一种用于纸杯生产的冲杯底装置及方法与流程

本发明涉及纸杯生产领域，尤其涉及一种用于纸杯生产的冲杯底装置及方法。

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、对杯底进行冲切推送时，先采用冲切气缸带动冲切头将杯底冲切，而后推送气缸带动推送头将冲切后的杯底推送至治具输送装置中；而冲切和推送时分别采用两个不同的气缸驱动增加了驱动装置的数量，进而需要分别对冲切气缸和推送气缸两个气缸分别进行控制，从而增加了控制驱动装置的复杂度。2、将纸杯输送至卷边装置时，治具输送装置中的纸杯推杆从纸杯内侧将嵌合在纸杯定位治具外侧的纸杯推送至卷边装置中的纸杯接收治具内孔中完成纸杯输送过程；而纸杯为中空结构容易产生变形，当纸杯推杆将从纸杯内侧将静止的纸杯推出时，运动的纸杯推杆的推力会使纸杯发生膨胀变形并且纸杯推杆与静止的纸杯之间产生相对运动向纸杯底部进一步位移；而锥形纸杯的底部直径小于纸杯推杆推动部位的直径，即位移后的纸杯推杆将推动处纸杯撑开膨胀从而受到推动处纸杯的压紧力；当纸杯推杆将纸杯推送至卷边装置后缩回初始位置时，撑开膨胀后的纸杯由于受到纸杯推杆拉力会随着纸杯推杆缩回向后运动，从而造成纸杯输送位置不精确。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的一个目的是：提出通过设置冲切推送机构减少驱动装置数量，降低控制驱动装置的复杂度的一种用于纸杯生产的冲杯底装置及方法。本发明的另一个目的是：提出通过设置冲杯底装置减少驱动装置数量，降低控制驱动装置的复杂度；通过设置治具输送装置避免纸杯随着纸杯推杆缩回向后运动，提高纸杯输送位置的精确性的一种纸杯机。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种用于纸杯生产的冲杯底装置，包括杯底纸供料机构和冲切推送机构；杯底纸供料机构和冲切推送机构都固定在工作台上；杯底纸供料机构输入端与杯底纸进料口相衔接，杯底纸供料机构输出端与冲切推送机构进料端相连接；冲切推送机构出料端与治具输送装置杯底进料工位相连接；杯底纸供料机构用于杯底纸的供料；冲切推送机构用于将冲切后的杯底纸推送至治具输送装置中；冲切推送机构包括冲切头驱动组件、推送头驱动组件、冲切头和推送头；冲切头驱动组件包括冲切链轮、冲切凸轮和冲切连杆；推送头驱动组件包括推送链轮和推送连杆；冲切链轮和推送链轮都通过链传动与相同驱动链轮相连接；冲切链轮与冲切凸轮输入端相连接，冲切凸轮输出端与冲切连杆输入端相连接，并且冲切连杆输出端与冲切头相连接；推送链轮与推送连杆输入端相连接，推送连杆输出端与推送头相连接；冲切头用于将杯底纸冲切成纸杯杯底形状；推送头用于将冲切后的杯底纸推送至治具输送装置中。

作为优选，冲切连杆包括冲切底座、第一冲切杆和第二冲切杆；冲切底座固定在工作台上，第一冲切杆两端分别与冲切底座和第二冲切杆尾端相铰接，并且第一冲切杆中端通过滚轮与冲切凸轮相配合；第二冲切杆首端与冲切头末端相铰接。

作为优选，推送连杆包括推送底座、第一推送连杆、第二推送连杆和第三推送连杆；推送底座固定在工作台上，第一推送连杆两端分别与推送底座和第三推送连杆尾端相铰接；第二推送连杆两端分别与推送链轮和第一推送连杆中端相铰接；第三推送连杆首端与推送头末端相铰接。

作为优选，冲切头包括冲切尾座、冲切导板和冲切块；冲切尾座末端与冲切连杆相连接，冲切尾座首端与冲切导板相连接，并且冲切导板通过导柱与压紧机架活动配合；冲切块固定在冲切导板上，并且冲切块输出端与杯底纸相接触。冲切块为圆柱形状，并且圆柱大小与纸杯杯底大小相同。冲切头还包括弹簧压板；弹簧压板嵌合于冲切导板固定的螺钉上，并且弹簧压板和冲切导板分别与弹簧两端相接触。推送头包括推送尾座和推送块；推送尾座末端与推送连杆相连接，推送块一端与推送尾座相连接，推送块另一端与冲切后的杯底纸相接触。推送尾座嵌合于冲切尾座内部，并且推送尾座与冲切尾座之间通过直线轴承滑动连接。

