全自動打包機智能生產線的研制

喬國昌 包 君

（山東交通職業學院，山東 濰坊261206）

1 背景

自動打包機應用極其廣泛，多應用于食品包裝，醫藥包裝，郵政包裹包裝等包裝類行業，并且它能有效地降低企業成本，使用更少的勞動力卻能有更好的收益，還能提高工作效率。隨著科學技術的發展，計算機技術、自動化技術以及電子技術在包裝機械上應用越來越多。包裝企業對包裝機械的精度、性能以及功能的要求也越來越高。高度自動化、智能化已經成為包裝機械未來發展的主要趨勢，機械制造企業在為用戶提供生產自動線或生產流水線設備時更注重成套完整性。技術性能趨向于速度高、準確度高、可靠性高；其應用性趨向綜合性、組合性。檢測技術從最初的依靠人工目視檢測到現在以無損檢測、計算機視覺檢測為主技術階段的發展。

全自動打包機是目前國內所有包裝企業緊缺的先進設備之一,打包機能完成將多個包裝物用捆扎帶緊束在一起的功能，本企業涉及生產的全自動打包機智能生產線是根據企業客戶的要求量身定做的，經過市場調查分析，淘汰過去的紙繩、塑料繩、鋼帶等不合適的材料，使用制造方便、強度適中的塑料帶，作為捆扎材料，對產品進行捆扎打包。在保證產品整齊美觀的同時，為產品的安全運輸提供保障，使產品在運輸和貯存過程中不發生四處散落的現象。

為此，根據我國包裝行業的實際要求和發展趨勢，研發高質量、高可靠性的自動打包機是非常必要的。

2 設計來源及思路

近幾年，隨著吹塑機、貼標機、測漏機等包裝機械發展，推動了包裝企業的發展，但在包裝方面的自動化設備，缺少全自動機械產品，手動半自動打包機可以說是打包機新型先進的氣動包裝機械。雖然適于包裝各種塑料產品，但它耗時久，不能完全達到取代人力減少勞動力的效果，因此需要一款全自動打包機來彌補當前行業的缺陷。將全自動生產線進一步完整化，同時也提高了企業的自主創新能力（圖1）。

圖1

本項目生產的自動打包機機械部分的設計有三部分組成：制袋機構、送瓶機構及輔助機構。其中制袋機構的主要作用是完成包裝帶的輸送與制造工作，以及通過熱合板加熱將袋子燙熨，通過撐袋機構使袋口張開到合適高度，便于瓶子放進去；送瓶機構的作用是將傳送帶輸送過來的瓶子一排排規整起來，通過進瓶導向機構整體推入袋中，并在包裝袋收口后通過熱合板將袋口熨燙封死，實現打包。為避免瓶子在推送過程中滑倒掉落，設計了輔助結構防止瓶子歪倒，通過推板將瓶子推入袋中。當前企業使用的包裝膜是市場上常用的標準膜，每捆的重量較大，為了在換用上方便快捷，不影響生產的效率，設計時將捆座單獨放在外側。在氣路部件上經過查閱資料及反復試驗后選用合適性能和規格的氣缸，該氣缸耐用，成本低，使用方便。電磁閥按照就近原則，分為多組，減少氣路的復雜化，電路上將設計一個專用的配電箱。

3 生產線的工作原理及裝配

全自動打包機智能生產線可調性高，適合于大小610mm×1000mm 以及1016mm×1219mm 的塑料膠袋。該打包機能夠在占地空間極小的情況下準確定位并和吹瓶機實現連線，符合最少的地面使用空間的要求，擁有自動進料輸送帶。該全自動打包機設計適合于塑料袋包裝，通過制袋機做好塑料袋并放置塑料袋在固定位置上，包裝好的瓶子從機器上移開并放置到托盤或滑軌上。

研發設計的全自動打包機其可調性高，能包裝從500ml-5000ml 的不同大小、不同形狀的容器，無需更換部件即可實現。該機采用人機界面操作管理機器的所有操作。操作員可以在機器上儲存瓶子的設置和參數，以供將來使用。全自動打包機智能生產線的工作過程如下，首先打包物通過鏈板線到達容器儲存平臺位置進行儲存，按設定好的數據儲存相應的打包物，同時制袋機進行制袋流程，首先通過張袋結構把塑料薄膜做成要用的塑料袋的尺寸，然后通過傳送裝置傳至撐袋結構把袋口打開，使用推瓶裝置把生產線上擺好的塑料瓶推至塑料袋中，然后封袋結構對產品進行封袋并推至翻板結構上進行下一步動作，最后通過皮帶輸送裝置輸出，操作員將包裝好的瓶子從機器上移開并放置到托盤或滑軌上。

