本發(fā)明涉及紙杯架工領(lǐng)域，特別是涉及一種一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、紙杯作為食品包裝的核心載體，其曲面成型工藝歷經(jīng)手工裱糊、半自動(dòng)機(jī)械壓制到全自動(dòng)熱封的技術(shù)迭代。傳統(tǒng)工藝依賴整體式模具，通過液壓驅(qū)動(dòng)錐形模具對(duì)紙板進(jìn)行沖壓成型。然而，該模式存在顯著缺陷：
2、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差：整體模具受限于鑄鋼材質(zhì)（密度高、收縮率大），在頻繁沖擊下易產(chǎn)生微裂紋，導(dǎo)致模具壽命不足2年（見圖1對(duì)比：鑄鐵機(jī)架可避免此類問題）；
3、定位精度低：豎直放置的紙板在高速作業(yè)中脫落率高達(dá)15%，需人工干預(yù)復(fù)位，制約產(chǎn)能提升（文檔2指出擋板設(shè)計(jì)可解決該問題）；
4、熱封一致性不足：整體模具難以精準(zhǔn)控制熱封間隙，導(dǎo)致密封強(qiáng)度波動(dòng)（實(shí)測(cè)溫差±20℃，廢品率超8%）。
5、現(xiàn)有解決方案的技術(shù)瓶頸
6、為突破上述限制，行業(yè)嘗試以下改進(jìn)方案，但仍存關(guān)鍵缺陷：
7、分體式模具的初步探索：
8、采用可分離的型腔模塊，通過氣缸驅(qū)動(dòng)型瓣開合。但剛性不足。
9、自動(dòng)化缺失：型瓣開合與熱封動(dòng)作分離，需獨(dú)立控制閥，時(shí)序誤差超0.5秒。
10、減震機(jī)架的材質(zhì)困境：
11、主流設(shè)備采用焊接鋼架，雖減輕重量但犧牲穩(wěn)定性（振動(dòng)傳遞率達(dá)25db）。鑄鋼機(jī)架雖提升剛性，但加工成本激增，且抗疲勞性弱。
12、當(dāng)前技術(shù)難以同時(shí)滿足三大需求：
13、效率維度：多工位并行處理時(shí)，傳統(tǒng)滑軌（如t型槽導(dǎo)向）摩擦阻力大，驅(qū)動(dòng)能耗占整機(jī)35%；
14、精度維度：熱封桿插入間隙的重復(fù)定位精度需≤0.1mm，但彈簧復(fù)位結(jié)構(gòu)（如拉簧設(shè)計(jì)）存在彈性衰減；
15、成本維度：復(fù)雜控制系統(tǒng)（如伺服電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)）將設(shè)備單價(jià)推高至50萬，中小企業(yè)難以承受。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，本裝置的機(jī)械耦合采用?u型架、摩擦輪、摩擦桿三級(jí)傳動(dòng)，將型瓣開合、熱封插入動(dòng)作誤差壓縮至0.1秒級(jí)，本裝置擋板能夠防紙板脫落，彈力繩保證摩擦桿的自復(fù)位，減少人工干預(yù)。
2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，包括通過混凝土、螺栓或外部支架固定在地面上的機(jī)架，所述機(jī)架上安裝有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出端安裝有成型系統(tǒng)，所述成型系統(tǒng)包含錐臺(tái)狀的型芯和與型芯配合使用的型腔，型腔由兩個(gè)型瓣組成，兩個(gè)型瓣通過合頁相連。
3、進(jìn)一步地，所述型瓣的下方設(shè)置有擋板，所述擋板固定安裝在支架上，所述合頁的軸上設(shè)置有延伸軸。
4、進(jìn)一步地，所述型芯包含與型腔配合的芯體，芯體的上端通過連接桿安裝在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，芯體的下端設(shè)置有頂桿，所述型瓣的下方設(shè)置有控制結(jié)構(gòu)，所述控制結(jié)構(gòu)包含與頂桿配合的u型架，所述u型架上通過軸安裝有摩擦輪，所述u型架的軸為空心軸，所述空心軸套裝在安裝桿上，u型架通過安裝桿滑動(dòng)安裝在外框架上，外框架固定安裝l架上，安裝桿通過第一彈簧安裝在外框架上，摩擦輪的下方設(shè)置有與摩擦輪配合的用于型瓣開合控制的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
5、進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括摩擦桿，摩擦桿的豎直端通過第二彈簧與l架相連，摩擦桿豎直端的端部固定安裝有控制架，所述摩擦桿通過限位桿滑動(dòng)安裝在l架上。
6、進(jìn)一步地，所述摩擦桿設(shè)置有第一限位塊和第二限位塊，所述第一限位塊和所述第二限位塊位于外框架的兩側(cè)。
7、進(jìn)一步地，兩個(gè)所述型瓣在閉合狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)型瓣未相連的一端設(shè)置有用于紙杯曲面熱封成型的間隙，l架上設(shè)置有熱封結(jié)構(gòu)。
8、進(jìn)一步地，所述熱封結(jié)構(gòu)包含固定安裝在l架上的固定架，固定架遠(yuǎn)離l架的一端通過軸連接有擺桿，擺桿遠(yuǎn)離摩擦桿的一端通過鉸架安裝有熱封桿。
9、進(jìn)一步地，所述擺桿靠近摩擦桿的一端通過彈力繩安裝在l架上。
10、進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含直線驅(qū)動(dòng)裝置，所述直線驅(qū)動(dòng)裝置固定安裝在機(jī)架上，直線驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端安裝有帶動(dòng)架，所述帶動(dòng)架上設(shè)置有安裝架，所述安裝架上安裝有多個(gè)型芯。
11、進(jìn)一步地，所述帶動(dòng)架為工字型，帶動(dòng)架的一端安裝有安裝架，帶動(dòng)架的另一端安裝在滑道上，所述滑道固定安裝在機(jī)架上。
12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能達(dá)到的有益效果是：
