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在多數(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，包裝都是必不可少的環(huán)節(jié)，隨著生產(chǎn)效率的提升，傳統(tǒng)的包裝方式已不能適應(yīng)當(dāng)前要求。相應(yīng)的包裝技術(shù)和設(shè)備也應(yīng)隨之改進(jìn)，自動(dòng)包裝機(jī)的發(fā)明使得包裝速度、精度及可靠性都有了新的進(jìn)步。它能夠自動(dòng)完成計(jì)量、充料、制袋、封口、傳輸、切斷、打印等操作程序，減輕了人工勞動(dòng)量，可用于液體、膏體、顆粒、粉劑等各種形態(tài)物料的包裝。在當(dāng)前瞬息萬(wàn)變的時(shí)代，技術(shù)更新尤為頻繁，為進(jìn)一步提高競(jìng)爭(zhēng)力，自動(dòng)包裝機(jī)應(yīng)在自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，朝著朝著靈活型、高效型、智能型的方向不斷發(fā)展，這樣才能夠在競(jìng)爭(zhēng)中不被淘汰。
1自動(dòng)包裝機(jī)的設(shè)計(jì)要求
通過(guò)對(duì)國(guó)外包裝機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的研究我們可以總結(jié)出現(xiàn)代包裝機(jī)設(shè)計(jì)的要求：(1)工藝流程對(duì)自動(dòng)化的要求提升，提高設(shè)備的靈活性和柔性；(2)提升生產(chǎn)效率，滿足生產(chǎn)需求；(3)一體化發(fā)展，使得產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)后直接開(kāi)始包裝。
2自動(dòng)重袋包裝機(jī)的設(shè)計(jì)
2.1背景
鹽業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分，食鹽更是人類(lèi)賴以生存的物質(zhì)之一。國(guó)內(nèi)不少人口面臨著缺碘的問(wèn)題，為使其有良好的解決，加碘鹽生產(chǎn)受到高度重視，而其包裝技術(shù)更是不可忽視。包裝的速度、精度和密封性與食鹽生產(chǎn)效率及質(zhì)量密切先關(guān)，自動(dòng)化包裝的作用日益突出。某食鹽生產(chǎn)加工公司為滿足越來(lái)越多的市場(chǎng)需求，積極引進(jìn)了自動(dòng)包裝技術(shù)，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況設(shè)計(jì)了一種穩(wěn)定可靠的自動(dòng)重袋包裝機(jī)。機(jī)器集取袋、套袋、包裝功能于一體，且設(shè)有若干真空度檢測(cè)點(diǎn)，可對(duì)整個(gè)包裝過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且結(jié)構(gòu)緊湊、使用靈活，使得該公司的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量大幅提升。
2.2工藝流程
該公司設(shè)計(jì)的自動(dòng)重袋包裝機(jī)通過(guò)模擬人工套袋等程序，可借助吸盤(pán)自動(dòng)完成取袋、開(kāi)袋、夾袋等關(guān)鍵操作，而且還設(shè)置有袋口整形裝置，可在裝袋結(jié)束后實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接折邊，以保證縫包效果。整個(gè)工藝流程大致如下：將料袋整齊放置好后，開(kāi)動(dòng)機(jī)器，取代機(jī)構(gòu)自動(dòng)取袋并將其送入溜板；經(jīng)磕頭機(jī)、送袋裝置將料袋送至伸縮進(jìn)料下料口；吸盤(pán)自動(dòng)開(kāi)袋，然后自動(dòng)填充物料（食鹽），完成后將包裝袋送出；折邊整形機(jī)對(duì)包裝袋進(jìn)行整形密封，而后將其送至大袋皮帶機(jī)。
3自動(dòng)重袋包裝機(jī)的組成結(jié)構(gòu)
3.1料袋供給裝置
