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據(jù)不徹底統(tǒng)計(jì)分析:二零一三年在我國食品類和包裝設(shè)備領(lǐng)域進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)值2920億人民幣,同比增長率16．80%,超出全國各地機(jī)械工程當(dāng)初年增長率[1]。這些年,伴隨著我國現(xiàn)代化腳步的慢慢加速,食品包裝材料機(jī)械設(shè)備以每一年18%的速率增長,且早已出現(xiàn)了一批貼近和做到國際性水準(zhǔn)的高檔商品[2]。但例如公司經(jīng)營規(guī)模小、商品層級低和可信性差、進(jìn)口依靠比較嚴(yán)重、開發(fā)設(shè)計(jì)工作能力不高、研發(fā)投入不夠、技術(shù)專業(yè)技術(shù)人才欠缺等難題也使中國包裝設(shè)備商品飽受詬病[3]?，F(xiàn)階段,中國“制作包裝袋-填充-密封”包裝設(shè)備商品的型號以單列、三邊封口型主導(dǎo)[4]。一小包包裝在藥業(yè)和食品企業(yè)運(yùn)用普遍,其包裝內(nèi)容物不缺粉狀、顆粒原材料。而中國大部分小顆粒原材料全自動包裝機(jī)大多數(shù)為單列式,包裝速率一般在20~80袋/min中間,這毫無疑問是不可以融入經(jīng)濟(jì)發(fā)展的發(fā)展趨勢、不能滿足銷售市場的要求的,因而科學(xué)研究髙速一小包包裝設(shè)計(jì)是銷售市場發(fā)展趨勢的大勢所趨[5]。
伴隨著社會發(fā)展的發(fā)展趨勢和技術(shù)性的發(fā)展,當(dāng)代包裝設(shè)計(jì)日漸朝著髙速、高寬比機(jī)械自動化、自動化技術(shù)和智能化系統(tǒng)的方位發(fā)展趨勢[6]。在持續(xù)提升包裝設(shè)備產(chǎn)品品質(zhì)的另外,也要提高工作效率。此外,在我國食品企業(yè)中小規(guī)模企業(yè)占有非常的占比,因而包裝設(shè)備還要具有一定的性價(jià)比高。自動控制原理的工作中物質(zhì)為氣體,安全性、零污染、低成本,而且相對于齒輪傳動和液壓傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡易,手疾眼快反映快[7]。PLC因?yàn)榫邆浞浅８叩目垢蓴_性和可靠性,被廣泛運(yùn)用于工業(yè)控制系統(tǒng)的各行各業(yè)。設(shè)計(jì)方案的系統(tǒng)軟件選用三菱FX3U系列產(chǎn)品PLC控制標(biāo)準(zhǔn)氣壓電子器件,根據(jù)觸摸顯示屏設(shè)定有關(guān)主要參數(shù)。
1高速小袋包裝機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及原理
這種髙速全自動包裝機(jī),集聚料定量分析、包裝成形、原材料添充、包裝密封等各類作用于一體,其工作中全過程以下:包裝袋根據(jù)正確引導(dǎo)輪被送至包裝袋子成形器處,成形后的包裝袋子根據(jù)縱封加溫輪進(jìn)行熱封合,并在縱封牽引輪的牽引帶下抵達(dá)橫封處,橫封組織 吸合將包裝袋子下孔封合。這時(shí)原材料經(jīng)過運(yùn)輸管路進(jìn)到包裝袋子中,隨后根據(jù)分離出來吹氣檢查口,空氣壓縮再度進(jìn)到管路,將運(yùn)輸管路中殘留料分離出來,橫封組織 再度吸合進(jìn)行包裝袋子上端封合。全自動包裝機(jī)橫封組織 選用U形密封,吸合一次可另外進(jìn)行當(dāng)今次包裝袋子上口的封合和下一包裝袋子下孔的封合。進(jìn)行包裝后,切割刀將包裝袋子切離,落下來的包裝袋子歷經(jīng)導(dǎo)輪掉入輸送帶中。

