一种用于纸杯自动生产的杯筒送纸装置和方法与流程

本发明涉及纸杯生产领域，尤其涉及一种用于纸杯自动生产的杯筒送纸装置及方法。

背景技术：

纸杯机是用于生产用化学木浆制成的原纸进行机械加工、粘合所做得纸容器的一种设备。采用纸杯机生产出来的纸杯外观呈口杯形，可供冷冻食品和热饮。同时，采用纸杯机生产出来的纸杯具有安全卫生、轻巧方便等特点，且其价格低廉能适应大部分消费者需求，使用后有利于环境保护，是公共场所、饭店、餐厅的理想饮具。而纸杯机在生产纸杯时如果出现粘接不牢或者杯筒杯底组装不到位等质量问题时，则会造成生产的纸杯杯底脱落甚至造成人员烫伤。因此对纸杯加工来说，纸杯机的设备性能就显得尤为重要。

中国国家知识产权局公开了公开号为cn101391493b，专利名称为一种纸杯机，包括机架、杯体送纸机构、杯筒成型机构、送杯筒机构、分度转盘、杯底送纸机构、传动机构，以及送底工位、接杯工位、加热工位、折底工位、滚底工位、卷口工位、出杯工位，各工位处设有对应的工作机构；该纸杯机只设有一个分度转盘，所述的送底工位、接杯工位、加热工位、折底工位、滚底工位、卷口工位及出杯工位共设于所述分度转盘上。该纸杯机结构简单、速度较快、运行平稳，兼具低、高速纸杯机优点。同时降低模具制作成本，缩短模具制作周期，且降低了设备故障率、降低了维护难度和成本，使设备更易于操作。

现有技术存在以下不足：1、对杯筒纸上料时，先用吸纸气缸驱动吸纸机构将杯筒纸供纸机构中的杯筒纸吸取至送纸机架上，而后杯筒纸推动气缸驱动推纸机构将杯筒纸推出完成杯筒纸上料过程；而杯筒纸的吸纸过程和推纸过程分别需要吸纸气缸和杯筒纸推动气缸两个驱动机构动作，增加了驱动机构的数量；同时，杯筒纸推动气缸推动杯筒纸上料时一次推出一张杯筒纸后就缩回再推下一张；当推动初始位置到杯筒纸上料位置之间的距离较长时，推动一张杯筒纸上料的时间会增加较多，从而不利于杯筒纸的快速上料。2、将杯筒纸成型为纸杯杯筒时，采用两个上推气缸分别推动两片成型治具合拢将杯筒纸成型为纸杯杯筒完成杯筒纸成型过程；而气缸推动精确度较差，当上推气缸使用一段时间后气缸推动轴与气缸本体之间容易产生缝隙，引起气缸推动轴伸出后偏移之前的位置；从而造成成型治具相对于之前的成型位置发生偏移，不利于杯筒纸的精确成型。

技术实现要素：

本发明的目的是：针对上述问题，提出通过设置杯筒纸驱动机构减少驱动机构的数量，保证杯筒纸快速上料；通过设置杯筒定型机构避免成型治具发生偏移，保证杯筒纸精确成型的一种用于纸杯自动生产的杯筒送纸装置及方法。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种用于纸杯自动生产的杯筒送纸装置，该装置包括杯筒纸供纸机构、杯筒纸驱动机构、送纸机架和杯筒定型机构；杯筒纸供纸机构、杯筒纸驱动机构、送纸机架和杯筒定型机构都固定在工作台上；杯筒纸供纸机构输出端与杯筒纸驱动机构相连接，并且杯筒纸驱动机构与送纸机架相衔接；杯筒定型机构位于送纸机架出料口，并且杯筒定型机构输出端与治具输送装置相衔接；杯筒纸供纸机构用于杯筒纸的供料；杯筒纸驱动机构用于将杯筒纸供纸机构中的杯筒纸搬移输送至送纸机架上；杯筒定型机构用于将杯筒纸加工成纸杯杯筒的形状；杯筒纸驱动机构包括杯筒移动链轮、杯筒移动头、杯筒吸取链轮和杯筒吸取头；杯筒移动链轮一端与驱动链轮相连接，杯筒移动链轮另一端与杯筒吸取链轮相连接，并且杯筒移动链轮输出端与杯筒移动头相连接；杯筒吸取链轮输出端与杯筒吸取头相连接；杯筒移动头包括移动传动元件和多个拨动头；多个拨动头分别与多个杯筒纸相接触；拨动头包括拨动底座、拨动转块和拨动弹簧；拨动底座固定在移动传动元件输出端，拨动转块与拨动底座相铰接，并且拨动转块输出端与杯筒纸后端面相接触；拨动底座和拨动转块分别与拨动弹簧两端相接触，并且在拨动弹簧伸长和压缩时，拨动转块输出端高于或者低于杯筒纸后端面。