公司生產(chǎn)量較大，一垛料袋很快便能用完，為了不影響連續(xù)生產(chǎn)能夠盡快補(bǔ)充料袋，設(shè)計(jì)時(shí)提供了兩個(gè)料袋工位，每個(gè)工位可一次性放置60～80片料袋。為確保換袋的過(guò)程能夠順利進(jìn)行且不發(fā)生大的偏移，在工位兩側(cè)設(shè)置有限位板，對(duì)料袋的范圍加以固定。料袋工位的更換依靠移位器缸完成，操作人員只需在取空的工位將料袋補(bǔ)充滿即可。雙工位的設(shè)計(jì)十分合理，既能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)料袋的使用狀況，也能實(shí)現(xiàn)工位的智能轉(zhuǎn)換。在工位空缺時(shí)，可及時(shí)對(duì)另一工位進(jìn)行補(bǔ)充，以確保包裝不會(huì)中斷。
3.2取袋裝置
該裝置包括取袋氣缸、轉(zhuǎn)角氣缸、取袋吸盤(pán)、搓袋輥筒、溜板架、限位擋板等部件，因料袋供給時(shí)為多個(gè)疊放，取袋裝置將單片取出后送入指定位置。取袋氣缸帶動(dòng)吸盤(pán)吸取料袋，相接觸時(shí)，吸盤(pán)會(huì)發(fā)出一種吸附力，并由系統(tǒng)中的檢測(cè)負(fù)壓監(jiān)控器判斷，確保料袋已完全吸附。然后取袋氣缸縮回，轉(zhuǎn)角氣缸將其轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度；同時(shí)吸盤(pán)將料袋送至輥筒表面，輥筒呈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，將料袋送至溜板架；纖維擋板擋住下落中的料袋，當(dāng)檢測(cè)傳感器監(jiān)測(cè)到信號(hào)后，歸中氣缸發(fā)生動(dòng)作，將料袋最終定位。取袋裝置設(shè)計(jì)要巧妙，不得多取，也不能少取。在這里利用動(dòng)力輥筒和無(wú)動(dòng)力輔助輥的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得料袋被兩輥筒的運(yùn)動(dòng)搓入后續(xù)工作。
3.3磕頭機(jī)
該裝置由磕頭吸盤(pán)、磕頭擺臂以及磕頭氣缸等部分構(gòu)成，主要是將上一工序的料袋立直?？念^氣缸動(dòng)作，磕頭擺臂帶動(dòng)磕頭吸盤(pán)挪至料袋處，在吸取料袋后，磕頭氣缸歸位，料袋呈立直狀態(tài)。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卻發(fā)揮著重要作用。在料袋立起時(shí)，溜板上會(huì)有下一個(gè)料袋送來(lái)，以提高動(dòng)作的銜接性。
3.4送袋裝置
該裝置包括送袋氣缸、送袋吸盤(pán)、扭轉(zhuǎn)氣缸、轉(zhuǎn)臂以及送包夾持板等部件，負(fù)責(zé)將立起的料袋取走。送袋氣缸縮回后，帶動(dòng)吸盤(pán)挪至立直的料袋處；扭轉(zhuǎn)氣缸伸出，轉(zhuǎn)臂左右旋轉(zhuǎn)確保兩側(cè)的吸盤(pán)合攏；到位后吸取料袋，磕頭吸盤(pán)此時(shí)完成工作；料袋進(jìn)入送袋裝置，由送袋氣缸將其送至伸縮進(jìn)料裝置正下方。料袋口被伸縮進(jìn)料裝置夾住后，送袋吸盤(pán)松開(kāi)完成工作。送袋裝置是核心部件，設(shè)置在主機(jī)架上端，可同時(shí)完成取袋和夾包的工作。
3.5伸縮進(jìn)料裝置
由夾袋口氣缸、夾袋夾塊、伸縮口氣缸以及伸縮進(jìn)料口等構(gòu)成。夾袋口氣缸發(fā)生動(dòng)作，由夾塊加緊料袋兩側(cè)，并將料袋口扯開(kāi)；伸縮口氣缸發(fā)生動(dòng)作控制伸縮進(jìn)料口開(kāi)啟及稱(chēng)重完畢后的關(guān)閉動(dòng)作。此裝置在主機(jī)架最上方，上方接口連接稱(chēng)重包裝機(jī)落料過(guò)渡斗，下端為落料口。落料口由內(nèi)外雙門(mén)咬合，料袋口打開(kāi)后，內(nèi)外雙門(mén)打開(kāi)完全進(jìn)入料袋內(nèi)部，以避免漏料。落料口關(guān)閉時(shí)，內(nèi)外雙門(mén)回縮，如此設(shè)計(jì)不會(huì)對(duì)后續(xù)移袋工作產(chǎn)生影響。
3.6夾口整形機(jī)
該裝置包括傳動(dòng)電機(jī)、整形氣缸、固定/活動(dòng)滾輪、聯(lián)動(dòng)桿等部件。傳動(dòng)電機(jī)是動(dòng)力源，物料填充完成后，料袋進(jìn)入該裝置；整形氣缸帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿使活動(dòng)滾輪往內(nèi)側(cè)靠攏，使得楔形帶能夠夾持料袋口往后端輸送，其作用是為了料袋能夠剛好的銜接后端縫包機(jī)。夾口整形機(jī)設(shè)置在主機(jī)架上方出袋尾部，結(jié)構(gòu)布局緊湊且人性化，為了能使料袋在填充結(jié)束后能以一種較好的姿態(tài)進(jìn)入縫包區(qū)，利用兩組輥輪楔形帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將料口袋夾住同時(shí)往后端輸送。其原理與人工套袋相似，加入雙工位理念使得機(jī)器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)能力大幅提升。
