CN101704422B - 具有恒张力机构的自动贴标机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有恒张力机构的自动贴标机，包括标库、舞蹈杆、标带制动力机构、贴标头与剥标板、标识光电眼、标带输送机构、收卷机构和标带过渡辊，标带依照标库，第一标带过渡辊，舞蹈杆，第二标带过渡辊，第三标带过渡辊，第四标带过渡辊，标带输送机构，收卷机构的顺序行走，标带制动力机构设置在在第三标带过渡辊上，其特点是：在第二标带过渡辊和第三标带过渡辊之间设置有一个标带恒张力机构，标带恒张力机构固定在固定机座上，标带通过第二标带过渡辊进入恒张力机构，恒张力机构输出恒张力标带至第三标带过渡辊。本发明由于采用了恒张力机构，使得本发明能应用于所有自动贴标机上，可大大提高其贴标位置的精度，解决了当前贴标机贴标位置不够精确的难点。

Description

具有恒张力机构的自动贴标机

技术领域

本发明属于涉及包装技术领域，特别是一种具有恒张力机构的自动贴标机。

背景技术

自动贴标机是一种用于生产线中，对产品(商品)进行自动贴上标识(商标)的设备。

一、自动贴标机的结构与工作原理：

目前国内外自动贴标机大都由以下几个部分(部件)所构成：参见图1。

1-标库(放卷机构)：

自动贴标机的标库是用于存储标带和为标带卷提供放卷张力的装置。贴标机使用盘形标带，标带如图2所示。标带的基体是长条形防粘纸带，其上附戴有不干胶标识(商标)。为便于自动贴标机使用，标带均盘绕成卷(盘)，又称盘形标带。为防止标带在运行中从标带盘中自行松脱，一般均设置有利用弹簧力或磨擦力的机构，将标带收紧，以产生所谓的放卷张力。

2-舞蹈杆：

舞蹈杆是贴标机放卷张力的回复机构。贴标机在运行中，由于输带机构(标带牵引机构)所产生的牵引力的作用下，将标带自标带盘中牵出，由于标带盘具有一定的惯量，故一旦拉动标带，由于惯性的原因，会有较长的标带自标带盘中松脱，此时，放卷张力消失，但在舞蹈杆的弹簧力的作用下，又可使标带重新张紧，标带放卷张力恢复。

3-标带制动力机构：

此机构系有一导向滚筒和一弹性压片所构成，标带穿越滚筒与压片之间，压片之压力由弹簧来调节。压力不同，标带所受到得摩擦力也就不同，此摩擦力也是标带张力的一部分。

4-贴标头与剥标板：

贴标机的贴标头是贴标机接近被贴物的一个部件，贴标头的最前端装有剥标板，它的功能是将标识(商标)，在标带张力的作用下，从标带上剥离出来而转移到被贴物(商品)上。

5-标识光电眼：

标识光电眼是用于检测标带的运动，当标带移动了一个步距(L)之后(参见图2)，它就发出指令使标带输送机构立即停止，以保证每个被贴物上只贴一个标识(商标)。

6-标带输送机构(或称标带牵引机构)：

标带在贴标机中的运动，是由输带机构(标带牵引机构)所产生的牵引力来实现的。每贴一枚标识(商标)，输带机构就使标带移动一个步距(L)(参见图2)。

7-收卷机构：

标带上的标识(商标)贴到被贴物(商品)上后，标带就成为无标识(商标)的空白底纸，收卷机构就将其收集卷绕起来。

8-固定机座；

用于固定各种部件。

9-标带过渡辊；

标带在行走过程中，对标带行走方向的加以改变。

11-标带。

被贴物(货物或商品)检测器：

它是贴标机的外部装置，用于检测被贴物。在生产线中，当被贴物到达预定位置时，就指令自动贴标机对其贴上标识(商标)。被贴物检测器可以是机电检测器，也可是光电检测器。

二、自动贴标机的工作过程分析：

1、自动贴标机的工作过程：

在运行的生产线中，当被贴物检测器发现被贴物(商品)到达预定的位置时，它就命令标带输送机构立即启动，牵引标带运动，标带经过贴标头上的剥标板的前端时，标带上的标识(商标)就从标带上剥离出来而转贴到被贴物上。当标带行走了一个步距(L)(参见图2)时，标识光电眼就立即命令标带输送机构停止。这就完成了一个标识(商标)的自动贴标过程。当生产线上的被贴物源源不断送来时，自动贴标机就不断地对每个被贴物贴上标识(商标)；标识(商标)也就随标带不断地从贴标机的标库中输送出来，这就是自动贴标机的简要工作过程。

