自適應封箱機的技術研究

摘 要：自適應封箱機是可以根據不同寬度、高度實現自動調節適應封箱尺寸的封箱機。隨著數字化時代的到來，企業的產品轉向以客戶為導向定制化的小批量、多品種的生產制造。加上互聯網購物的快速興起，物流行業快速發展，物流包裝量逐漸增大的情況，導致企業和電商產品的包裝紙箱尺寸差異化。該文章將對自適應封箱機的機構原理進行技術研究。

關鍵詞：封箱；自動封箱機；自適應封箱機

1、背景

在現代市場經濟的發展中，商品包裝承擔著保護商品、便利儲運和宣傳美化商品的作用，它的重要性日益為生產廠家、商家和消費者所重視。在傳統的包裝材料中，瓦楞紙箱一直占據重要的地位。瓦楞紙箱是高功能、低成本的良好運輸容器，是當今世界各國所采用的最流行的包裝形式之一。

近年來，隨著我國經濟的快速發展，中國向世界制造工廠角色的轉化，人們物質文化需求的不斷增加，電子商務的快速蓬勃發展，加上國家近年來一系列利好政策出臺，自貿區、跨境電商區域、物流園的規劃與成立，物流行業包裝發展迅速。為了減輕包裝人員的勞動強度，提高物品封裝效率，對不同材質、形狀和尺寸的商品進行批量快速包裝，迫切需要設計一款機械結構簡單，制造成本低，性價比高的封箱機。然而，在一些多品種小批量的企業或商家中，卻被以往相對封固定尺寸的封箱機的局限性而困擾著。

2、 目前市場封箱設備發展及現狀

近10年來，中國瓦楞紙箱機械工業發展迅速，國內紙箱機械企業從引進模仿到形成目前自主的比較先進紙箱包裝機械。但是，根據目前紙箱生產的發展，對紙箱包裝機械的要求越來越高，為紙箱包裝機械企業進一步開拓高速、高檔、高效、高科技的紙箱機械設備指明了方向和發展趨勢。

封箱機是一種用卷筒膠帶自動將紙箱的上底和下底封口的包裝設備。利用粘貼膠帶封箱是目前最為廣泛的封箱方法。封箱機分為半自動封箱機、全自動封箱機等。而全自動封箱機又分為定尺寸全自動封箱機和自適應大小全自動封箱機。通過箱體封裝過程和一般封箱機的結構分析，可知箱體封箱前都要進行定位后才能進行封裝，箱體定位可以采用手動或是自動，但手動定位效率低，只能針對某種尺寸進行事先調節好位置，自動定位需要電機或是氣缸提供動力，對紙箱進行隊中定位。

隨著產品差異化的不斷增加，市場迫切需求一種可自適應的封箱機。下面將對自適應封箱機的機構原理做分析研究。

3、封箱機的主要組成

目前市場最普遍的封箱機是根據紙箱的寬度和高度情況，通過螺桿手動調節兩側的輸送機構以及上折蓋機構。最近發展成通過伺服電機或步進電機代替手動調節，通過行程開關或位置傳感器判斷紙箱寬度及高度大小，然后通過PLC控制電機的運動，從而達到適應不同大小的自適應調節。但是由于伺服電機或步進電機的控制成本較高，將近占整個封箱機成本的一半。經過改進優化，用氣缸代替電機調節，通過控制氣缸的壓力，使得兩側輸送機構和上折蓋機構的壓力適當，達到自適應的效果。使用該方式相比采用伺服或步進電機控制的成本大幅降低，設備得到客戶普遍認可和接受。