4自動(dòng)重袋包裝機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是以用戶需求為設(shè)計(jì)理念，進(jìn)行模塊化、柔性設(shè)計(jì)，能夠幫助包裝機(jī)實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的功能，通過(guò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以滿足不同產(chǎn)品對(duì)包裝機(jī)的需求。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。
產(chǎn)品元機(jī)構(gòu)分解。也就是模塊化分解。自動(dòng)包裝機(jī)成套設(shè)備的機(jī)械系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，必須要對(duì)元機(jī)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確劃分，既不能太細(xì)也不能過(guò)粗，要?jiǎng)澐诌m度，這樣才能夠保證模塊拼裝的柔性并保證靈活性和功能的獨(dú)立性。
模塊系列設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)要點(diǎn)是從包裝機(jī)的功能性出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)自動(dòng)包裝機(jī)時(shí)，為了保證其靈活性和柔性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意一下幾個(gè)方面：第一，確保量的靈活性，這樣既能夠?qū)蝹€(gè)產(chǎn)品進(jìn)行包裝，也能夠?qū)Σ煌康漠a(chǎn)品進(jìn)行包裝；第二，確保構(gòu)造具有靈活性的特征，整個(gè)包裝設(shè)備要采用單元組合的方式，換用單個(gè)或者多個(gè)單元，以便能夠適應(yīng)產(chǎn)品變化對(duì)包裝機(jī)的包裝需求；第三，確保供貨的靈活性，通過(guò)單元組合，將多個(gè)單元共同組合在一起進(jìn)行供貨，能夠保證供貨的靈活性。
產(chǎn)品配置和組裝。在設(shè)計(jì)包裝機(jī)械時(shí)，先要考慮包裝對(duì)象，按照操作要求進(jìn)行選擇，選擇不同性能和用途的模塊進(jìn)行組合，形成模型機(jī)構(gòu)，然后選擇恰當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理，使得指定運(yùn)動(dòng)所需要的機(jī)構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)。例如凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)等。在進(jìn)行設(shè)計(jì)和組裝時(shí)，要盡可能地避免不確定因素對(duì)設(shè)計(jì)造成的不利影響，使得設(shè)計(jì)得到的機(jī)構(gòu)得以平穩(wěn)運(yùn)行，保證機(jī)械的穩(wěn)定性和運(yùn)行的速度等。
5結(jié)語(yǔ)
在當(dāng)前市場(chǎng)中，包裝價(jià)值越來(lái)越受商家重視，不但關(guān)系到包裝外觀，而且與產(chǎn)品質(zhì)量密切相連。為適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)要求，自動(dòng)包裝機(jī)的作用愈發(fā)突出，在提高產(chǎn)品包裝效率和精度方面頗具優(yōu)勢(shì)。為此，有必要加大此方面的研究力度，針對(duì)當(dāng)前自動(dòng)包裝機(jī)應(yīng)用中存在的不足，還應(yīng)進(jìn)一步完善。智能化是未來(lái)的主要發(fā)展方向，而且機(jī)器在設(shè)計(jì)上應(yīng)更加簡(jiǎn)單靈活。

作者：鐘勝方

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