2、自动贴标机工作过程的动力学分析：

从上述介绍可知，自动贴标机的工作具有以下特征：

a，自动贴标机总是以间隙方式工作的，每贴一枚标识(商标)都有启动、停止的过程。

b，由于其工作方式是频繁的启动、停止过程，因此，标带中的张力就总是处于急剧的变化之中。

分析标带中的张力的变化规律。当贴标机开始贴标过程时，首先是启动标带输送机构，拉动标带，标库中的标带盘受到拉力的作用就要转动，由于标带盘的惯性较大，其送出的标带长度会远大于一个步距(L)(见图2)，会使CDEF段的标带完全处于松弛状态，即此段标带的张力就由拉动标带盘所需的张力(放卷张力)一下变到零张力(完全松弛)，由于标带松弛了，舞蹈杆在扭力弹簧力的作用下会向逆时钟方向摆动，又重新将标带拉紧，因此，此段标带中的张力是处于急剧变化中，从放卷张力突然变到零，又逐步恢复到原设定的放卷张力。还有，产生标库放卷张力的装置，都是采用一个扭力弹簧，其扭矩由人工设定，在整个运行过程中是一个定值。但是，在贴标机运行过程中，由于标识(商标)不断地贴到被贴物上去，标带卷的直径是在不断地减小，随着直径的减小，放卷张力就不断增大(因弹簧的扭力矩为定值)，因此，放卷张力本身也是变化的，并不是恒定的。再由于当标带松弛后，舞蹈杆在扭力弹簧的作用下，逐步恢复放卷张力，但在此过程中，舞蹈杆对标带还有冲击力的作用，就使得张力变化情况更为复杂。更为麻烦的是，上述张力变化、调整的过程并不能与贴标机贴标的节拍同步，特别是在高速贴标的过程中，一般自动贴标机的贴标速率都能达到每分钟几百枚的水平，即贴标周期很短。但由于标库、标带卷和舞蹈杆的惯量较大，其张力调整的周期远大于贴标周期，因此，在每个贴标周期中，标带中张力的变化规律都不一样。标带张力变化规律的不恒定，就导致贴完一个标后，下一个预备被贴的标识(商标)在贴标头的剥标板前端的停止、等待位置不同(指无重复性)，使得贴标位置不稳定。也即难于将标识(商标)精确地贴于被贴物指定的位置上。这就是影响当前各种贴标机贴标位置精度的主要原因。

进一步分析标带张力对贴标位置的影响。再来考察ABC段标带中的张力，ABC段中的张力由两部分组成，其一是CDEF段的张力，其二是制动弹簧片的压力所产生的摩擦力。从上面的分析知，CDEF段的张力变化规律在每个贴标周期中都是不同的，而制动弹簧片产生的摩擦力，由于弹簧片压力在贴标机工作时是恒定的，其产生的摩擦力也是恒定的，故由其产生的张力在每个贴标周期中的变化规律也就是恒定的。因此，ABC段标带中张力在每个贴标周期中的变化规律的不同，是由CDEF段标带张力变化规律不同而造成的。ABC段中的张力变化规律不同将造成一个标识(商标)贴完后，下一个预备贴的标识(商标)在贴标头剥标板的前端停止、等待的位置产生偏差(误差)，这就会导致贴标位置产生误差。从上面得分析可知，ABC段标带中的张力变化规律在每个贴标周期中的不同，是由于CDEF段标带中的张力变化规律在每个贴标周期中都不同而造成的。因此，为了提高贴标机的贴标位置精度，就要使CDEF段中的标带张力在每个贴标周期中的变化规律都相同，这在现有国内外所有自动贴标机中，由于机械结构的原因，都是无法做到的。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有恒张力机构的自动贴标机，能够在贴标机的标带在贴标前，使标带张力在每个贴标周期中的变化规律都相同，以克服现有技术中贴标机的贴标位置精度不高的缺陷。

