CN110562522B - 一种单电机驱动的金币巧克力包装压花一体机及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于食品包装设备相关领域，并公开了一种单电机驱动的金币巧克力包装压花一体机，其包括作为安装基础的机架，安装于该机架上的送巧克力胚机构、送铝箔机构、凸轮冲切包装机构、巧克力传送机构和压花机构，以及布置在该机架下侧且通过一根主轴对上述各个机构分别相连驱动的单个电机。其中各机构由单个电机通过同步带和齿轮、槽轮驱动，精确时序配合完成对巧克力胚的包装和印花。本发明还公开了相应的加工方法。通过本发明，不仅可实现一个主轴周期内包含送胚‑传动‑冲切‑压花等多个工序的全部操作，而且与现有设备相比结构紧凑且便于操控，显著提高了整体的生产效率和加工精确度。

Description

一种单电机驱动的金币巧克力包装压花一体机及加工方法

技术领域

本发明属于食品包装设备相关领域，更具体地，涉及一种单电机驱动的金币巧克力包装压花一体机及加工方法。

背景技术

金币巧克力是一种常见的糖果，因其有趣逼真的外形和巧克力独有的香醇口味而受到大众的欢迎。目前金币巧克力的实际生产情况是效率较低，各工序分离进行，过分依赖人工操作。为推进生产方式的转变，一些厂家也推出了半自动化的巧克力包装设备，但这些设备大多只实现了巧克力生产的单个工序，对于成胚、包装和压花工步的完成往往需要多个设备的配合，这大大降低了生产效率，对能源、材料和人工成本有较大浪费。

具体而言，现有技术中已经提出了一些巧克力包装设备。例如，CN201510840236.0公开了一种巧克力包装机构，其中通过四杆联动机构和凸轮传动机构来实现对巧克力的单个传动精确控制；又如，CN201610834837.5公开了一种多边形巧克力单冲包装机，其中冲压切花机构包括传动机构、上压盖、底座、上压花冲头、下压花冲头、上套壳模、下套壳模、导柱、下压花冲头弹簧等。这些现有技术在一定程度上改善了对冲压、压花等操作环节的自动化程度，但对如何更为高效地集成整个巧克力生成流程的所有环节、以及如何更好地满足操控便利性、结构紧凑性、传动精度及自动化等方面的综合需求，仍有待进一步的优化。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种单电机驱动的金币巧克力包装压花一体机，其中通过紧密结合金币巧克力自身的实际加工工况特征，对一体机的整体空间构造布局及多个关键组件如送巧克力胚机构、压花机构等的结构设置方式等重新进行了针对性设计，相应不仅可实现一个主轴周期内包含送胚-传动-冲切-压花等多个工序的全部操作，而且与现有设备相比仅需要单个电机驱动，结构紧凑且便于操控，显著提高了整体的生产效率和加工精确度。

相应地，按照本发明的一个方面，提供了一种单电机驱动的金币巧克力包装压花一体机，其特征在于，该一体机包括作为安装基础的机架，安装于该机架上的送巧克力胚机构、送铝箔机构、凸轮冲切包装机构、巧克力传送机构和压花机构，以及布置在该机架下侧且通过一根主轴对上述各个机构分别相连驱动的单个电机，其中：

所述送巧克力胚机构包括储胚槽、送胚盘、送胚曲柄、上层挡板、上层铝箔切割刀具、下层挡板和下层铝箔切割刀具，并共同构成为整个设备的工作台面；其中，该储胚槽中预存有巧克力胚，该送胚盘的前端加工有与巧克力胚外形相匹配的半圆槽，它与所述送胚曲柄相联以组成曲柄滑块机构，并用于在所述电机的驱动下而转动至所述储胚槽处接收巧克力胚，同时停留在冲切工位一段时间；

所述送铝箔机构用于将分别置于所述工作台面上下两侧的上层铝箔和下层铝箔同步传送至所述冲切工位，并且横向展开和将巧克力胚夹在中间；

所述凸轮冲切包装机构包括相对于所述工作台面而上下对称布置的两个部分，各个部分分别包括凸轮和冲头，其中该凸轮在所述电机的带动下驱动所述冲头执行上下相对运动，由此配合所述上层挡板、上层铝箔切割刀具、下层挡板和下层铝箔切割刀具一同将送至此处的铝箔及巧克力胚冲压和切断成圆形，同时使得铝箔从巧克力胚的上下表面进行包裹，由此完成对巧克力的包装工序；

