包裝是指為在流通過程中保護(hù)產(chǎn)品、方便貯運(yùn)、促進(jìn)銷售，按一定技術(shù)方法而采用的容器、材料及輔助物等的總體名稱。產(chǎn)品銷售、運(yùn)輸和保護(hù)等環(huán)節(jié)，都離不開包裝。

　　本文介紹了禾川天地蓋成型機(jī)方案，該方案使用了禾川的Q5P控制器，Y7SEB總線伺服驅(qū)動(dòng)器，以及禾川的視覺機(jī)械手系統(tǒng)?？赏瓿杉埡凶詣?dòng)送紙、上膠、機(jī)械手定位貼合、折耳，壓泡等功能。同時(shí)本方案采用純電子凸輪結(jié)構(gòu)，運(yùn)行穩(wěn)定高效，并且功能模式齊全，能夠符合市面上的大部分盒子。

　　文/浙江禾川科技股份有限公司 汪鴻強(qiáng)

　　包裝行業(yè)涵蓋范圍極廣，可從被包裝產(chǎn)品用途、包裝形式、包裝材質(zhì)等多維度進(jìn)行細(xì)分行業(yè)劃分，擁有眾多細(xì)分行業(yè)，我國已形成完整的包裝行業(yè)工業(yè)體系。2023年全國包裝行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)累計(jì)完成營業(yè)收入11539億元，其中紙和紙板容器的制造實(shí)現(xiàn)營收2682.57億元，占比23.25%。

　　天地蓋成型機(jī)是紙板容器的制造中的重要設(shè)備，制造的包裝盒用于各類價(jià)值較高的商品，如化妝品、小禮品、電子產(chǎn)品等的外包裝。隨著包裝行業(yè)的快速發(fā)展，天地蓋成型機(jī)作為制造各類包裝盒的關(guān)鍵設(shè)備，其性能與效率直接關(guān)系到產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭力。為了滿足包裝行業(yè)的多樣化需求，禾川提供了一套全面、 詳細(xì)的天地蓋成型機(jī)整體解決方案，旨在幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、智能的包裝盒生產(chǎn)。

　　1 天地蓋成型機(jī)發(fā)展概述

　　天地蓋成型機(jī)的發(fā)展可以追溯到人工手動(dòng)操作的階段，隨著科技的進(jìn)步，逐漸發(fā)展到機(jī)械半自動(dòng)和全自動(dòng)操作。

　　1.1 手動(dòng)階段

　　在早期，天地蓋的成型主要依靠人工操作。操作人員需要進(jìn)行原材料的處理、模具的安裝和調(diào)整，以及生產(chǎn)過程中的各個(gè)步驟。這種方式生產(chǎn)效率較低，質(zhì)量難以保證，但在一些小規(guī)模生產(chǎn)或特殊定制的情況下仍然被使用。

　　1.2半自動(dòng)階段

　　隨著機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了半自動(dòng)天地蓋成型機(jī)。這些機(jī)器在一定程度上提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，但仍需要人工干預(yù)，如模具的更換、參數(shù)的調(diào)整等。

圖1 天地蓋成型機(jī)

　　1.3 全自動(dòng)階段

　　近年來，隨著人工智能、信息技術(shù)等的快速發(fā)展，全自動(dòng)天地蓋成型機(jī)逐漸普及。這些機(jī)器具備更高的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定性和精度，同時(shí)減少了對(duì)人工的需求。

　　在發(fā)展過程中，天地蓋成型機(jī)的技術(shù)不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，以適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化。例如，機(jī)器的外觀設(shè)計(jì)更加精致、占地面積更小;技術(shù)參數(shù)更加先進(jìn)，能夠適應(yīng)多種面紙和操作需求;運(yùn)行效率更高，廢盒率更低;細(xì)節(jié)處理更加嚴(yán)謹(jǐn)。

　　同時(shí)，上下游產(chǎn)業(yè)鏈的不斷延伸和擴(kuò)大也為天地蓋成型機(jī)的發(fā)展提供了支持。例如，紙盒包裝所處的制造行業(yè)總量的增長，以及印包行業(yè)帶來的各行業(yè)產(chǎn)值的增加，都推動(dòng)了天地蓋成型機(jī)的市場(chǎng)需求。

　　未來，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展和市場(chǎng)需求的不斷變化，天地蓋成型機(jī)有望繼續(xù)向智能化、高效化和多功能化方向發(fā)展，為包裝行業(yè)提供更優(yōu)質(zhì)的解決方案。

　　2 禾川天地蓋成型機(jī)解決方案

　　2.1 設(shè)備概述

　　紙盒成型機(jī)是在灰殼上套一層廣告圖案面紙的設(shè)備，包括送紙、上膠、輸送、定位貼盒、沖壓、機(jī)械手搬運(yùn)、成型加工等工藝流程。一般有1次、2次、3次、4次這四種基礎(chǔ)成型模式，輔以一些功能微調(diào)，以便對(duì)應(yīng)不同折紙方式的面紙進(jìn)行成型加工。 產(chǎn)品主要用于零售電商，3C電子產(chǎn)品等外包裝的大批量快速生產(chǎn)。

圖2 設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)圖

　　2.2 設(shè)備構(gòu)成

　　該機(jī)器通常包括取面紙部分、機(jī)械手定位部分、取盒部分、和成型部分，可以實(shí)現(xiàn)紙盒的自動(dòng)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