为了实现上述目，本发明包括标库、舞蹈杆、标带制动力机构、贴标头与剥标板、标识光电眼、标带输送机构、收卷机构和标带过渡辊，标库、标带制动力机构、收卷机构和标带过渡辊设置在一个固定机座上，舞蹈杆设置在标库上，标带置于标库中，标带依照标库，第一标带过渡辊，舞蹈杆，第二标带过渡辊，第三标带过渡辊，第四标带过渡辊，标带输送机构，收卷机构的顺序行走，第二标带过渡辊设置在舞蹈杆的端部，标带制动力机构设置在第三标带过渡辊上，其特点是：在第二标带过渡辊和第三标带过渡辊之间设置有一个标带恒张力机构，标带恒张力机构固定在固定机座上，标带通过第二标带过渡辊进入恒张力机构，恒张力机构输出恒张力的标带至第三标带过渡辊。

所述标带恒张力机构包括由步进电机或伺服电机驱动的滚轮和设置在滚轮上的压辊，标带通过第二标带过渡辊从滚轮的下端进入恒张力机构，标带从滚轮与压辊之间输出至第三标带过渡辊。

本发明由于采用了恒张力机构，使得本发明能应用于所有自动贴标机上，可大大提高其贴标位置的精度，解决了当前贴标机贴标位置不够精确的难点。

附图说明

图1为目前自动贴标机的结构示意图。

图2为标带结构示意图。

图3为本发明结构示意图。

图4为本发明恒张力机构的结构示意图。

图中：1-标库、2-舞蹈杆、3-标带制动力机构、4-贴标头与剥标板、5-标识光电眼、6-标带输送机构、7-收卷机构、8-固定机座、9.1-第一标带过渡辊、9.2-第二标带过渡辊、9.3-第三标带过渡辊、9.4-第四标带过渡辊、10-恒张力机构、11-标带、12-标带底纸、13-标识(商标)、101-滚轮、102-压辊、103-轴承座与轴承、104-凸轮、105-压力杆、106-压辊轴、107-驱动输入轴、108-手柄、109-摩擦轮端盖、110-支架、111-凸轮平台、b-标识(商标)长度、d-标识(商标)间距、L-标带步距(L＝b+d)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明在自动贴标机的第二标带过渡辊9.2和第三标带过渡辊9.3之间设置有一个标带恒张力机构10，即在自动贴标机上标带的CD段中加上一个恒张力机构10(图3)，恒张力机构将ABCDEF段分成具有不同张力变化特性的三段，即C′DEF段，CC′段和ABC段。其中，C′DEF段中的张力的变化规律与背景技术中所述的相似(即与图1中CDEF段中的张力变化规律相似)，由于恒张力机构10的引入，在安装标带时，可以使CC′处于松弛状态，即使CC′段的张力总为零(零张力也是一种恒定张力)。此时，ABC段中的张力就完全由标带制动力机构(制动摩擦片)3的弹簧压力所产生的摩擦力来确定，制动摩擦片3的弹簧压力在每个贴标周期中都是一样的，因此ABC段中的张力变化规律在每个贴标周期也是一样的，这就使得每个预备贴的标识(商标)在贴标头的剥标板4前端停止、等待的位置相同，这就极大地减小了贴标位置的误差，极大地提高了自动贴标机的贴标位置精度。

为了使CC′段标带中的张力恒定为零，这就要求此机构在控制时要保证满足下述条件：

A、恒张力机构10的线速度V′要等于或略大于标带收卷机构7的线速度V(V′≥V)；

B、恒张力机构10在每个贴标周期牵引输送的标带长度要严格等于标带牵引机构的标带牵引输送长度，即标带的步距(L)。

只要所控制的恒张力机构满足上述条件(这样的条件是不难实现的)，就可是CC′段的标带总处于零张力状态(也是一种恒定张力)，那么ABC段标带的张力就不受C′DEF段的影响，ABC段的张力变化规律在所有贴标周期中都相同，从而使得每一个预备贴的标识(商标)在剥标板前端的等待位置也就相同，这就会使得标识(商标)贴到被贴物的位置相同，也大大提高了贴标位置的精度。

