試析自動包裝機的設計要點

鐘勝方

摘 要：市場對自動包裝機的要求越來越高，包裝機械必須有良好的靈活性和柔性，這樣才能夠延長其使用壽命，符合經濟要求。文章舉例鹽業自動包裝機，分析自動包裝機的設計要求，并對其工藝流程、結構組成以及拓撲結構設計進行了探討。

關鍵詞：自動包裝機 取袋裝置 送袋裝置 拓撲結構

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0080-02

在多數產品生產過程中，包裝都是必不可少的環節，隨著生產效率的提升，傳統的包裝方式已不能適應當前要求。相應的包裝技術和設備也應隨之改進，自動包裝機的發明使得包裝速度、精度及可靠性都有了新的進步。它能夠自動完成計量、充料、制袋、封口、傳輸、切斷、打印等操作程序，減輕了人工勞動量，可用于液體、膏體、顆粒、粉劑等各種形態物料的包裝。在當前瞬息萬變的時代，技術更新尤為頻繁，為進一步提高競爭力，自動包裝機應在自動化的基礎上，朝著朝著靈活型、高效型、智能型的方向不斷發展，這樣才能夠在競爭中不被淘汰。

1 自動包裝機的設計要求

通過對國外包裝機設計技術的研究我們可以總結出現代包裝機設計的要求：（1）工藝流程對自動化的要求提升，提高設備的靈活性和柔性；（2）提升生產效率，滿足生產需求；（3）一體化發展，使得產品生產出來后直接開始包裝。

2 自動重袋包裝機的設計

2.1 背景

鹽業是國民經濟中的重要組成部分，食鹽更是人類賴以生存的物質之一。國內不少人口面臨著缺碘的問題，為使其有良好的解決，加碘鹽生產受到高度重視，而其包裝技術更是不可忽視。包裝的速度、精度和密封性與食鹽生產效率及質量密切先關，自動化包裝的作用日益突出。某食鹽生產加工公司為滿足越來越多的市場需求，積極引進了自動包裝技術，并根據實際生產情況設計了一種穩定可靠的自動重袋包裝機。機器集取袋、套袋、包裝功能于一體，且設有若干真空度檢測點，可對整個包裝過程進行實時監控，而且結構緊湊、使用靈活，使得該公司的生產效率和生產質量大幅提升。

2.2 工藝流程

該公司設計的自動重袋包裝機通過模擬人工套袋等程序，可借助吸盤自動完成取袋、開袋、夾袋等關鍵操作，而且還設置有袋口整形裝置，可在裝袋結束后實現無縫對接折邊，以保證縫包效果。整個工藝流程大致如下：將料袋整齊放置好后，開動機器，取代機構自動取袋并將其送入溜板；經磕頭機、送袋裝置將料袋送至伸縮進料下料口；吸盤自動開袋，然后自動填充物料（食鹽），完成后將包裝袋送出；折邊整形機對包裝袋進行整形密封，而后將其送至大袋皮帶機。

3 自動重袋包裝機的組成結構

3.1 料袋供給裝置

公司生產量較大，一垛料袋很快便能用完，為了不影響連續生產能夠盡快補充料袋，設計時提供了兩個料袋工位，每個工位可一次性放置60～80片料袋。為確保換袋的過程能夠順利進行且不發生大的偏移，在工位兩側設置有限位板，對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充滿即可。雙工位的設計十分合理，既能夠實時檢測料袋的使用狀況，也能實現工位的智能轉換。在工位空缺時，可及時對另一工位進行補充，以確保包裝不會中斷。

3.2 取袋裝置

該裝置包括取袋氣缸、轉角氣缸、取袋吸盤、搓袋輥筒、溜板架、限位擋板等部件，因料袋供給時為多個疊放，取袋裝置將單片取出后送入指定位置。取袋氣缸帶動吸盤吸取料袋，相接觸時，吸盤會發出一種吸附力，并由系統中的檢測負壓監控器判斷，確保料袋已完全吸附。然后取袋氣缸縮回，轉角氣缸將其轉動一定的角度；同時吸盤將料袋送至輥筒表面，輥筒呈旋轉運動狀態，將料袋送至溜板架；纖維擋板擋住下落中的料袋，當檢測傳感器監測到信號后，歸中氣缸發生動作，將料袋最終定位。取袋裝置設計要巧妙，不得多取，也不能少取。在這里利用動力輥筒和無動力輔助輥的相對運動使得料袋被兩輥筒的運動搓入后續工作。