另外，本发明还公开了一种纸杯冲杯底方法，该方法采用所述一种用于纸杯生产的冲杯底装置，该方法包括以下的步骤：

1）杯底纸供料机构将杯底纸输送至冲切推送机构进料口；

2）驱动链轮转动带动与之相啮合的冲切链轮和推送链轮转动；

3）冲切链轮转动依次带动冲切凸轮和冲切连杆运动，冲切连杆运动带动冲切头移动将杯底纸冲切成型为杯底；

4）推送链轮转动带动推送连杆运动，推送连杆运动带动推送头移动将杯底推送至治具输送装置完成纸杯冲杯底过程。

另外，本发明还公开了一种纸杯机，包括工作台和固定在工作台上的冲杯底装置、治具输送装置、杯筒送纸装置、杯底加工装置和卷边装置；冲杯底装置采用所述一种用于纸杯生产的冲杯底装置。

本发明采用上述技术方案的一种用于纸杯生产的冲杯底装置及方法的优点是：

通过设置冲切推送机构；杯底纸输送至冲切推送机构进料口后，驱动链轮转动带动与之相啮合的冲切链轮和推送链轮转动；冲切链轮转动依次带动冲切凸轮和冲切连杆运动，冲切连杆运动带动冲切头移动将杯底纸冲切成型为杯底；推送链轮转动带动推送连杆运动，推送连杆运动带动推送头移动将杯底推送至治具输送装置完成纸杯冲杯底过程。而冲切链轮和推送链轮分别与同一个驱动链轮相啮合，即只需要控制一个驱动链轮的转动就可以同时控制对杯底纸冲切和推送两个动作；避免了两个不同的气缸驱动时需要分别控制两个气缸的情况，降低了控制驱动装置的复杂度。

本发明公开的一种纸杯机的优点是：

1、通过设置冲切推送机构；杯底纸输送至冲切推送机构进料口后，驱动链轮转动带动与之相啮合的冲切链轮和推送链轮转动；冲切链轮转动依次带动冲切凸轮和冲切连杆运动，冲切连杆运动带动冲切头移动将杯底纸冲切成型为杯底；推送链轮转动带动推送连杆运动，推送连杆运动带动推送头移动将杯底推送至治具输送装置完成纸杯冲杯底过程。而冲切链轮和推送链轮分别与同一个驱动链轮相啮合，即只需要控制一个驱动链轮的转动就可以同时控制对杯底纸冲切和推送两个动作；避免了两个不同的气缸驱动时需要分别控制两个气缸的情况，降低了控制驱动装置的复杂度。

2、通过设置纸杯推出机构；纸杯定位治具运动至与卷边装置相衔接工位后，纸杯推杆在纸杯推出凸轮的作用下伸出，并且纸杯推杆输出端沿着纸杯内部将纸杯从纸杯定位治具上推出至卷边装置纸杯接收治具内孔中；纸杯到达纸杯接收治具相应位置后气罐的出气口开启将气体输送至纸杯推杆的进气口中，气体沿着纸杯推杆内部输送至纸杯推杆输出端将纸杯推出与纸杯推杆分离完成纸杯治具输送过程。而纸杯推杆推送纸杯运动到相应位置后，气罐中的气体能够沿着纸杯推杆内部输送至纸杯底部；气罐中的气体对纸杯底部提供一个向外的推力将被撑开的纸杯推出，使得纸杯底部与纸杯接收治具底部相接触并且与纸杯推杆分离；从而避免了纸杯推杆缩回后纸杯跟随纸杯推杆向后运动，保证了纸杯输送位置的精确度。

附图说明

图1为本专利纸杯机的结构示意图。

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为冲杯底装置的结构示意图。

图5为冲切连杆的结构示意图。

图6为治具输送装置的结构示意图。

图7为纸杯推出机构的结构示意图。

图8为治具转盘的结构示意图。

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所示的一种纸杯机，包括工作台和固定在工作台上的冲杯底装置1、治具输送装置2、杯筒送纸装置、杯底加工装置和卷边装置；治具输送装置2相应工位分别与冲杯底装置1出料端、杯筒送纸装置出料端、杯底加工装置出料端和卷边装置进料端相衔接；冲杯底装置1用于冲切纸杯杯底；治具输送装置2用于纸杯加工过程的输送；杯筒送纸装置用于杯筒的送纸及加工；杯底加工装置用于纸杯杯底的折底、卷底和滚花；卷边装置用于纸杯杯口的卷边。