作为优选，移动传动元件包括第一移动连杆、第二移动连杆、第三移动连杆和移动导轨滑块；第一移动连杆两端分别与杯筒移动链轮和第二移动连杆中段相铰接；第二移动连杆两端分别与工作台和第三移动连杆末端相铰接；第三移动连杆首端与移动导轨滑块中的滑块相铰接，并且移动导轨滑块中的滑块与拨动头相连接。杯筒吸取头包括吸取连杆、吸取导柱和吸取块；吸取连杆两端分别与杯筒吸取链轮和吸取导柱活动端相铰接，并且吸取导柱活动端与吸取块下端相连接；吸取块上端与杯筒纸供纸机构输出端相接触。

作为优选，杯筒纸驱动机构还包括压纸板；压纸板固定在送纸机架上，并且压纸板下端与杯筒纸相衔接；压纸板与送纸机架连接端为圆弧过渡形状，压纸板压纸端为平面形状；压纸板下表面到送纸机架上表面之间的距离与杯筒纸厚度相同。

作为优选，杯筒定型机构包括成型驱动组件和定型治具；成型驱动组件和定型治具都固定在工作台上，成型驱动组件输出端与定型治具输入端相连接；定型治具位于送纸机架出料口，并且定型治具输出端与杯筒纸相配合；成型驱动组件用于带动定型治具运动；定型治具用于将杯筒纸翻卷成纸杯杯筒形状；成型驱动组件包括成型驱动轴、成型凸轮、成型轴承、成型连杆和成型导柱；成型驱动轴和成型连杆都固定在工作台上，成型驱动轴转动端与成型凸轮相连接；成型轴承固定在成型连杆末端，并且成型轴承嵌合于成型凸轮内部凹槽；成型连杆与成型导柱活动端相连接，并且成型连杆首端与定型治具输入端相连接；在成型凸轮的带动下，成型连杆首端驱动定型治具打开松开纸杯杯筒或者关闭将杯筒纸翻卷成纸杯杯筒形状。成型连杆包括第一成型连杆和第二成型连杆；第一成型连杆末端与成型轴承相连接，第一成型连杆首端与第二成型连杆末端相铰接，并且第二成型连杆首端与定型治具相铰接；成型驱动组件还包括成型轴承座；成型轴承座固定在工作台上，并且成型轴承座与第一成型连杆中端相配合；成型驱动轴通过链传动方式驱动。

作为优选，成型驱动组件还包括杯筒支撑元件；杯筒支撑元件输出端与杯筒底部相接触。杯筒支撑元件包括支撑凸轮、支撑顶杆和支撑板；支撑凸轮固定在成型驱动轴上；支撑顶杆下端通过滚轮与支撑凸轮外表面相接触，支撑顶杆中端与成型轴承座相配合，并且支撑顶杆上端与支撑板相连接；支撑板上表面与杯筒底部相接触。支撑板长度小于纸杯杯筒高度；定型治具包括定型底座和定型块；定型底座固定在工作台上，定型块形状与纸杯杯筒形状相对应；多个定型块内侧分别与定型底座相铰接，并且多个定型块分别与多个成型连杆相连接。