3.3 磕頭機

該裝置由磕頭吸盤、磕頭擺臂以及磕頭氣缸等部分構成，主要是將上一工序的料袋立直。磕頭氣缸動作，磕頭擺臂帶動磕頭吸盤挪至料袋處，在吸取料袋后，磕頭氣缸歸位，料袋呈立直狀態。該裝置結構簡單，卻發揮著重要作用。在料袋立起時，溜板上會有下一個料袋送來，以提高動作的銜接性。

3.4 送袋裝置

該裝置包括送袋氣缸、送袋吸盤、扭轉氣缸、轉臂以及送包夾持板等部件，負責將立起的料袋取走。送袋氣缸縮回后，帶動吸盤挪至立直的料袋處；扭轉氣缸伸出，轉臂左右旋轉確保兩側的吸盤合攏；到位后吸取料袋，磕頭吸盤此時完成工作；料袋進入送袋裝置，由送袋氣缸將其送至伸縮進料裝置正下方。料袋口被伸縮進料裝置夾住后，送袋吸盤松開完成工作。送袋裝置是核心部件，設置在主機架上端，可同時完成取袋和夾包的工作。

3.5 伸縮進料裝置

由夾袋口氣缸、夾袋夾塊、伸縮口氣缸以及伸縮進料口等構成。夾袋口氣缸發生動作，由夾塊加緊料袋兩側，并將料袋口扯開；伸縮口氣缸發生動作控制伸縮進料口開啟及稱重完畢后的關閉動作。此裝置在主機架最上方，上方接口連接稱重包裝機落料過渡斗，下端為落料口。落料口由內外雙門咬合，料袋口打開后，內外雙門打開完全進入料袋內部，以避免漏料。落料口關閉時，內外雙門回縮，如此設計不會對后續移袋工作產生影響。

3.6 夾口整形機

該裝置包括傳動電機、整形氣缸、固定/活動滾輪、聯動桿等部件。傳動電機是動力源，物料填充完成后，料袋進入該裝置；整形氣缸帶動聯動桿使活動滾輪往內側靠攏，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。夾口整形機設置在主機架上方出袋尾部，結構布局緊湊且人性化，為了能使料袋在填充結束后能以一種較好的姿態進入縫包區，利用兩組輥輪楔形帶的相對運動將料口袋夾住同時往后端輸送。其原理與人工套袋相似，加入雙工位理念使得機器連續運轉能力大幅提升。endprint

4 自動重袋包裝機拓撲結構設計要點

拓撲結構設計就是以用戶需求為設計理念，進行模塊化、柔性設計，能夠幫助包裝機實現一機多用的功能，通過拓撲結構設計，可以滿足不同產品對包裝機的需求。其設計要點如下。

產品元機構分解。也就是模塊化分解。自動包裝機成套設備的機械系統是非常復雜的，必須要對元機構進行準確劃分，既不能太細也不能過粗，要劃分適度，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立性。

模塊系列設計。該設計要點是從包裝機的功能性出發進行設計，在設計自動包裝機時，為了保證其靈活性和柔性，設計時應該注意一下幾個方面：第一，確保量的靈活性，這樣既能夠對單個產品進行包裝，也能夠對不同批量的產品進行包裝；第二，確保構造具有靈活性的特征，整個包裝設備要采用單元組合的方式，換用單個或者多個單元，以便能夠適應產品變化對包裝機的包裝需求；第三，確保供貨的靈活性，通過單元組合，將多個單元共同組合在一起進行供貨，能夠保證供貨的靈活性。

產品配置和組裝。在設計包裝機械時，先要考慮包裝對象，按照操作要求進行選擇，選擇不同性能和用途的模塊進行組合，形成模型機構，然后選擇恰當的機構運動原理，使得指定運動所需要的機構得以實現。例如凸輪機構和連桿機構等。在進行設計和組裝時，要盡可能地避免不確定因素對設計造成的不利影響，使得設計得到的機構得以平穩運行，保證機械的穩定性和運行的速度等。

5 結語

在當前市場中，包裝價值越來越受商家重視，不但關系到包裝外觀，而且與產品質量密切相連。為適應當前生產要求，自動包裝機的作用愈發突出，在提高產品包裝效率和精度方面頗具優勢。為此，有必要加大此方面的研究力度，針對當前自動包裝機應用中存在的不足，還應進一步完善。智能化是未來的主要發展方向，而且機器在設計上應更加簡單靈活。

參考文獻

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