在高速小袋包裝機(jī)設(shè)計(jì)方案時(shí),送料一部分非常選用氣動式送料。待包裝原材料裝進(jìn)盛料盤里之后,在盛料回旋轉(zhuǎn)的全過程中,原材料會掉入固定不動在其中的好幾個容量式盛加料器內(nèi)。當(dāng)每一個容量式盛加料器所屬的通孔兩者之間正下方的轉(zhuǎn)動盤里的聯(lián)接氣管轉(zhuǎn)到給料氣管下方時(shí),空氣壓縮便將原材料吹進(jìn)運(yùn)輸管路。盛料回旋轉(zhuǎn)一周,可完成數(shù)次吹氣檢查送料,進(jìn)而完成髙速送料,進(jìn)而保證 髙速包裝的開展。在保證每袋包裝原材料品質(zhì)為0．5G的基本上,設(shè)計(jì)方案包裝速率達(dá)到240袋/min。
髙速全自動包裝機(jī)工作模式步驟如圖所示1所顯示。

圖1髙速全自動包裝機(jī)工作模式流程表
髙速全自動包裝機(jī)整體框架圖如圖2所顯示,關(guān)鍵由送料盤、進(jìn)氣口、縱封、橫封、切割刀、軟啟動器、閥門組、觸摸顯示屏等構(gòu)成。
圖2髙速全自動包裝機(jī)整體框架圖
2髙速全自動包裝機(jī)氣動控制閥設(shè)計(jì)方案
2．1 氣動控制閥總體方案設(shè)計(jì)
全自動包裝機(jī)氣動控制閥的氣動式控制回路控制圖如圖所示3所顯示,
氣動控制閥關(guān)鍵包含4個汽缸及其6個繼電器。在其中汽缸功效以下:縱封汽缸的關(guān)鍵功效是促進(jìn)縱封沿縱封挪動槽開展水準(zhǔn)挪動,在縱封抵達(dá)特定部位后出示穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)氣壓,確?？v封維持在特定部位,進(jìn)而開展包裝袋的縱封解決;縱封牽引帶輪汽缸的功效是促進(jìn)后面的縱封牽引帶輪往前側(cè)牽引帶輪挨近,使?fàn)恳龓л喲杆俚诌_(dá)并維持在特定部位;橫封汽缸的關(guān)鍵功效是促進(jìn)橫封,減少橫封的水準(zhǔn)行程安排,降低工作中用時(shí);切割刀汽缸的關(guān)鍵功效是迅速促進(jìn)切割刀,保證 將包裝結(jié)束的包裝袋子高速激光切割分離出來。

圖3氣動式控制回路控制圖
在設(shè)計(jì)方案髙速全自動包裝機(jī)時(shí),縱封、縱封牽引帶輪和橫封在標(biāo)準(zhǔn)氣壓減少后會全自動后退,切割刀附帶彈黃,在進(jìn)行前行激光切割工作中后,彈黃會帶動切割刀全自動后退。因此各汽缸均選用二位五通電液換向閥做為主控芯片元器件。給料和分離出來繼電器均選用二位二通繼電器:給料繼電器的功效是當(dāng)送料一部分各氣管部位配對組成詳細(xì)氣管時(shí)打開,促使壓萬縮方空數(shù)氣據(jù)圓滿從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)到,將原材料經(jīng)過送
料氣管傳至管路中;分離出來繼電器則是在當(dāng)檢驗(yàn)到原材料沿管路歷經(jīng)檢測點(diǎn)后,分離出來繼電器打開,空氣壓縮從分離出來吹氣檢查口進(jìn)到管路,目地是保證 原材料徹底進(jìn)到包裝袋包范圍內(nèi),進(jìn)而降低原材料包裝偏差。
2.2 氣動式送料一部分設(shè)計(jì)方案
供送設(shè)備能依照包裝工藝規(guī)定及全自動包裝機(jī)工作中節(jié)奏感,融洽地將包裝原材料、包裝制品等逐漸送到預(yù)訂位置,它決策全部機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)率和自動化技術(shù)水平[8]。該髙速全自動包裝機(jī)根據(jù)氣動控制閥完成了髙速送料,其吹氣檢查送料一部分框架圖如圖16所顯示,在盛料盤里有八個埋孔,埋孔內(nèi)固定不動著容量式盛加料器,容量式盛加料器下邊為金屬材料細(xì)紗網(wǎng),使汽體能圓滿根據(jù)。轉(zhuǎn)動盤外壁設(shè)立氣管,而且轉(zhuǎn)動盤經(jīng)過聯(lián)接件和盛料盤固定不動,促使埋孔10和聯(lián)接氣管9在豎直方位維持無空隙重疊,在旋轉(zhuǎn)時(shí),原材料盤與轉(zhuǎn)動盤有同樣的轉(zhuǎn)動速率。當(dāng)原材料倒進(jìn)盛料盤后,盛料盤旋轉(zhuǎn),原材料掉入容量式盛加料器中。當(dāng)盛料盤的埋孔10與給料氣管4在豎直部位重疊時(shí),縮小汽體從進(jìn)氣口出氣孔7進(jìn)到,順著途徑從聯(lián)接氣管9到埋孔10到給料氣管4,就可以將固定不動容積的原材料帶到運(yùn)輸管路,進(jìn)到包裝階段。
 