另外，本发明还公开了一种纸杯杯筒送纸方法，该方法采用所述一种用于纸杯自动生产的杯筒送纸装置，该方法包括以下的步骤：

（一）杯筒纸驱动：1）将杯筒纸上料至杯筒纸供纸机构中；2）驱动链轮转动依次带动与之啮合的杯筒移动链轮和杯筒吸取链轮转动；3）杯筒吸取链轮转动依次带动吸取连杆和吸取块运动将杯筒纸供纸机构中的杯筒纸吸取至送纸机架表面；4）杯筒移动链轮转动带动移动传动元件和拨动头向后运动到杯筒纸的后侧，运动时拨动转块受到杯筒纸的压力进而压缩拨动弹簧，拨动转块输出端低于杯筒纸后端面；5）拨动头位于杯筒纸的后侧，拨动转块受到拨动弹簧向上的弹力弹出，拨动转块输出端高于杯筒纸后端面；杯筒移动链轮转动带动拨动头向前运动，拨动转块推动杯筒纸向前运动至前一个工位完成杯筒纸驱动过程；

（二）杯筒成型：1）杯筒纸驱动机构将杯筒纸输送至与杯筒定型机构相衔接工位；2）成型驱动轴转动带动与之相连的成型凸轮转动，成型凸轮转动带动与之相接触的成型连杆向上运动；3）成型连杆带动与之相连的定型治具合拢将杯筒纸翻卷成纸杯杯筒形状完成杯筒成型过程。

本发明采用上述技术方案的一种用于纸杯自动生产的杯筒送纸装置及方法的优点是：

1、通过设置杯筒移动链轮、杯筒移动头、杯筒吸取链轮和杯筒吸取头；杯筒纸上料至杯筒纸供纸机构后，驱动链轮转动依次带动与之啮合的杯筒移动链轮和杯筒吸取链轮转动；杯筒吸取链轮转动依次带动吸取连杆和吸取块运动将杯筒纸供纸机构中的杯筒纸吸取至送纸机架表面；杯筒移动链轮转动带动移动传动元件和拨动头向后运动到杯筒纸的后侧，运动时拨动转块受到杯筒纸的压力进而压缩拨动弹簧，拨动转块输出端低于杯筒纸后端面；拨动头位于杯筒纸的后侧，拨动转块受到拨动弹簧向上的弹力弹出，拨动转块输出端高于杯筒纸后端面；杯筒移动链轮转动带动拨动头向前运动，拨动转块推动杯筒纸向前运动至前一个工位完成杯筒纸驱动过程。而杯筒移动链轮和杯筒吸取链轮都与相同驱动链轮相啮合，即一个驱动链轮即可同时驱动杯筒纸吸纸和杯筒纸推纸两个动作，与吸纸气缸和杯筒纸推动气缸两个驱动机构分别驱动杯筒纸吸纸和杯筒纸推纸相比减少了驱动机构的数量；同时，与移动传动元件相连接的拨动头有多个，多个拨动头将杯筒纸吸取位置和杯筒纸上料位置之间分成多段相同的距离，并且多个拨动头分别与不同的杯筒纸相接触；而每次移动传动元件只需要带动杯筒纸移动相邻拨动头间隔的距离即可将最前端杯筒纸输送至杯筒纸上料位置；与杯筒纸推动气缸推动杯筒纸上料一次推动距离为杯筒纸吸取位置和杯筒纸上料位置之间较长的距离相比减少了杯筒纸上料时所需要的推送距离，保证了杯筒纸的快速上料。

2、通过设置成型驱动组件；杯筒纸输送至与杯筒定型机构相衔接工位后，成型驱动轴转动带动与之相连的成型凸轮转动，成型凸轮转动带动与之相接触的成型连杆向上运动；成型连杆带动与之相连的定型治具合拢将杯筒纸翻卷成纸杯杯筒形状完成杯筒成型过程。而定型治具的驱动方式为凸轮驱动，凸轮的制造精度相对于气缸制造精度较高，成型连杆下端沿着凸轮表面运动能够带动定型治具精确转动；从而避免了气缸推动时由于气缸推动轴与气缸本体之间产生缝隙造成定型治具发生偏移的情况，保证了杯筒纸的精确成型。