实施例：

恒张力机构10的机械结构图如图4所示。其核心结构是由滚轮101和压辊102所构成。滚轮101为主动轮，其驱动输入轴107可由步进电机或伺服电机驱动。根据电机的最佳驱动转速和滚轮101直径来确定滚轮101的线速度V′，控制时要求此线速度等于或略大于贴标机的标带收卷机构7的线速度V，即V′≥V，驱动滚轮101的步进电机或伺服电机的步长与驱动标带收卷机构7的步进电机或伺服电机的步长相同，其步长均为标带步距L。恒张力机构10的滚轮101的表面用高强度环氧胶粘有一层金刚砂(或表面压花，或其它提高表面粗糙度的措施)，以提高滚轮101表面的摩擦系数，以防止标带11打滑，在压辊102的配合下，达到精确的输送精度，滚轮101与贴标机的标带收卷机构7同时启动，每次输送的标带长度也为一个步距L。压辊102的表面包有硅橡胶(其硬度约为邵氏A60-70)，压辊102在压力杆105的弹簧力作用下紧压于滚轮101上。凸轮104和手柄108是为了标带装夹方便而设置的。手柄108旋转180°时，凸轮104通过凸轮下方设置的凸轮平台就将压辊102抬起，则可方便地将标带11夹于滚轮101与压辊102之间，装好标带11后，再将手柄108旋转180°，压辊102又压紧于滚轮101上。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域中专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种具有恒张力机构的自动贴标机，包括标库、舞蹈杆、标带制动力机构、贴标头与剥标板、标识光电眼、标带输送机构、标带收卷机构和标带过渡辊，标库、标带制动力机构、标带收卷机构和标带过渡辊设置在一个固定机座上，舞蹈杆设置在标库上，标带置于标库中，标带依照标库、第一标带过渡辊、舞蹈杆、第二标带过渡辊、第三标带过渡辊、第四标带过渡辊、标带输送机构、标带收卷机构的顺序行走，第二标带过渡辊设置在舞蹈杆的端部，标带制动力机构设置在第三标带过渡辊上，其特征在于：在第二标带过渡辊和第三标带过渡辊之间设置有一个标带恒张力机构，标带恒张力机构固定在固定机座上，标带通过第二标带过渡辊进入恒张力机构，恒张力机构输出恒张力标带至第三标带过渡辊。

2.如权利要求1所述的具有恒张力机构的自动贴标机，其特征在于：所述标带恒张力机构包括由步进电机或伺服电机的驱动的滚轮和设置在滚轮上的压辊，标带通过第二标带过渡辊从滚轮的下端进入恒张力机构，标带从滚轮与压辊之间输出恒张力标带至第三标带过渡辊。

3.如权利要求2所述的具有恒张力机构的自动贴标机，其特征在于：驱动滚轮的步进电机或伺服电机的线速度大于或等于驱动标带收卷机构的步进电机或伺服电机的线速度，驱动滚轮的步进电机或伺服电机的步长与驱动标带收卷机构的步进电机或伺服电机的步长相同。

4.如权利要求1或2所述的具有恒张力机构的自动贴标机，其特征在于：所述恒张力标带的张力为零。

5.如权利要求2所述的具有恒张力机构的自动贴标机，其特征在于：滚轮和压辊固定在支架上，在压辊的两端分别设置有凸轮和手柄，凸轮下方设置有固定在支架上的凸轮平台。

6.如权利要求2所述的具有恒张力机构的自动贴标机，其特征在于：滚轮的表面用高强度环氧胶粘有一层金刚砂。

7.如权利要求2所述的具有恒张力机构的自动贴标机，其特征在于：压辊的表面包有硅橡胶。

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