4、自適應封箱機的工作流程

紙箱被送到封箱機上，輸送機構把紙箱對中夾緊、自動折蓋機構下壓折上蓋、粘貼上下膠帶、輸出封箱機，輸送機構和自動折蓋機構復位等待下一紙箱進來循環工作。

5、各組成機構的功能原理及設計

（1）輸送機構：

輸送機構由左右兩側帶驅動的皮帶傳輸機構組成。每側皮帶傳輸機構由立式電機連接皮帶輪的一端，帶動皮帶傳動，通過傳送皮帶夾緊摩擦力，把紙箱從機器平臺的前端送到后端。左右夾緊傳輸機構安裝在導桿上，一側的皮帶傳輸機構與氣缸連接，氣動的伸縮運動可以使得皮帶傳輸機構向中心或邊側移動。同時另一側通過鏈條或同步帶連接，鏈條或同步帶的另一端與氣缸桿固定，實現另一邊皮帶同步向中心或邊側移動，達到加緊和松開紙箱效果。

底面由無動力輥筒支撐紙箱。

（2）高度自適應裝置

傳統老式的封箱機，是通過螺桿機構連接折蓋機構整體，用手輪調節折蓋機構整體的高度，只能適用于同款批量紙箱，而不能適應高度變化的紙箱。自適應封箱機折蓋機構整體安裝在機器兩側的直立導桿上，兩側的分別安裝有頂升氣缸，實現折蓋機構整體的垂直升降。當紙箱被送入機器，接觸到第一個行程開關時，自動折蓋機構整體在兩側的頂升氣缸驅動下，下降壓住紙箱前端的上部。同時送箱機構在氣缸的驅動下把紙箱對中夾緊，通過運動的輸送皮帶把紙箱往前輸送。隨著在驅動皮帶把紙箱往前傳輸，并在左右導向壓桿的作用下把紙箱上蓋壓下成型，同時膠帶把上下中心粘貼住。

當紙箱末端通過機器后部的行程開關時，自動折蓋機構整體上升，左右氣動裝置張開，向兩側運動復位，等待下一個紙箱進入機器。

（3）自動折蓋機構：

當紙箱碰到前端第一個行程開關時，折蓋機構整體下降，同時折后紙箱短邊蓋機構打起。前短邊蓋由封箱機內前導向板折下，當紙箱尾部走過第一行程開關關后，后短邊折蓋桿機構打下，把紙箱后短邊蓋折下。隨著紙箱往前輸送，兩側的長邊，通過導向壓桿把長邊蓋折下。

（4）封膠帶機構：

當紙箱走過折蓋機構，在輸送皮帶的帶動下，然后進入封膠機構，封膠機構分為上下兩個部分，其原理結構相同，一個正裝一個倒裝形式。貼膠帶機構由壓膠輪、膠帶傳導輪、機械桿、彈簧、鋸齒切斷刀片等組成。當紙箱進入封膠帶機構時，壓膠輪把膠帶輥壓到紙箱側面，并沿著上蓋或底中間縫隙粘貼，當紙箱末端通過機器，壓膠輪把膠帶輥壓到紙箱末端側面粘貼，同時彈簧拉動切斷刀片，把膠帶切斷。

（5）壓力控制裝置：

各機構的壓力控制裝置主要由氣動調壓閥保證，通過調壓閥來控制輸送機構的夾緊力和自動折蓋機構對上折蓋的壓緊力。保證輸送皮帶的摩擦力能夠順利傳輸紙箱，同時保證紙箱折蓋后的縫隙的均勻情況。

6、結束語

本自適應封箱機可作為單機單獨使用，也可與其它包裝設備配套使用，形成自動化包裝流水線。巧妙的結構設計，簡化了機械結構和簡單控制系統，以低的制造成本實現不需調節，自動適應不同尺寸紙箱的封箱，擴大應用范圍，提高了工作效率。

參考文獻：

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[2]張有良，彭英民.茍向民。全自動高速紙箱包裝機的設計及電氣控制[J].包裝與食品機械，2007，25（6）：44-47

作者簡介：

陳徽明，出生年月：198509，性別：男，民族：漢，籍貫：廣東深圳，當前職務：工程師，當前職稱：工程師，研究方向：機械工程.