2 高速計(jì)數(shù)一部分
為確保髙速記數(shù)的精確性,在電腦編程一部分選用髙速電子計(jì)數(shù)器,其操縱plc梯形圖其如圖所示5所顯示。

圖5控制梯形圖

圖6髙速記數(shù)時(shí)序圖

圖6吹氣檢查送料一部分框架圖

3PLC全自動自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
3.1 系統(tǒng)軟件硬件配置型號選擇及I/O分派
融合髙速全自動包裝機(jī)的應(yīng)用規(guī)定,自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案鍵入等級為10個,輸出等級為13個。歷經(jīng)綜合性考慮,自動控制系統(tǒng)選用三菱FX3U-32MT型PLC并改裝溫度檢測與模塊FX2N-2LC,在其中FX3U-32MT本身含有16路鍵入點(diǎn)和16路輸出點(diǎn),輸出方式為晶體管輸出[9],得以考慮具體生產(chǎn)制造規(guī)定。PLC控制的鍵入、輸出點(diǎn)分配如表1所顯示。
表1髙速全自動包裝機(jī)PLC控制的輸入、輸出點(diǎn)分派表
編號名字輸入點(diǎn)編號名字輸出點(diǎn)
1旋轉(zhuǎn)編碼器A相 X0 1 電動機(jī)起動 Y0
2旋轉(zhuǎn)編碼器B相 X1 2 電動機(jī)啟動出光 Y1
3旋轉(zhuǎn)編碼器校準(zhǔn) X3 3袋傳輸操縱電動機(jī) Y2
4記數(shù)光電傳感器 X4 4 補(bǔ)料操縱電動機(jī) Y3
5電動機(jī)起動鍵 X5 5 橫封繼電器 Y4
6電動機(jī)點(diǎn)動鍵 X6 6 切割刀繼電器 Y5
7電動機(jī)終止鍵 X7 7 報(bào)警系統(tǒng)燈 Y6
8氣動閥門不夠警報(bào) X10 8 給料繼電器 Y7
9無料檢驗(yàn)限位開關(guān)X11 9 分離出來繼電器 Y10
10急停開關(guān) X12 10排序記數(shù)繼電器Y11
11縱封卡緊繼電器Y12
12送紙繼電器 Y13
4 結(jié)果
這種高速小袋包裝機(jī)應(yīng)用氣動式送料方式,總體結(jié)構(gòu)緊湊簡易,與傳統(tǒng)式一小包全自動包裝機(jī)對比,生產(chǎn)制造速率完成大幅度提高。依靠PLC強(qiáng)勁且平穩(wěn)的操縱作用對氣動控制閥開展操縱,系統(tǒng)軟件可以信賴,在具體生產(chǎn)制造運(yùn)用中具備很高的營銷推廣使用價(jià)值。

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