上的雷射切割系統和壓痕輪結構沿著Z軸絲杆位移。

進一步，所述X軸絲杆沿著水平面設置，所述Z軸絲杆沿著豎直面設置，X軸絲杆、所述Y軸絲杆和Z軸絲杆相互垂直。

進一步，所述壓痕輪結構包括壓輪、壓杆和壓輪電機，壓輪通過壓杆連接壓輪電機，壓輪電機設於所述安裝座上。

進一步，所述壓杆和所述壓輪電機通過齒輪組傳動連接，壓輪電機轉動時帶動壓杆轉動，同時帶動壓輪在所述瓦楞紙板上轉動，壓出彎曲的壓痕線。

進一步，所述壓輪和所述壓杆可拆卸連接。

進一步，所述壓輪包括一個主輪部和二個副輪部，二個副輪部分別設於主輪部的兩側，主輪和二個副輪部同軸配合且主輪部的直徑大於副輪部的直徑。

進一步，還包括與所述工作檯配合的圖像採集系統，圖像採集系統連接所述控制裝置。

進一步，所述控制裝置包括連接所述圖像採集系統的加工處理系統和連接加工處理系統的雷射控制系統；所述三維位移結構和雷射切割系統分別連接雷射控制系統；加工處理系統對圖像採集系統傳輸過來的圖像信息進行處理，生成雷射控制系統能夠識別和讀取的加工軌跡數據。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

1、本發明通過設有絲杆結構的三維位移結構，驅動雷射切割系統和壓痕輪結構位移，實現一臺設備模切和壓痕功能二合一，加工成本低，周期短。實現二氧化碳雷射器的靈活動作，切割精確度高，定位精密，雷射可射向工作檯上不同的位置，安裝調試方便，尤其適用於大尺寸工作檯。絲杆結構在工作中摩擦阻力小、靈敏度高、啟動時無顫動、低速時無爬行現象，因此可精密地控制微量進給，具有運動平穩、傳動效率高、精度高、同步性好的優點。採用壓輪結構，壓痕線位置準、壓痕線清晰、壓痕線規則。

2、本實施例以雷射作為能源，通過雷射產生的高溫對瓦楞紙板進行切割，壓痕線位置準確、清晰，不存在紙板與刀版黏連的問題，故障率低，工作可靠。通過圖像採集系統實現利用機器視覺替代傳統的模切刀版，通過工業相機採集瓦楞紙板的圖像，應用圖像處理獲得包裝個體的裁切輪廓或邊界，替代傳統的機械裁切方式，切割過程中無機械擠壓和衝切，不會對瓦楞紙板造成擠壓和彎折，瓦楞紙板無機械變形、邊緣無褶皺；雷射切割的功率密度高，切縫寬度小，切割邊界整齊，無毛刺。由於雷射作用時間短，工件周邊的熱影響區小。同時針對不同的材料，均可進行切割，適應性強。雷射切割瓦楞紙板時，不存在傳統裁切中的刀具磨損問題，故可以省去刀具維護和換刀的步驟。雷射切割時只需定位，不需要加緊、劃線等準備工序，因而瓦楞紙板無機械應力及表面損傷。採用雷射切割對異形瓦楞紙板進行裁切，可以方便地與自動化裝備進行結合，提高裁切系統的柔性，無需定製模具。既可以進行大規模生產切割，也可以進行單個體、小數量瓦楞紙板的去邊、整形切割；使裁切脫離模具的限制，將切割系統與計算機和CAD軟體相結合，能夠完全自主地控制切割路徑，可以裁切任意複雜形狀的包裝邊界，實現傳統方式無法切割的邊界或形狀，具有無限的仿形切割能力。尤其針對異形瓦楞紙板，由於包裝外形的不規則、多變化與複雜性，同時可能存在單件、小批量的試切，傳統的模具裁切方式難以實現裁切的精確性與複雜適應性，這使得雷射切割的優勢在瓦楞紙板的裁切中體現得更加淋漓盡致。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明瓦楞紙板切壓一體機實施例的正視示意圖；

圖2是圖1的俯視示意圖；

圖3是圖1中壓輪的正視示意圖。

圖中，1-機架；2-工作檯；3-三維位移結構；31-X軸導軌；32-Y軸導軌；33-Z軸導軌；34-安裝座；4-雷射切割系統；5-壓痕輪結構；51-壓輪；52-壓杆；53-壓輪電機；6-圖像採集系統。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。