纸杯的产品流动方向为：冲杯底装置1到治具输送装置2到杯筒送纸装置到杯底加工装置到卷边装置。

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所示，冲杯底装置1包括杯底纸供料机构11和冲切推送机构12；杯底纸供料机构11和冲切推送机构12都固定在工作台上；杯底纸供料机构11输入端与杯底纸进料口相衔接，杯底纸供料机构11输出端与冲切推送机构12进料端相连接；冲切推送机构12出料端与治具输送装置2杯底进料工位相连接；杯底纸供料机构11用于杯底纸个供料；冲切推送机构12用于将冲切后的杯底纸推送至治具输送装置2中；冲切推送机构12包括冲切头驱动组件13、推送头驱动组件14、冲切头15和推送头16；冲切头驱动组件13包括冲切链轮131、冲切凸轮132和冲切连杆133；推送头驱动组件14包括推送链轮141和推送连杆142；冲切链轮131和推送链轮141都通过链传动与相同驱动链轮相连接；冲切链轮131与冲切凸轮132输入端相连接，冲切凸轮132输出端与冲切连杆133输入端相连接，并且冲切连杆133输出端与冲切头15相连接；推送链轮141与推送连杆142输入端相连接，推送连杆142输出端与推送头16相连接；冲切头15用于将杯底纸冲切成纸杯杯底形状；推送头16用于将冲切后的杯底纸推送至治具输送装置2中。

如图5所示，冲切连杆133包括冲切底座1331、第一冲切杆1332和第二冲切杆1333；冲切底座1331固定在工作台上，第一冲切杆1332两端分别与冲切底座1331和第二冲切杆1333尾端相铰接，并且第一冲切杆1332中端通过滚轮与冲切凸轮132相配合；第二冲切杆1333首端与冲切头15末端相铰接；推送连杆142包括推送底座1421、第一推送连杆1422、第二推送连杆1423和第三推送连杆1424；推送底座1421固定在工作台上，第一推送连杆1422两端分别与推送底座1421和第三推送连杆1424尾端相铰接；第二推送连杆1423两端分别与推送链轮141和第一推送连杆1422中端相铰接；第三推送连杆1424首端与推送头16末端相铰接；冲切头15包括冲切尾座151、冲切导板152和冲切块153；冲切尾座151末端与冲切连杆133相连接，冲切尾座151首端与冲切导板152相连接，并且冲切导板152通过导柱与压紧机架活动配合；冲切块153固定在冲切导板152上，并且冲切块153输出端与杯底纸相接触；冲切块153为圆柱形状，并且圆柱大小与纸杯杯底大小相同；冲切头15还包括弹簧压板154；弹簧压板154嵌合于冲切导板152固定的螺钉上，并且弹簧压板154和冲切导板152分别与弹簧两端相接触；推送头16包括推送尾座161和推送块162；推送尾座161末端与推送连杆142相连接，推送块162一端与推送尾座161相连接，推送块162另一端与冲切后的杯底纸相接触；推送尾座161嵌合于冲切尾座151内部，并且推送尾座161与冲切尾座151之间通过直线轴承滑动连接。

冲杯底装置1在工作过程中：1）杯底纸供料机构11将杯底纸输送至冲切推送机构12进料口；2）驱动链轮转动带动与之相啮合的冲切链轮131和推送链轮141转动；3）冲切链轮131转动依次带动冲切凸轮132和冲切连杆133运动，冲切连杆133运动带动冲切头15移动将杯底纸冲切成型为杯底；4）推送链轮141转动带动推送连杆142运动，推送连杆142运动带动推送头16移动将杯底推送至治具输送装置2完成纸杯冲杯底过程。

冲杯底装置1解决了对杯底进行冲切推送时，先采用冲切气缸带动冲切头将杯底冲切，而后推送气缸带动推送头将冲切后的杯底推送至治具输送装置中；而冲切和推送时分别采用两个不同的气缸驱动增加了驱动装置的数量，进而需要分别对冲切气缸和推送气缸两个气缸分别进行控制，从而增加了控制驱动装置的复杂度的问题。通过设置冲切推送机构12；杯底纸输送至冲切推送机构12进料口后，驱动链轮转动带动与之相啮合的冲切链轮131和推送链轮141转动；冲切链轮131转动依次带动冲切凸轮132和冲切连杆133运动，冲切连杆133运动带动冲切头15移动将杯底纸冲切成型为杯底；推送链轮141转动带动推送连杆142运动，推送连杆142运动带动推送头16移动将杯底推送至治具输送装置2完成纸杯冲杯底过程。而冲切链轮131和推送链轮141分别与同一个驱动链轮相啮合，即只需要控制一个驱动链轮的转动就可以同时控制对杯底纸冲切和推送两个动作；避免了两个不同的气缸驱动时需要分别控制两个气缸的情况，降低了控制驱动装置的复杂度。

如图6所示，治具输送装置2包括治具驱动机构21、治具转盘22和纸杯推出机构23；治具驱动机构21固定在工作台上，治具驱动机构21输出端分别与治具转盘22和纸杯推出机构23相连接；纸杯推出机构23输出端与治具转盘22相连接，并且纸杯推出机构23输出端与纸杯内部相接触；治具驱动机构21用于驱动治具转盘22和纸杯推出机构23转动；治具转盘22用于对纸杯进行定位及输送；纸杯推出机构23用于将加工后的纸杯推出。

