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　　包裝是指為在流通過程中保護產品、方便貯運、促進銷售，按一定技術方法而采用的容器、材料及輔助物等的總體名稱。產品銷售、運輸和保護等環節，都離不開包裝。

　　本文介紹了禾川天地蓋成型機方案，該方案使用了禾川的Q5P控制器，Y7SEB總線伺服驅動器，以及禾川的視覺機械手系統。可完成紙盒自動送紙、上膠、機械手定位貼合、折耳，壓泡等功能。同時本方案采用純電子凸輪結構，運行穩定高效，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

　　包裝行業涵蓋范圍極廣，可從被包裝產品用途、包裝形式、包裝材質等多維度進行細分行業劃分，擁有眾多細分行業，我國已形成完整的包裝行業工業體系。2023年全國包裝行業規模以上企業累計完成營業收入11539億元，其中紙和紙板容器的制造實現營收2682.57億元，占比23.25%。

　　天地蓋成型機是紙板容器的制造中的重要設備，制造的包裝盒用于各類價值較高的商品，如化妝品、小禮品、電子產品等的外包裝。隨著包裝行業的快速發展，天地蓋成型機作為制造各類包裝盒的關鍵設備，其性能與效率直接關系到產品的市場競爭力。為了滿足包裝行業的多樣化需求，禾川提供了一套全面、 詳細的天地蓋成型機整體解決方案，旨在幫助企業實現高效、穩定、智能的包裝盒生產。

　　1 天地蓋成型機發展概述

　　天地蓋成型機的發展可以追溯到人工手動操作的階段，隨著科技的進步，逐漸發展到機械半自動和全自動操作。

　　1.1 手動階段

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

　　1.2半自動階段

　　隨著機械技術的發展，出現了半自動天地蓋成型機。這些機器在一定程度上提高了生產效率和質量，但仍需要人工干預，如模具的更換、參數的調整等。

圖1 天地蓋成型機

　　1.3 全自動階段

　　近年來，隨著人工智能、信息技術等的快速發展，全自動天地蓋成型機逐漸普及。這些機器具備更高的生產效率、穩定性和精度，同時減少了對人工的需求。

　　在發展過程中，天地蓋成型機的技術不斷創新和改進，以適應市場需求的變化。例如，機器的外觀設計更加精致、占地面積更小;技術參數更加先進，能夠適應多種面紙和操作需求;運行效率更高，廢盒率更低;細節處理更加嚴謹。

　　同時，上下游產業鏈的不斷延伸和擴大也為天地蓋成型機的發展提供了支持。例如，紙盒包裝所處的制造行業總量的增長，以及印包行業帶來的各行業產值的增加，都推動了天地蓋成型機的市場需求。

　　未來，隨著科技的進一步發展和市場需求的不斷變化，天地蓋成型機有望繼續向智能化、高效化和多功能化方向發展，為包裝行業提供更優質的解決方案。

　　2 禾川天地蓋成型機解決方案

　　2.1 設備概述

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

圖2 設備現場圖

　　2.2 設備構成

　　該機器通常包括取面紙部分、機械手定位部分、取盒部分、和成型部分，可以實現紙盒的自動化生產，提高生產效率和質量。

　　(1)取面紙部分：負責將一沓面紙，進行分紙后一張一張送入膠輥上膠并精準輸送(圖3)。

圖3

　　(2)機械手定位部分：視覺機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到成型部分上方。

　　(4)成型部分：主要負責將面紙折入盒內進行壓模成型(圖5)。

圖5

　　2.3 工藝流程

　　天地蓋成型機工藝大概可以分為倆個部分，分別是流水線部分和成型部分。

　　2.3.1 流水線部分工藝

　　(1)飛達機構：該部分由一個小凸輪構成，電機轉一圈，機械做一個取面紙動作;

　　(2)面紙輸送部分：該部分主要由牽引軸、膠輥軸、輸送軸三個軸聯合構成，在面紙輸送時需要保證三軸在勻速區時的線速度一致，否則面紙還產生拉扯或褶皺;

　　2.3.2 成型部分工藝(圖6)

　　(1)取盒：取盒機械手在取盒位置和貼盒位置做往復運動;

　　(2)主軸、底模：通過倆個軸將盒子送到打角位和成型位置;

　　(3)合模：相對于主軸運動的一個軸，通過上下運動將面紙貼到盒子內壁;

　　(4)打角軸：四個軸，將盒子四個角上的耳朵折進去;

　　(5)刀片軸：四個軸，刀片平行運動，將面紙折進去;

　　(6)壓泡軸：四個軸，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 禾川天地蓋成型機方案

　　禾川天地蓋成型機方案以兩個FE7100觸摸屏作為信息交互層，HCQ5P-1500為控制層，采用Y7S驅動器作為驅動層，執行層采用了X2和X6系列伺服電機，如圖8所示。

　　圖8 禾川天地蓋成型機方案系統拓撲圖

　　禾川全自動天地蓋成型機可通過FE7100觸摸屏實時查看設備狀態，方便用戶操作。HCQ5P-1500是禾川自主研發的中型PAC，在禾川全自動天地蓋成型機方案中可輕松帶動25軸運動，Y7S型高性能伺服系統采用全新的控制算法平臺，以卓越的驅動性能，更豐富的總線和擴展功能來滿足不同行業客戶的多樣控制需求。同時具有更高的動態響應，定位精度和可靠性，以及更快的速度、易于使用、免調整功能等7大核心性能，搭配禾川X6電機，運行穩定，功能強大，可以完成高精度、高速度、高強度的生產。

　　2.5 方案優勢

　　(1)采用Q5P控制器+Y7S伺服+X2和X6電機的整套禾川方案;

　　(2)總線伺服，一線到底，減少復雜的脈沖接線，杜絕脈沖干擾;

　　(3)禾川機械手高速高效，與相機通訊最快可達1MS，出發拍照到獲取點位低至50MS以內，每分鐘可貼盒45個，大幅領先行業標準;

　　(4)禾川機械手到位精準：貼盒成功率可達百分之百，到位誤差<0.1mm，保證產品輸出質量可控;

　　(5)個性化實用：全套禾川定制軟件，底層自研，針對客戶操作習慣、布局審美等需求可隨時進行二次開發，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，更換盒子僅需調整少數關鍵位置和參數，自動計算生成凸輪表;

　　(7)整機采用純電子凸輪結構，運行穩定高效。