所述巧克力传送机构用于将包装完毕后的巧克力继续输送至印花工位处，以及用于将成品巧克力推出印花工位；

所述压花机构包括分设在印花工位左右两侧且各自由压花上连杆、压花横连杆、压花下连杆和压花头组成的两套连杆组件，它们均由中间的盘状压花曲柄驱动；该压花机构还包括相互联接的第一双销销轮和第一四槽槽轮，其中该第一双销销轮通过印花同步带同样与所述电机相连，由此在该电机的驱动下发生转动，并带动所述第一四槽槽轮以及与其相连的所述盘状压花曲柄发生转动，进而使得所述两套连杆组件配合完成对巧克力的印花工序。

作为进一步优选地，对于所述送铝箔机构而言，其优选包括单销销轮、槽轮、送铝箔同步带和多个直齿轮，其中该单销销轮在所述电机的带动下，使得与之相连的所述槽轮间歇转动并带动所述送铝箔同步带，由此将置于所述工作台面下侧的所述下层铝箔间歇传送至所述冲切工位；该多个直齿轮则用于将所述下层铝箔反向转动传输，并保持与所述上层铝箔同步。

作为进一步优选地，对于所述凸轮冲切包装机构而言，它的两个冲头的中心连线优选与所述上层铝箔、下层铝箔成60°的夹角。

作为进一步优选地，对于所述巧克力传送机构而言，其优选包括推糖盘、第二四槽槽轮、第二双销销轮、两个锥齿轮、推糖曲柄和推糖摇杆；其中，该第二双销销轮通过推糖同步带同样与所述电机相连，由此在该电机的驱动下发转动，并带动所述两个锥齿轮以及与之相连的所述推糖曲柄、推糖摇杆一同发生转动，进而使得所述推糖盘执行将包装完毕后的巧克力继续输送至印花工位处、或者将成品巧克力推出印花工位的操作。

作为进一步优选地，所述巧克力传送机构的左右极限位置优选设计为处于所述凸轮冲切包装机构的两个冲头的连心线上。

作为进一步优选地，对于所述压花机构而言，它的两套连杆组件优选设计为运动周期互补，即一个落下的同时另一个抬起。

按照本发明的另一方面，还提供了相应的加工方法，其特征在于，该方法包括下列工序：

(i)送料工序

随着所述电机的主轴转动，所述送胚曲柄转动带动所述送胚盘将巧克力胚送至所述凸轮冲切包装机构的冲头处，此时所述送胚曲柄正在处在所述送胚盘的半圆槽中转动，巧克力胚被该送胚盘约束在孔位处；与此同时，所述送铝箔机构将铝箔移动一段距离，使巧克力胚夹在两片未冲孔的铝箔之间，至此送料工序完成；

(ii)包装工序

接着，所述凸轮冲切包装机构中处于上侧的部分推动其冲头向下运动，将上层铝箔压在所述上层铝箔切割刀具上切断，并继续向下推动巧克力胚向下以将下层铝箔压在下层铝箔切割刀具上切断，同时将切下的铝箔包在巧克力胚的下表面；在此过程中，所述凸轮冲切包装机构中处于下侧的部分配合向下移动，到达近休止点后向上推动巧克力和切下的上层铝箔，同时将上层铝箔包在巧克力上表面，至此包装工序完成；

(iii)压花工序

接着，所述巧克力传送机构将包装完成的巧克力胚送至所述压花机构处，其压花头在所述盘状压花曲柄的驱动下完成压花工序；压花完成后，所述巧克力传送机构在下一个工作周期来时将成品巧克力推出压花孔位。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、本发明通过对一体机的整体空间构造布局及多个关键组件如送巧克力胚机构、压花机构等的结构设置方式等重新进行了针对性设计，相应不仅可实现一个主轴周期内包含送胚-传动-冲切-压花等多个工序的全部操作，而且与现有设备相比仅需要单个电机驱动，结构紧凑且便于操控，显著提高了整体的生产效率和加工精确度；

2、更具体地，本发明还凭借压花机构、巧克力传送机构等组件的多连杆式设计，能够确保多个连杆在整个运动过程中处于死点位置，在静止的时间里对巧克力更为精准地保压，保证压花花纹的清晰，同时还便于与机架形成无急回特性的运动框架，因而尤其适用于金币巧克力之类的应用场合。