如图7所示，纸杯推出机构23包括气罐24、纸杯推出凸轮25和纸杯推杆26；气罐24和纸杯推出凸轮25都与治具驱动机构21输出端相连接；纸杯推杆26穿过治具转盘22中的纸杯定位治具，纸杯推杆26一端通过滚轮与纸杯推出凸轮25表面相接触，纸杯推杆26另一端与纸杯内侧底部相接触；气罐24包括多个出气口241；纸杯推杆26包括进气口261，多个出气口241分别与多个纸杯推杆26的进气口261相连通，并且纸杯推杆26的进气口261与纸杯推杆26输出端相连通。纸杯推杆26中端通过直线轴承与治具转盘22的定位治具活动配合；纸杯推杆26输出端为圆盘形状，并且圆盘大小与纸杯杯底大小相同；纸杯推出机构23还包括机械阀27；多个机械阀27分别固定在气罐24上，并且机械阀27的触点开关位于治具转盘22与卷边装置相衔接工位。

如图6所示，治具驱动机构21包括治具驱动凸轮211和治具驱动转轴212；治具驱动凸轮211外表面与治具驱动转轴212输入端相接触，治具驱动转轴212输出端分别与治具转盘22和纸杯推出机构23相连接；治具驱动凸轮211为链轮驱动。

如图8所示，治具转盘22包括治具主转盘221和纸杯定位治具222；治具主转盘221与治具驱动机构21输出端相连接，多个纸杯定位治具222分别固定在治具主转盘221上，并且纸杯定位治具222分别与纸杯杯筒和杯底相配合；治具转盘22还包括压紧滚轮223、压紧轴224和压紧块225；压紧滚轮223和压紧块225分别固定在压紧轴224的下端和上端，并且压紧轴224穿过治具主转盘221相应孔位；压紧滚轮223与工作台表面相接触，压紧块225在压紧滚轮223的带动下与纸杯杯筒粘接处相接触或者分离；治具转盘22还包括压紧弹簧226；压紧弹簧226两端分别与压紧滚轮223上表面和治具主转盘221下表面相接触。

治具输送装置2在工作过程中：1）治具驱动机构21动作带动纸杯定位治具222运动至与卷边装置相衔接工位；2）纸杯推杆26在纸杯推出凸轮25的作用下伸出，并且纸杯推杆26输出端沿着纸杯内部将纸杯从纸杯定位治具222上推出至卷边装置纸杯接收治具内孔中；3）纸杯到达纸杯接收治具相应位置后气罐24的出气口241开启将气体输送至纸杯推杆26的进气口261中，气体沿着纸杯推杆26内部输送至纸杯推杆26输出端将纸杯推出与纸杯推杆26分离完成纸杯治具输送过程。

治具输送装置2解决了将纸杯输送至卷边装置时，治具输送装置中的纸杯推杆从纸杯内侧将嵌合在纸杯定位治具外侧的纸杯推送至卷边装置中的纸杯接收治具内孔中完成纸杯输送过程；而纸杯为中空结构容易产生变形，当纸杯推杆将从纸杯内侧将静止的纸杯推出时，运动的纸杯推杆的推力会使纸杯发生膨胀变形并且纸杯推杆与静止的纸杯之间产生相对运动向纸杯底部进一步位移；而锥形纸杯的底部直径小于纸杯推杆推动部位的直径，即位移后的纸杯推杆将推动处纸杯撑开膨胀从而受到推动处纸杯的压紧力；当纸杯推杆将纸杯推送至卷边装置后缩回初始位置时，撑开膨胀后的纸杯由于受到纸杯推杆拉力会随着纸杯推杆缩回向后运动，从而造成纸杯输送位置不精确的问题。通过设置纸杯推出机构23；纸杯定位治具222运动至与卷边装置相衔接工位后，纸杯推杆26在纸杯推出凸轮25的作用下伸出，并且纸杯推杆26输出端沿着纸杯内部将纸杯从纸杯定位治具222上推出至卷边装置纸杯接收治具内孔中；纸杯到达纸杯接收治具相应位置后气罐24的出气口241开启将气体输送至纸杯推杆26的进气口261中，气体沿着纸杯推杆26内部输送至纸杯推杆26输出端将纸杯推出与纸杯推杆26分离完成纸杯治具输送过程。而纸杯推杆26推送纸杯运动到相应位置后，气罐24中的气体能够沿着纸杯推杆26内部输送至纸杯底部；气罐24中的气体对纸杯底部提供一个向外的推力将被撑开的纸杯推出，使得纸杯底部与纸杯接收治具底部相接触并且与纸杯推杆26分离；从而避免了纸杯推杆26缩回后纸杯跟随纸杯推杆26向后运动，保证了纸杯输送位置的精确度。

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