附图说明

图1为本发明用于纸杯自动生产的杯筒送纸装置的结构示意图。

图2为纸杯杯筒纸的产品结构示意图。

图3为纸杯的产品结构示意图。

图4为杯筒纸驱动机构的结构示意图。

图5为拨动头的局部放大结构结构示意图。

图6为杯筒定型机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

实施例1

如图1所示的一种用于纸杯自动生产的杯筒送纸装置3，该装置包括杯筒纸供纸机构、杯筒纸驱动机构31、送纸机架32和杯筒定型机构33；杯筒纸供纸机构、杯筒纸驱动机构31、送纸机架32和杯筒定型机构33都固定在工作台上；杯筒纸供纸机构输出端与杯筒纸驱动机构31相连接，并且杯筒纸驱动机构31与送纸机架32相衔接；杯筒定型机构33位于送纸机架32出料口，并且杯筒定型机构33输出端与治具输送装置2相衔接；杯筒纸供纸机构用于杯筒纸的供料；杯筒纸驱动机构31用于将杯筒纸供纸机构中的杯筒纸搬移输送至送纸机架32上；杯筒定型机构33用于将杯筒纸加工成纸杯杯筒的形状。

纸杯的产品流动方向为：杯筒纸供纸机构到杯筒纸驱动机构31到送纸机架32到杯筒定型机构33。

如图2、图3所示为纸杯的产品结构示意图。纸杯由杯筒和杯底组成：杯底经过杯底纸冲切成型；杯筒由杯筒纸经过卷曲粘接成型；而后杯底加工装置对杯底和杯筒之间进行折底、卷底和滚花，将杯筒杯底相互连接；最后卷边装置对纸杯杯口进行卷边完成加工。

如图4、图5所示，杯筒纸驱动机构31包括杯筒移动链轮34、杯筒移动头35、杯筒吸取链轮36和杯筒吸取头37；杯筒移动链轮34一端与驱动链轮相连接，杯筒移动链轮34另一端与杯筒吸取链轮36相连接，并且杯筒移动链轮34输出端与杯筒移动头35相连接；杯筒吸取链轮36输出端与杯筒吸取头37相连接；杯筒移动头35包括移动传动元件351和多个拨动头352；多个拨动头352分别与多个杯筒纸相接触；拨动头352包括拨动底座353、拨动转块354和拨动弹簧；拨动底座353固定在移动传动元件351输出端，拨动转块354与拨动底座353相铰接，并且拨动转块354输出端与杯筒纸后端面相接触；拨动底座353和拨动转块354分别与拨动弹簧两端相接触，并且在拨动弹簧伸长和压缩时，拨动转块354输出端高于或者低于杯筒纸后端面。移动传动元件351包括第一移动连杆3511、第二移动连杆3512、第三移动连杆3513和移动导轨滑块3514；第一移动连杆3511两端分别与杯筒移动链轮34和第二移动连杆3512中段相铰接；第二移动连杆3512两端分别与工作台和第三移动连杆3513末端相铰接；第三移动连杆3513首端与移动导轨滑块3514中的滑块相铰接，并且移动导轨滑块3514中的滑块与拨动头352相连接；杯筒吸取头37包括吸取连杆371、吸取导柱372和吸取块373；吸取连杆371两端分别与杯筒吸取链轮36和吸取导柱372活动端相铰接，并且吸取导柱372活动端与吸取块373下端相连接；吸取块373上端与杯筒纸供纸机构输出端相接触。