附图说明

图1是按照本发明所构建的金币巧克力包装压花一体机的立体构造示意图；

图2是按照本发明的一个优选实施方式、针对送巧克力胚机构的具体结构示意图；

图3是按照本发明的另一优选实施方式、针对巧克力传送机构的具体结构示意图；

图4是用于具体显示压花机构及其配套驱动的结构后视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和多个实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明所构建的金币巧克力包装压花一体机的立体构造示意图。如图1所示，该金币巧克力包装压花一体机包括作为安装基础的机架，安装于该机架上的送巧克力胚机构、送铝箔机构、凸轮冲切包装机构、巧克力传送机构和压花机构，以及布置在该机架下侧且通过一根主轴对上述各个机构分别相连驱动的单个电机，下面将对其逐一进行具体解释说明。

如图2所示，所述送巧克力胚机构譬如可包括储胚槽35、送胚盘36、送胚曲柄37、上层挡板31、上层铝箔切割刀具32、下层挡板34和下层铝箔切割刀具33，并共同构成为整个设备的工作台面；其中，该储胚槽35中预存有巧克力胚，该送胚盘36的前端加工有与巧克力胚外形相匹配的半圆槽，它与所述送胚曲柄37相联以组成曲柄滑块机构，并用于在所述电机的驱动下而转动至所述储胚槽35处接收巧克力胚，同时停留在冲切工位一段时间。

更具体地，送胚曲柄譬如可为圆盘状，送胚盘36上带有半圆槽，两者配合组成曲柄滑块机构，且送胚盘36前端有半圆状凹槽可容纳两块巧克力胚，以完成推动巧克力胚到凸轮冲切包装机构的工作位置，并停留一段时间的功能。

如图1所示，所述送铝箔机构用于将分别置于所述工作台面上下两侧的上层铝箔和下层铝箔同步传送至所述冲切工位，并且横向展开和将巧克力胚夹在中间。

按照本发明的一个优选实施例，该送铝箔机构优选可包括单销销轮11、槽轮12、送铝箔同步带14和多个直齿轮，其中该单销销轮11在所述电机的带动下，使得与之相连的所述槽轮12间歇转动并带动所述送铝箔同步带14，由此将置于所述工作台面下侧的所述下层铝箔间歇传送至所述冲切工位；该多个直齿轮则用于将所述下层铝箔反向转动传输，并保持与所述上层铝箔同步。

同样如图1中所示，所述凸轮冲切包装机构包括相对于所述工作台面而上下对称布置的两个部分，各个部分分别包括凸轮和冲头，其中该凸轮在所述电机的带动下驱动所述冲头执行上下相对运动，由此配合所述上层挡板、上层铝箔切割刀具、下层挡板和下层铝箔切割刀具一同将送至此处的铝箔及巧克力胚冲压和切断成圆形，同时使得铝箔从巧克力胚的上下表面进行包裹，由此完成对巧克力的包装工序。

更具体地，按照本发明的一个优选实施方式，该凸轮冲切包装机构的上下两部分分别位于工作台面上下位置，包括利用凸轮机构驱动的上下冲头各一个，且冲头为双头结构，中心连线进一步优选设计与铝箔成60度角，冲头摆放位置的合理布局提高了铝箔材料的利用率。

如图4中所示，所述压花机构包括分设在印花工位左右两侧且各自由压花上连杆54、压花横连杆55、压花下连杆56和压花头57组成的两套连杆组件，它们均由中间的盘状压花曲柄52驱动；该压花机构还包括相互联接的第一双销销轮51和第一四槽槽轮53，其中该第一双销销轮51通过印花同步带同样与所述电机相连，由此在该电机的驱动下发生转动，并带动所述第一四槽槽轮53以及与其相连的所述盘状压花曲柄52发生转动，进而使得所述两套连杆组件配合完成对巧克力的印花工序。

更具体地，整个压花机构可以连同机架构成类似六杆的机构，且利用死点附近的增力特性保证压花的压力足够；左右两套压花机构通过中间的盘状曲柄52驱动，且优选设计为周期互补，即一个落下的同时另一个抬起；在槽轮销轮的间歇运动的静止时间内，一侧的六杆机构恰好处于抬起的最高点，另一侧恰好处于压花最低点，此时压花上连杆54和压花下连杆56共线，整个六杆处于死点位置，在静止的时间里对巧克力保压，保证压花花纹的清晰。

