鈕扣自動計量與裝袋機的研制

邱建忠

（溫州技師學院，浙江 溫州 325000）

浙江省溫州市橋頭鎮，是中國著名的鈕扣之都。橋頭是中國鈕扣產銷基地，被譽為“世界第一大鈕扣市場”和“東方的布魯賽爾”， 如此龐大的鈕扣生產企業群，如此巨大的鈕扣計數量和裝袋，至今還是用最原始的手工計量與裝袋,傳統的手工計量與裝袋技術的落后，存在著計量不準確和浪費勞動力成本的缺陷。本文所研制出鈕扣自動計量裝袋機采用多通道同時累加技術和激光精確技術實現了整機運行的高效、準確和穩定，對整個鈕扣制造業發展具有一定指導意義。

1 工作原理

圖1是本文所設計的鈕扣自動計量裝袋機的工作原理。假設每袋鈕扣數為100粒，袋長為70mm。電磁振動盤啟動，使鈕扣自動整理排列成三列，沿三個通道自下而上向通道口進給，在通道口設有激光計數傳感器，各鈕扣分別通過傳感器進入包裝袋。控制閥A、B、C同時開啟，當包裝袋中的鈕扣總數量≥95粒時，控制閥B與控制閥C關閉，而控制閥A進行最后精確計數，此時振動盤與激光計數傳感器繼續進給與計數，當包裝袋中的總數量＝100粒時，控制閥A關閉。滾輪在步進電機的作用下向下拉伸70mm，待拉伸完畢，進行封口和剪切，本次循環結束。

2 紙帶運動控制

圖2 紙帶控制原理

圖1 鈕扣自動計量裝袋機工作原理

圖3 鈕扣激光精確計數計數過程

紙帶運動控制在整個鈕扣自動計量裝袋機具體有重要作用，如圖2所示為紙帶控制的工作原理。光電探頭安裝在卷筒出口處，檢測卷筒是否缺紙帶，并可時時計算剩余紙帶的長度。具體要求有一定重量的配重棒主要作用是為了張緊包裝紙帶，光電傳感器S1和光電傳感器S2分別來控制紙帶上升與下垂的距離。當配重棒上移至S1檢測位置，光電傳感器 S1動作，說明紙帶垂下距離過小，送料電機啟動，使紙帶垂下距離加大。當配重棒下移至S2檢測位置，光電傳感器 S2動作，說明紙帶垂下距離過大，送料電機停止運動。當配重棒位于光電傳感器S1和S2之間，則無需調整紙帶的下垂長度，送料電機保持停止運動狀態。

3 激光精確計數系統

鈕扣的自動計數主要的工作器件是光纖傳感器，光纖傳感器的主要組成部分有光源、光導纖維、光傳感器元件、光調制機構和信號處理器等。其工作過程如圖3所示，鈕扣在振動盤的作用下逐個通過光纖傳感器，由光纖傳感器發出的脈沖數進行計算。在實驗過程中，我們發現鈕扣在振動盤的通道中運動時，存在鈕扣局部重合現象，鈕扣局部重合現象的出現無法整機保證計數的準確性，因為當光纖傳感器恰好檢測到局部重合位置時，它的輸出脈沖就會丟失，進而導致計數錯誤，出現漏計、錯計等現象。

針對局部重合問題，最理想的辦法是使每個鈕扣一個個能分開，鈕扣振動排列時的速度比較慢，若是在出口處以更快的速度使鈕扣運動，這樣就能達到逐個分開鈕扣的目的，于是我們在鈕扣通道品口增設了吹氣品口,如圖4所示。在強力氣壓的作用下，快到通道口的鈕扣會以較快的速度脫離通道，這樣與原來振動盤中的運動速度形成了明顯的速度差，從而使鈕扣能逐個分開能過，達到了準確計數的目的。

4 臨時儲存盒實現高效計數

為了極大程度提高計數速度，本課題設計了臨時儲存盒來輔助計數，見圖5。開始計數時，多通道共同計數，當總鈕扣數快接近設定值時，臨時儲存盒底板氣缸推出、使臨時儲存暫時封閉，其鈕扣不會掉入包裝袋中，此時僅留一個通道繼續向包裝袋中進行精確計數，直至總鈕扣數等于設定值。與此同時，其他通道一直工作，其計量的鈕扣暫時存放在臨時儲存盒中，待此次包裝袋封口完畢，所有臨時儲存盒的底板在氣缸的作用下全部打開，繼續下一袋循環。

圖4 噴氣和光纖計數系統示意圖

結語

鈕扣自動計量裝袋機研制成功后，投入到鈕扣生產企業進行試生產，各項功能達到了預先設計的目標。計量與裝袋效率大大提高，目前已經正式投產，經過一年多的實踐證明，系統運行良好，整機穩定可靠，取得了良好的經濟效益。

圖5 臨時儲存盒

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