如图1所示，杯筒纸驱动机构31还包括压纸板38；压纸板38固定在送纸机架32上，并且压纸板38下端与杯筒纸相衔接；压纸板38与送纸机架32连接端为圆弧过渡形状，压纸板38压纸端为平面形状；压纸板38下表面到送纸机架32上表面之间的距离与杯筒纸厚度相同。

杯筒纸驱动机构31在工作过程中：1）将杯筒纸上料至杯筒纸供纸机构中；2）驱动链轮转动依次带动与之啮合的杯筒移动链轮34和杯筒吸取链轮36转动；3）杯筒吸取链轮36转动依次带动吸取连杆371和吸取块373运动将杯筒纸供纸机构中的杯筒纸吸取至送纸机架32表面；4）杯筒移动链轮34转动带动移动传动元件351和拨动头352向后运动到杯筒纸的后侧，运动时拨动转块354受到杯筒纸的压力进而压缩拨动弹簧，拨动转块354输出端低于杯筒纸后端面；5）拨动头352位于杯筒纸的后侧，拨动转块354受到拨动弹簧向上的弹力弹出，拨动转块354输出端高于杯筒纸后端面；杯筒移动链轮34转动带动拨动头352向前运动，拨动转块354推动杯筒纸向前运动至前一个工位完成杯筒纸驱动过程。

杯筒纸驱动机构31解决了对杯筒纸上料时，先用吸纸气缸驱动吸纸机构将杯筒纸供纸机构中的杯筒纸吸取至送纸机架上，而后杯筒纸推动气缸驱动推纸机构将杯筒纸推出完成杯筒纸上料过程；而杯筒纸的吸纸过程和推纸过程分别需要吸纸气缸和杯筒纸推动气缸两个驱动机构动作，增加了驱动机构的数量；同时，杯筒纸推动气缸推动杯筒纸上料时一次推出一张杯筒纸后就缩回再推下一张；当推动初始位置到杯筒纸上料位置之间的距离较长时，推动一张杯筒纸上料的时间会增加较多，从而不利于杯筒纸的快速上料的问题。通过设置杯筒移动链轮34、杯筒移动头35、杯筒吸取链轮36和杯筒吸取头37；杯筒纸上料至杯筒纸供纸机构后，驱动链轮转动依次带动与之啮合的杯筒移动链轮34和杯筒吸取链轮36转动；杯筒吸取链轮36转动依次带动吸取连杆371和吸取块373运动将杯筒纸供纸机构中的杯筒纸吸取至送纸机架32表面；杯筒移动链轮34转动带动移动传动元件351和拨动头352向后运动到杯筒纸的后侧，运动时拨动转块354受到杯筒纸的压力进而压缩拨动弹簧，拨动转块354输出端低于杯筒纸后端面；拨动头352位于杯筒纸的后侧，拨动转块354受到拨动弹簧向上的弹力弹出，拨动转块354输出端高于杯筒纸后端面；杯筒移动链轮34转动带动拨动头352向前运动，拨动转块354推动杯筒纸向前运动至前一个工位完成杯筒纸驱动过程。而杯筒移动链轮34和杯筒吸取链轮36都与相同驱动链轮相啮合，即一个驱动链轮即可同时驱动杯筒纸吸纸和杯筒纸推纸两个动作，与吸纸气缸和杯筒纸推动气缸两个驱动机构分别驱动杯筒纸吸纸和杯筒纸推纸相比减少了驱动机构的数量；同时，与移动传动元件351相连接的拨动头352有多个，多个拨动头352将杯筒纸吸取位置和杯筒纸上料位置之间分成多段相同的距离，并且多个拨动头352分别与不同的杯筒纸相接触；而每次移动传动元件351只需要带动杯筒纸移动相邻拨动头352间隔的距离即可将最前端杯筒纸输送至杯筒纸上料位置；与杯筒纸推动气缸推动杯筒纸上料一次推动距离为杯筒纸吸取位置和杯筒纸上料位置之间较长的距离相比减少了杯筒纸上料时所需要的推送距离，保证了杯筒纸的快速上料。