此外，所述巧克力传送机构用于将包装完毕后的巧克力继续输送至印花工位处，以及用于将成品巧克力推出印花工位。

如图3中所示，按照本发明的另一优选实施例，该巧克力传送机构可以包括推糖盘41、第二四槽槽轮42、第二双销销轮43、两个锥齿轮47和48、推糖曲柄47和推糖摇杆45；其中，该第二双销销轮43通过推糖同步带同样与所述电机相连，由此在该电机的驱动下发转动，并带动所述两个锥齿轮以及与之相连的所述推糖曲柄47、推糖摇杆45一同发生转动，进而使得所述推糖盘41执行将包装完毕后的巧克力继续输送至印花工位处、或者将成品巧克力推出印花工位的操作。

更具体地，推糖盘41的形状可与包装冲头和压花冲头配合，上面开有比待包装巧克力略大的孔和稍小的槽。推糖曲柄47、推糖摇杆45和推糖盘41优选可与机架构成无急回特性的四杆机构，且左右极限位置恰好在上下包装冲头的连心线上，使得前述上下凸轮冲切包装机构的上下冲头可以通过推糖盘上的孔冲切铝箔并包装巧克力胚。

下面将具体解释按照本发明的金币巧克力包装压花一体机的工作过程。其相关工作行程如下表1所示。

表1

首先，是送料工序。

随着所述电机的主轴转动，所述送胚曲柄37转动带动所述送胚盘36将巧克力胚送至所述凸轮冲切包装机构的冲头处，此时所述送胚曲柄37正在处在所述送胚盘36的半圆槽中转动，巧克力胚被该送胚盘约束在孔位处；与此同时，所述送铝箔机构将铝箔移动一段距离，使巧克力胚夹在两片未冲孔的铝箔之间，至此送料工序完成。

接着，是包装工序。

所述凸轮冲切包装机构中处于上侧的部分推动其冲头向下运动，将上层铝箔压在所述上层铝箔切割刀具32上切断，并继续向下推动巧克力胚向下以将下层铝箔压在下层铝箔切割刀具33上切断，同时将切下的铝箔包在巧克力胚的下表面；在此过程中，所述凸轮冲切包装机构中处于下侧的部分配合向下移动，到达近休止点后，向上推动巧克力和切下的上层铝箔，同时将上层铝箔包在巧克力上表面，至此包装工序完成。

最后，是压花工序。

所述巧克力传送机构将包装完成的巧克力胚送至所述压花机构处，其压花头在所述盘状压花曲柄52的驱动下完成压花工序；压花完成后，所述巧克力传送机构在下一个工作周期来时将成品巧克力推出压花孔位。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种单电机驱动的金币巧克力包装压花一体机，其特征在于，该一体机包括作为安装基础的机架，安装于该机架上的送巧克力胚机构、送铝箔机构、凸轮冲切包装机构、巧克力传送机构和压花机构，以及布置在该机架下侧且通过一根主轴对上述各个机构分别相连驱动的单个电机，其中：

所述送巧克力胚机构包括储胚槽（35）、送胚盘（36）、送胚曲柄（37）、上层挡板（31）、上层铝箔切割刀具（32）、下层挡板（34）和下层铝箔切割刀具（33），并共同构成为整个设备的工作台面；其中，该储胚槽（35）中预存有巧克力胚，该送胚盘（36）的前端加工有与巧克力胚外形相匹配的半圆槽，它与所述送胚曲柄（37）相联以组成曲柄滑块机构，并用于在所述电机的驱动下而转动至所述储胚槽（35）处接收巧克力胚，同时停留在冲切工位一段时间；

所述送铝箔机构用于将分别置于所述工作台面上下两侧的上层铝箔和下层铝箔同步传送至所述冲切工位，并且横向展开和将巧克力胚夹在中间；

所述凸轮冲切包装机构包括相对于所述工作台面而上下对称布置的两个部分，各个部分分别包括凸轮和冲头，其中该凸轮在所述电机的带动下驱动所述冲头执行上下相对运动，由此配合所述上层挡板（31）、上层铝箔切割刀具（32）、下层挡板（34）和下层铝箔切割刀具（33）一同将送至此处的铝箔及巧克力胚冲压和切断成圆形，同时使得铝箔从巧克力胚的上下表面进行包裹，由此完成对巧克力的包装工序；