如圖1和圖2實施例所示瓦楞紙板切壓一體機，包括機架1、設於機架1上且用於放置瓦楞紙板的工作檯2、設於機架1上的三維位移結構3、用於發射雷射的雷射切割系統4、用於對瓦楞紙板壓痕的壓痕輪結構5、與工作檯2配合的圖像採集系統6和控制裝置(未示出)。雷射切割系統4、壓痕輪結構5和圖像採集系統6設於工作檯的上方且連接三維位移結構3。圖像採集系統6連接控制裝置，控制裝置連接三維位移結構3並通過三維位移結構3驅動雷射切割系統4和壓痕輪結構5位移，同時控制裝置連接雷射切割系統4實現控制雷射切割，控制裝置連接壓痕輪結構5實現對瓦楞紙板壓痕。

三維位移結構3包括設於機架1上的X軸電機(未示出)、連接X軸電機的X軸絲杆31、螺紋連接X軸絲杆31的Y軸電機(未示出)、連接Y軸電機的Y軸絲杆、螺紋連接Y軸絲杆32的Z軸電機(未示出)、連接Z軸電機的Z軸絲杆33和螺紋連接Z軸絲杆33的安裝座34，雷射切割系統和壓痕輪結構5設於安裝座34上。X軸電機驅動X軸絲杆31旋轉實現帶動Y軸電機沿著X軸絲杆31位移。Y軸電機驅動Y軸絲杆32旋轉實現帶動Z軸電機沿著Y軸絲杆位移。Z軸電機驅動Z軸絲杆33旋轉實現帶動安裝座34沿著Z軸絲杆33位移，並帶動安裝座34上的雷射切割系統和壓痕輪結構5沿著Z軸絲杆位移。X軸絲杆31沿著水平面設置且沿著瓦楞紙板的前進方向延伸，Z軸絲杆33沿著豎直面設置，X軸絲杆31、Y軸絲杆32和Z軸絲杆33相互垂直。X軸絲杆31、Y軸絲杆和Z軸絲杆採用絲杆結構，工作中摩擦阻力小、靈敏度高、啟動時無顫動、低速時無爬行現象，因此可精密地控制微量進給，具有運動平穩、傳動效率高、精度高、同步性好；實現雷射切割系統4的靈活動作。切割精確度高，定位精密，雷射可射向工作檯2上不同的位置，安裝調試方便；使得雷射切割系統4發射的雷射路徑更加精細。本實施例中的雷射切割系統為用於發射雷射的二氧化碳雷射器。

壓痕輪結構5包括壓輪51、壓杆52和壓輪電機53，壓輪51通過壓杆52連接壓輪電機53，壓輪電機53設於安裝座34上。壓杆52和壓輪電機53通過齒輪組傳動連接，壓輪電機53轉動時帶動壓杆52轉動，同時帶動壓輪在瓦楞紙板上轉動，壓出彎曲的壓痕線。作為對本實施例的進一步改進，壓輪51和壓杆52可拆卸連接，便於更換壓輪51。如圖3，壓輪51包括一個主輪部411和二個副輪部412，二個副輪部412分別設於主輪部的兩側，主輪11和二個副輪部412同軸配合且主輪部411的直徑大於副輪部412的直徑。主輪部411對瓦楞紙板的壓力較大，兩側的副輪部412對瓦楞紙板的壓力較小，使得主輪部411在瓦楞紙板上的主壓痕與兩側副輪部412在瓦楞紙板上的副壓痕的橫截面呈凹字形設置，避免了瓦楞紙板的平面扭楞。另外，副輪部412還可起到緩衝作用，對主輪部411相近的瓦楞紙板進行輔助施壓，同時釋放了主輪部411的部分衝擊力，對瓦楞紙板進行保護，在瓦楞紙箱成型時會儘量沿著主輪部411壓制的壓痕對摺，可有效地防止變形和超邊及剪刀口等現象，進而使瓦楞紙箱的生產效率和成品率大幅提高。瓦楞紙箱成型的稜角不易崩潰，位置精準，彎折工作順暢。瓦楞紙箱成型後，整體成型外觀美觀，抗壓能力更強，在運輸裝櫃中也可以提高效率。

圖像採集系統6為工業相機，用於採集需要加工的瓦楞紙板的圖像信息。控制裝置包括連接圖像採集系統6的加工處理系統和連接加工處理系統的雷射控制系統。三維位移結構3和雷射切割系統4分別連接雷射控制系統。加工處理系統對圖像採集系統6傳輸過來的圖像信息進行處理，通過圖像處理、邊界提取、軌跡生成等算法的處理，生成雷射控制系統能夠識別和讀取的加工軌跡數據。雷射控制系統為控制裝置的控制核心，實現對加工軌跡數據的後處理、加工參數的配置與優化和系統的實際控制等功能。二氧化碳雷射器41通過雷射切割實現對瓦楞紙板的裁切。

本實施例的其它結構參見現有技術。

本發明並不局限於上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變型不脫離本發明的精神和範圍，倘若這些改動和變型屬於本發明的權利要求和等同技術範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型。