如图6所示，杯筒定型机构33包括成型驱动组件331和定型治具332；成型驱动组件331和定型治具332都固定在工作台上，成型驱动组件331输出端与定型治具332输入端相连接；定型治具332位于送纸机架32出料口，并且定型治具332输出端与杯筒纸相配合；成型驱动组件331用于带动定型治具332运动；定型治具332用于将杯筒纸翻卷成纸杯杯筒形状；成型驱动组件331包括成型驱动轴333、成型凸轮334、成型轴承、成型连杆336和成型导柱337；成型驱动轴333和成型连杆336都固定在工作台上，成型驱动轴333转动端与成型凸轮334相连接；成型轴承固定在成型连杆336末端，并且成型轴承嵌合于成型凸轮334内部凹槽；成型连杆336与成型导柱337活动端相连接，并且成型连杆336首端与定型治具332输入端相连接；在成型凸轮334的带动下，成型连杆336首端驱动定型治具332打开松开纸杯杯筒或者关闭将杯筒纸翻卷成纸杯杯筒形状。成型连杆336包括第一成型连杆3361和第二成型连杆3362；第一成型连杆3361末端与成型轴承相连接，第一成型连杆3361首端与第二成型连杆3362末端相铰接，并且第二成型连杆3362首端与定型治具332相铰接；成型驱动组件331还包括成型轴承座3311；成型轴承座3311固定在工作台上，并且成型轴承座3311与第一成型连杆3361中端相配合；成型驱动轴333通过链传动方式驱动；成型驱动组件331还包括杯筒支撑元件3312；杯筒支撑元件3312输出端与杯筒底部相接触；杯筒支撑元件3312包括支撑凸轮3313、支撑顶杆3314和支撑板3315；支撑凸轮3313固定在成型驱动轴333上；支撑顶杆3314下端通过滚轮与支撑凸轮3313外表面相接触，支撑顶杆3314中端与成型轴承座3311相配合，并且支撑顶杆3314上端与支撑板3315相连接；支撑板3315上表面与杯筒底部相接触；支撑板3315长度小于纸杯杯筒高度；定型治具332包括定型底座3321和定型块3322；定型底座3321固定在工作台上，定型块3322形状与纸杯杯筒形状相对应；多个定型块3322内侧分别与定型底座3321相铰接，并且多个定型块3322分别与多个成型连杆336相连接。

杯筒定型机构33在工作过程中：1）杯筒纸驱动机构31将杯筒纸输送至与杯筒定型机构33相衔接工位；2）成型驱动轴333转动带动与之相连的成型凸轮334转动，成型凸轮334转动带动与之相接触的成型连杆336向上运动；3）成型连杆336带动与之相连的定型治具332合拢将杯筒纸翻卷成纸杯杯筒形状完成杯筒成型过程。

杯筒定型机构33解决了将杯筒纸成型为纸杯杯筒时，采用两个上推气缸分别推动两片成型治具合拢将杯筒纸成型为纸杯杯筒完成杯筒纸成型过程；而气缸推动精确度较差，当上推气缸使用一段时间后气缸推动轴与气缸本体之间容易产生缝隙，引起气缸推动轴伸出后偏移之前的位置；从而造成成型治具相对于之前的成型位置发生偏移，不利于杯筒纸的精确成型的问题。通过设置成型驱动组件331；杯筒纸输送至与杯筒定型机构33相衔接工位后，成型驱动轴333转动带动与之相连的成型凸轮334转动，成型凸轮334转动带动与之相接触的成型连杆336向上运动；成型连杆336带动与之相连的定型治具332合拢将杯筒纸翻卷成纸杯杯筒形状完成杯筒成型过程。而定型治具332的驱动方式为凸轮驱动，凸轮的制造精度相对于气缸制造精度较高，成型连杆336下端沿着凸轮表面运动能够带动定型治具332精确转动；从而避免了气缸推动时由于气缸推动轴与气缸本体之间产生缝隙造成定型治具332发生偏移的情况，保证了杯筒纸的精确成型。

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