所述巧克力传送机构用于将包装完毕后的巧克力继续输送至印花工位处，以及用于将成品巧克力推出印花工位；

所述压花机构包括分设在印花工位左右两侧且各自由压花上连杆（54）、压花横连杆（55）、压花下连杆（56）和压花头（57）组成的两套连杆组件，它们均由中间的盘状压花曲柄（52）驱动；该压花机构还包括相互联接的第一双销销轮（51）和第一四槽槽轮（53），其中该第一双销销轮（51）通过印花同步带同样与所述电机相连，由此在该电机的驱动下发生转动，并带动所述第一四槽槽轮（53）以及与其相连的所述盘状压花曲柄（52）发生转动，进而使得所述两套连杆组件配合完成对巧克力的印花工序；

对于所述送铝箔机构而言，其包括单销销轮（11）、槽轮（12）、送铝箔同步带（14）和多个直齿轮，其中该单销销轮（11）在所述电机的带动下，使得与之相连的所述槽轮（12）间歇转动并带动所述送铝箔同步带（14），由此将置于所述工作台面下侧的所述下层铝箔间歇传送至所述冲切工位；该多个直齿轮则用于将所述下层铝箔反向转动传输，并保持与所述上层铝箔同步。

2.如权利要求1所述的一种单电机驱动的金币巧克力包装压花一体机，其特征在于，对于所述凸轮冲切包装机构而言，它的两个冲头的中心连线与所述上层铝箔、下层铝箔成60°的夹角。

3.如权利要求1所述的一种单电机驱动的金币巧克力包装压花一体机，其特征在于，对于所述巧克力传送机构而言，其包括推糖盘（41）、第二四槽槽轮（42）、第二双销销轮（43）、两个锥齿轮（47,48）、推糖曲柄（46）和推糖摇杆（45）；其中，该第二双销销轮（43）通过推糖同步带同样与所述电机相连，由此在该电机的驱动下发转动，并带动所述两个锥齿轮以及与之相连的所述推糖曲柄（46）、推糖摇杆（45）一同发生转动，进而使得所述推糖盘（41）执行将包装完毕后的巧克力继续输送至印花工位处、或者将成品巧克力推出印花工位的操作。

4.如权利要求3所述的一种单电机驱动的金币巧克力包装压花一体机，其特征在于，所述巧克力传送机构的左右极限位置设计为处于所述凸轮冲切包装机构的两个冲头的连心线上。

5.如权利要求1所述的一种单电机驱动的金币巧克力包装压花一体机，其特征在于，对于所述压花机构而言，它的两套连杆组件设计为运动周期互补，即一个落下的同时另一个抬起。

6.一种金币巧克力包装压花加工方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1-5任意一项所述的一体机来加工，并包括下列工序：

（i）送料工序

随着所述电机的主轴转动，所述送胚曲柄（37）转动带动所述送胚盘（36）将巧克力胚送至所述凸轮冲切包装机构的冲头处，此时所述送胚曲柄（37）正在处在所述送胚盘（36）的半圆槽中转动，巧克力胚被该送胚盘约束在孔位处；与此同时，所述送铝箔机构将铝箔移动一段距离，使巧克力胚夹在两片未冲孔的铝箔之间，至此送料工序完成；

（ii）包装工序

接着，所述凸轮冲切包装机构中处于上侧的部分推动其冲头向下运动，将上层铝箔压在所述上层铝箔切割刀具（32）上切断，并继续向下推动巧克力胚向下以将下层铝箔压在下层铝箔切割刀具（33）上切断，同时将切下的铝箔包在巧克力胚的下表面；在此过程中，所述凸轮冲切包装机构中处于下侧的部分配合向下移动，到达近休止点后向上推动巧克力和切下的上层铝箔，同时将上层铝箔包在巧克力上表面，至此包装工序完成；

（iii）压花工序

接着，所述巧克力传送机构将包装完成的巧克力胚送至所述压花机构处，其压花头在所述盘状压花曲柄（52）的驱动下完成压花工序；压花完成后，所述巧克力传送机构在下一个工作周期来时将成品巧克力推出压花孔位。