4 結構工藝性要求

全自動打包機智能生產線所需的零部件，在設計時都以便于加工、費用不高為原則，根據訂貨企業實際生產條件、生產環境進行設計，保證訂貨商企業的生產效益。要求生產線操作人員提高生產線零部件的工藝性，設計人員根據設計要求選擇毛坯，進行結構設計，利用軟件進行仿真計算，模擬現實的生產環境，提高全自動打包機智能生產線的精度。

全自動打包機智能生產線是一個新型的包裝設備，在國內包裝行業處于領先地位。生產線上零部件的失效是常見的情況，所以保障生產線上零部件的可靠性就顯得十分重要，為保障全自動打包機智能生產線零部件的可靠性，我們必須在可控的價格范圍內，選擇工作性能相對好的零部件。同時，操作人員在使用該生產線時，根據零部件的要求定期進行維護和保養，以保證生產線的工作可靠性，能夠高精度的完成包裝任務。

全自動打包機智能生產線的機架部分，滿足設計要求的同時，選材是重點，機架的選擇必須滿足質量輕、生產成本低的原則。從機架的合理性為出發點，來設計生產線的機架部分。這就為后期生產線的調試安裝，以及使用過程中生產線上零部件的維護和修理，提供了便利。該生產線有效降低操作人員的勞動強度，大大的節省了勞動力，在提高企業生產效率的同時大幅度降低企業的生產成本，為企業獲得更大的利潤空間。

該全自動打包機智能生產線設備精度要求很高，所以在裝配時遇到很多裝配難題，要高精度的裝配才能保證設備的工作精度。例如軸承裝置后應進行旋轉實驗，首先用手旋轉軸或軸承箱，在沒有出現異常的情況下，連接動力設備，進行無負荷、低速作業，然后依據生產線的作業狀況逐步提高旋轉速度和加大負荷，同時檢測生產線的工作噪音、振蕩及溫度變化的情況。若在裝配過程中發現異常現象，技術人員應立即中止作業并全面檢查生產線。作業試驗正常后方可交付商家。由于該智能生產線的多數零部件質量較大、精度要求又非常高，生產線在車間裝配時多使用人力操作，這也給生產線裝配帶來了許多不便，占用了大部分的裝配時間（圖2）。

裝配后將電路盤固定，連接各氣閥與傳感器電路進一步檢查線路，而后送上電源進行調試，調試中先進行各部件動作試行，再進行連貫動作運轉，防止提前運轉給機器造成損壞。

在調試中重點解決運輸過程中存在瓶倒現象。進一步調整機械部分，通過添加傳感器改變動作的順序，同時通過節流閥調整氣流使推動氣缸動作便緩慢。

圖2

將熱合部分采用熱電偶結構調控溫度，并進一步調整增大間隔，防止了瓶子的燙傷，增加了保護結構防止將人燙傷或將包裝膜燙破。達到客戶要求的包裝質量，達到客戶的滿意度。

5 全自動打包機智能生產線的優勢及創新點

該智能生產線是全自動塑料瓶制袋機和打包機的組合，是用于包裝HDPE 瓶、PET 瓶等等塑料瓶，該設備替代了傳統的手工包裝作業，實現生產線自動化作業，大大地節省人工成本以及提高效率和效益。設備的設計簡約實用，操作靈活方便，占地面積小。控制系統采用松下PLC 控制，增加功能擴展的靈活性。人機界面觸摸屏操作，方便快捷。

5.1 全自動打包機智能生產線是打包機和制袋機的組合，在設計時要重點考慮兩者的連接問題，實現打包和制袋功能的完美結合。

5.2 針對打包機和制袋機地腳的調整進行詳細的計算，調整打包機和制袋機中間的過渡板的寬度達到兩者完美結合的程度。

5.3 在制袋機的選材時，重點考慮翻板結構的穩定性能，同時考慮型材的重量問題。對此處進行了許多新的改進，最終達到生產線的性能要求。