　　(1)取面紙部分：負(fù)責(zé)將一沓面紙，進(jìn)行分紙后一張一張送入膠輥上膠并精準(zhǔn)輸送(圖3)。

圖3

　　(2)機(jī)械手定位部分：視覺機(jī)器人將灰殼定位到面紙正中央(圖4)。

圖4

　　(3)取盒部分：通過取盒手軸將與面紙貼合的灰殼從輸送帶移動(dòng)到成型部分上方。

　　(4)成型部分：主要負(fù)責(zé)將面紙折入盒內(nèi)進(jìn)行壓模成型(圖5)。

圖5

　　2.3 工藝流程

　　天地蓋成型機(jī)工藝大概可以分為倆個(gè)部分，分別是流水線部分和成型部分。

　　2.3.1 流水線部分工藝

　　(1)飛達(dá)機(jī)構(gòu)：該部分由一個(gè)小凸輪構(gòu)成，電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，機(jī)械做一個(gè)取面紙動(dòng)作;

　　(2)面紙輸送部分：該部分主要由牽引軸、膠輥軸、輸送軸三個(gè)軸聯(lián)合構(gòu)成，在面紙輸送時(shí)需要保證三軸在勻速區(qū)時(shí)的線速度一致，否則面紙還產(chǎn)生拉扯或褶皺;

　　2.3.2 成型部分工藝(圖6)

　　(1)取盒：取盒機(jī)械手在取盒位置和貼盒位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng);

　　(2)主軸、底模：通過倆個(gè)軸將盒子送到打角位和成型位置;

　　(3)合模：相對(duì)于主軸運(yùn)動(dòng)的一個(gè)軸，通過上下運(yùn)動(dòng)將面紙貼到盒子內(nèi)壁;

　　(4)打角軸：四個(gè)軸，將盒子四個(gè)角上的耳朵折進(jìn)去;

　　(5)刀片軸：四個(gè)軸，刀片平行運(yùn)動(dòng)，將面紙折進(jìn)去;

　　(6)壓泡軸：四個(gè)軸，將面紙與盒子之間的氣泡壓出來。

　　圖6 成型部分工藝流程圖

　　2.3.3 電子凸輪部分工藝

　　成型部分為了滿足市面上大部分盒子的工藝需求，設(shè)置了一次合模，二次合模、三次合模、四次合模以及長折耳等模式，因此成型部分規(guī)劃了多套的電子凸輪以滿足多種模式組合，如圖7所示。

圖7 電子凸輪部分工藝

　　2.4 禾川天地蓋成型機(jī)方案

　　禾川天地蓋成型機(jī)方案以兩個(gè)FE7100觸摸屏作為信息交互層，HCQ5P-1500為控制層，采用Y7S驅(qū)動(dòng)器作為驅(qū)動(dòng)層，執(zhí)行層采用了X2和X6系列伺服電機(jī)，如圖8所示。

　　圖8 禾川天地蓋成型機(jī)方案系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　禾川全自動(dòng)天地蓋成型機(jī)可通過FE7100觸摸屏實(shí)時(shí)查看設(shè)備狀態(tài)，方便用戶操作。HCQ5P-1500是禾川自主研發(fā)的中型PAC，在禾川全自動(dòng)天地蓋成型機(jī)方案中可輕松帶動(dòng)25軸運(yùn)動(dòng)，Y7S型高性能伺服系統(tǒng)采用全新的控制算法平臺(tái)，以卓越的驅(qū)動(dòng)性能，更豐富的總線和擴(kuò)展功能來滿足不同行業(yè)客戶的多樣控制需求。同時(shí)具有更高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，定位精度和可靠性，以及更快的速度、易于使用、免調(diào)整功能等7大核心性能，搭配禾川X6電機(jī)，運(yùn)行穩(wěn)定，功能強(qiáng)大，可以完成高精度、高速度、高強(qiáng)度的生產(chǎn)。

　　2.5 方案優(yōu)勢(shì)

　　(1)采用Q5P控制器+Y7S伺服+X2和X6電機(jī)的整套禾川方案;

　　(2)總線伺服，一線到底，減少復(fù)雜的脈沖接線，杜絕脈沖干擾;

　　(3)禾川機(jī)械手高速高效，與相機(jī)通訊最快可達(dá)1MS，出發(fā)拍照到獲取點(diǎn)位低至50MS以內(nèi)，每分鐘可貼盒45個(gè)，大幅領(lǐng)先行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);

　　(4)禾川機(jī)械手到位精準(zhǔn)：貼盒成功率可達(dá)百分之百，到位誤差<0.1mm，保證產(chǎn)品輸出質(zhì)量可控;

　　(5)個(gè)性化實(shí)用：全套禾川定制軟件，底層自研，針對(duì)客戶操作習(xí)慣、布局審美等需求可隨時(shí)進(jìn)行二次開發(fā)，全方位滿足客戶需求;

　　(6)多種功能模式自由選擇，能夠滿足市面上的大部分盒子，更換盒子僅需調(diào)整少數(shù)關(guān)鍵位置和參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算生成凸輪表;

　　(7)整機(jī)采用純電子凸輪結(jié)構(gòu)，運(yùn)行穩(wěn)定高效。