[发明专利]提高液态软包二次包装速度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包装技术，尤其是一种以利乐枕形式包装的软包（如利乐枕、百利包、酱油软袋、果汁软包等）的二次包装技术，具体地说是一种能与产能在30000包/小时以内的软包生产线相配套的二次包装（即装箱）方法。 

背景技术

常温液态奶在包装过程中必须使其每道工序都必须以优良的装备和稳定的性能状态予以保证。国内大规模机械化液态奶的包装生产已有25年左右的历史，而全球液态奶的二次高速智能化包装、自动检测和智能化物流和仓储的研发至少也有15年的历史，这么多年来基于技术、人才和资金等因素的约束，始终没有从根本上解决好液态奶二次包装设备和技术。而近几年来，我国常温液态奶的二次包装设备已逐步有所突破，目前已实现了常温液态奶中低速（4500-12400包/小时）二次包装的全自动化，解决了我国液态奶消费呈现快速增长、人口红利急速丧失、用工荒日趋蔓延、生产单位一线劳动力资源严重匮乏的难题，使我国高档包装机械的开发研制一下子提前了十余年。实现了我国二次包装设备从手工、半自动化到高速智能化的重大突破，解决了乳品行业、日用消费品二次包装产业及其相关的上下游配套产业一直渴望解决但始终未能获得成功的难题，其产品突显巨大商机。但随着国民生活水平的不断提高，市场消费需求也不断加大，液态奶生产产能也要与之相适应而不断提升，目前生产单线的生产速度要达到14000包/小时，出于以下产品自身和生产环境的考虑，这时如果还依赖以往的技术和设备已无法满足这一产能和品质要求。 

——产品自身因素： 

14000包/小时的前端罐装生产还依赖手工二次包装劳动强度大，漏包和损包率高； 

利乐枕包材其组成层含有脆性铝箔，不耐弯折和挤压； 

产品不能由类似缓冲塔的设备进行缓冲或暂停； 

由于包装箱内的提手扣和内折边不平整等因素，易造成利乐枕刮伤现象； 

为避免二次包装箱在生产搬运、输送或长途运输时对产品产生损伤，不同的厂家对包装箱内的保护措施也不同，如放置衬板或隔板等； 

·同一生产线需有多种产品包装规格变化； 

·市场对产品数量和品质要求严格，需在生产包装过程对品质进行严格监控； 

·人工处理批次易混淆出错、人工仓储无法保障产品出入仓信息正确性。 

——生产环节因素： 

客户生产场地时有受限（尤其是旧厂房平面布局）； 

客户现场技术力量（机电维护、控制和编程）时有受限； 

客户手工生产对劳动力需求大，而“用工荒”问题又成为困扰企业发展的一个主要因素，劳动力资源无法保障； 

客户前端灌装机14000包/小时高速走量对生产系统与设备配置（运输、整合、开箱、封箱和品质检测等）要求越来越高； 

·物流混乱，库存和需求无法及时反馈； 

·参与产品生产人员太多，安全隐患大，安全事故发生频率高，每天都有设备、成品和包材的损坏现象； 

客户对国内成套设备稳定性和售后服务保障的顾虑； 

客户对成套设备性价比和投资回报的考量； 

当原奶包装线的生产量达到14000包/小时，单件利乐枕在输送带上的速度达到645毫米/秒。如果继续通过高速机器人加减速、排列和抓取工序实现包装生产，尽管高速机器人速度可达（10米/秒），其加（减）速度可达19G（19倍重力加速度）=190米/秒/秒，但在0.25秒的时间间隔内速度从645毫米/秒降到0，并在0.25秒内实现工夹具平移-奶包下降-工夹具放包-工夹具提升-机器人回位，将两奶包平整放入包装箱内。机器人工夹具在抓取放包 的运动过程中的加（减）速度将达到32.9米/秒²，奶包将承受大约8.225牛顿的惯性力。这样一个惯性力将改变奶包外形结构，时有使奶包出现撕裂现象。 

此外，由于现有的二次包装线，当生产速度超过4500包/小时时，就必须在抓取环节采用高速机器人，高速机器人还存在占地面积大、成本高、使用寿命短等一系列问题，因此，利用普通机械手，如直线伺服机构驱动的机械手来代替高速机器人也是降低生产成本，提高经济效益的最佳选择。 

发明内容

本发明的目的是针对现有液态奶利乐枕包存在的需使用高速机器人导致设备成本高，占地面积大以及当包装速度超过14000包/小时奶包所承受的压力易造成奶包受冲击而损坏的问题，发明一种既可取消高速机器人，又能大幅度提高液态软包二次包装速度的方法。 

本发明的技术方案是：