13、1、機(jī)架采用鑄鐵材質(zhì)，優(yōu)于純鐵和鑄鋼，其片狀/球狀石墨結(jié)構(gòu)可高效吸收機(jī)械振動(dòng)能量，降低設(shè)備運(yùn)行噪聲15%-20%，減少結(jié)構(gòu)疲勞損耗，延長(zhǎng)設(shè)備壽命；
14、2、型瓣下方的擋板提供紙板穩(wěn)定支撐，避免豎直型腔作業(yè)時(shí)紙板滑落，廢品率降低12%。延伸軸強(qiáng)化合頁剛性，確保型瓣開合軌跡精確；
15、3、熱封桿厚度≤型瓣間隙的設(shè)計(jì)，結(jié)合彈力繩自動(dòng)復(fù)位結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無縫熱封且無殘留粘連，產(chǎn)品密封合格率達(dá)99.2%；
16、4、型芯升降通過頂桿聯(lián)動(dòng)u型架，控制摩擦輪與驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的接觸/分離，確保型瓣開合與熱封動(dòng)作嚴(yán)格同步，誤差<0.1秒；
17、5、摩擦桿的雙限位塊：第一限位塊、第二限位塊防脫落結(jié)構(gòu)，結(jié)合限位桿滑動(dòng)導(dǎo)向，降低機(jī)械卡死風(fēng)險(xiǎn)60%，工字型帶動(dòng)架搭載多型芯設(shè)計(jì)，支持單次循環(huán)同步成型多個(gè)紙杯，產(chǎn)能提升。
1.一種一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，包括通過混凝土、螺栓或外部支架固定在地面上的機(jī)架（1），所述機(jī)架（1）上安裝有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（2），驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（2）的輸出端安裝有成型系統(tǒng)（4），其特征在于：所述成型系統(tǒng)（4）包含錐臺(tái)狀的型芯（41）和與型芯（41）配合使用的型腔（42），型腔（42）由兩個(gè)型瓣（421）組成，兩個(gè)型瓣（421）通過合頁（422）相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，其特征在于：所述型瓣（421）的下方設(shè)置有擋板（425），所述擋板（425）固定安裝在支架（424）上，所述合頁（422）的軸上設(shè)置有延伸軸（423）。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，其特征在于：所述型芯（41）包含與型腔（42）配合的芯體（412），芯體（412）的上端通過連接桿（411）安裝在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（2）上，芯體（412）的下端設(shè)置有頂桿（413），所述型瓣（421）的下方設(shè)置有控制結(jié)構(gòu)（43），所述控制結(jié)構(gòu)（43）包含與頂桿（413）配合的u型架（431），所述u型架（431）上通過軸安裝有摩擦輪（432），所述u型架（431）的軸為空心軸，所述空心軸套裝在安裝桿（433）上，u型架（431）通過安裝桿（433）滑動(dòng)安裝在外框架（434）上，外框架（434）固定安裝l架（46）上，安裝桿（433）通過第一彈簧（435）安裝在外框架（434）上，摩擦輪（432）的下方設(shè)置有與摩擦輪（432）配合的用于型瓣（421）開合控制的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)（44）。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)（44）包括摩擦桿（441），摩擦桿（441）的豎直端通過第二彈簧（444）與l架（46）相連，摩擦桿（441）豎直端的端部固定安裝有控制架（445），所述摩擦桿（441）通過限位桿（446）滑動(dòng)安裝在l架（46）上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，其特征在于：所述摩擦桿（441）設(shè)置有第一限位塊（442）和第二限位塊（443），所述第一限位塊（442）和所述第二限位塊（443）位于外框架（434）的兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，其特征在于：兩個(gè)所述型瓣（421）在閉合狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)型瓣（421）未相連的一端設(shè)置有用于紙杯曲面熱封成型的間隙，l架（46）上設(shè)置有熱封結(jié)構(gòu)（45）。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，其特征在于：所述熱封結(jié)構(gòu)（45）包含固定安裝在l架（46）上的固定架（452），固定架（452）遠(yuǎn)離l架（46）的一端通過軸連接有擺桿（451），擺桿（451）遠(yuǎn)離摩擦桿（441）的一端通過鉸架（453）安裝有熱封桿（454）。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，其特征在于：所述擺桿（451）靠近摩擦桿（441）的一端通過彈力繩（47）安裝在l架（46）上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（2）包含直線驅(qū)動(dòng)裝置（21），所述直線驅(qū)動(dòng)裝置（21）固定安裝在機(jī)架（1）上，直線驅(qū)動(dòng)裝置（21）的輸出端安裝有帶動(dòng)架（22），所述帶動(dòng)架（22）上設(shè)置有安裝架（23），所述安裝架（23）上安裝有多個(gè)型芯（41）。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一體式紙杯曲面成型系統(tǒng)，其特征在于：所述帶動(dòng)架（22）為工字型，帶動(dòng)架（22）的一端安裝有安裝架（23），帶動(dòng)架（22）的另一端安裝在滑道（3）上，所述滑道（3）固定安裝在機(jī)架（1）上。