對全自動裝箱機的初步研究文獻綜述

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對全自動裝箱機的初步研究 摘要：法國Aries Packaging公司在2005年國際包裝展（interpack）上推出新一代裝箱機。多功能全自動裝箱機在中德合作江西德賽特包裝機械設(shè)備有限公司誕生……隨著社會的不斷進步，科技的快速發(fā)展，全自動裝箱機也在不停的發(fā)展。本文著重介紹了全自動裝箱機的工作原理，發(fā)展的概況以及其經(jīng)常會產(chǎn)生的問題。 關(guān)鍵詞：全自動裝箱機，雙四連桿機構(gòu)，抓瓶頭，自動走箱臺 The preliminary study of Automatic packing machine Qu Xiaoye 3030301002 Department of mechanical manufacture 0301 School of mechanical engineering Abstract: Aries Packaging, France Corporation was on the launch of a new generation of packing machine in the international packaging exhibition (interpack) in 2005 . Multifunction automatic packing machine was produced in which, Jiangxi Dorset Packaging Machinery Equipment Co. Ltd, with Sino-German cooperation . As society progresses, the rapid development of science and technology, automatic packing machines have been undergoing development. This paper introduces a fully automatic loading of the working principle, and an overview of the development, and its regular trembling . Key Words: Automatic packing machine，twin four linkage mechanism，,claw，the channel for transporting boxes 引言： 瓶裝裝箱是啤酒、飲料等包裝的一道必要工序。全自動裝箱機是為生產(chǎn)瓶裝飲料(含酒類及其它各種飲料) 時，實現(xiàn)裝箱自動化的專用設(shè)備，其裝箱速度大約為每小時300箱以上,并且能和各種灌裝機配套。(1)最常見的裝箱機是由抓頭充、排氣來實現(xiàn)抓、放瓶子的。通過機械運轉(zhuǎn)、氣動和電控把瓶子準(zhǔn)確、可靠地將瓶子放進箱子里。通過獨特的四連桿機構(gòu)，使瓶子提升和降落運動準(zhǔn)確平穩(wěn)。 全自動裝箱機的工作原理 1.1裝箱工作原理：（2） 1.1.1抓頭從輸瓶臺上 抓住瓶子（橫梁 在后位置，如圖1） 1.1.2瓶子前移到輸箱 帶上方（橫梁在 前位置，如圖2） 1.1.3瓶子被放在箱子 里（橫梁在最低 位置，如圖3） 1.2裝箱過程的動作分解： 整個裝箱過程的動作可分解為三部分運動：⑴瓶的運動；⑵箱的運動；⑶連接瓶箱的連桿機構(gòu)帶動的抓頭運動。 1.2.1瓶的運動： 在整線中，從灌瓶機來的灌好的瓶子被輸送到待裝箱工位。（3）在輸運過程中，首先經(jīng)過理瓶裝置，分隔出的幾條槽,每槽只能走一列瓶子，理瓶板前后移動，使得瓶子有序地經(jīng)過理瓶板，分成一排一排地進入前面的導(dǎo)瓶板，到達導(dǎo)瓶板最前面的瓶子被擋瓶定位桿擋住，在抓頭抓瓶的時候，擋瓶定位桿松開，于是抓頭抓住瓶子向上運動。在這個過程中，輸瓶帶輸瓶，瓶到位后輸瓶帶停止，等候抓頭抓瓶。 圖4 進瓶示意圖（2） 1.2.2箱的運動： 自動走箱槽的功能是輸送空箱到裝箱工位,并把裝滿的箱子繼續(xù)送到出口。（3）首先，空箱進入輸箱帶Ⅱ，通過這部分的擋箱裝置，將箱分為四箱一組，然后進入輸箱帶Ⅰ，第五個箱子被擋在后面，而進入輸箱帶Ⅰ的四個箱子又被前面的擋箱臂擋住，同時分箱裝置將這四個箱子分開定位，定位后的一組箱子停在輸箱帶上，抓著瓶子的抓頭將瓶子準(zhǔn)確地放在這一組箱子里。 圖5 輸箱示意圖（2） 1.2.3 抓頭部分的運動： 由裝箱機的主傳動帶動雙四連桿機構(gòu)，實現(xiàn)抓瓶裝箱所需要的曲線運動，抓頭部件裝在頭架部分，在主傳動處于曲線的兩個特征點上時，在輸瓶帶上抓頭充氣抓瓶，在輸箱帶上抓頭放氣放瓶。(4)機械手臂的動力采用電機,臂的升降采用雙速電機,由電腦控制轉(zhuǎn)換。這樣既平穩(wěn)又能快速準(zhǔn)確到位。抓瓶頭采用壓縮空氣鼓脹橡皮套箍緊瓶頭來抓瓶,是軟接觸,不會損傷瓶子,抓得又牢放氣即可放瓶,這樣既快又可靠。 抓頭運動的在主傳動曲線上依次為：（如圖6） ⑴ 在輸瓶帶上方，等待抓瓶； （空行程） ⑵ 在抓瓶點，抓頭充氣抓瓶； （工作行程） ⑶ 在輸箱帶上方，等待放瓶； （工作行程） ⑷ 在放瓶點，抓頭放氣放瓶。 （工作行程） 圖6 抓瓶運動軌跡（2） 綜上所述，在裝箱過程中，無論是瓶還是箱均經(jīng)過有序的準(zhǔn)備，分別排成一定的間距，與抓頭的間距相同，使得抓頭能夠準(zhǔn)確無誤地抓瓶放瓶，完成裝箱。 全自動裝箱機的發(fā)展概況 如今，越來越多的人喜歡喝瓶裝飲料，啤酒、橙汁、礦泉水……，于是，對于飲料包裝機械的要求越來越高了。 從前，裝箱機均是由人工控制，把走瓶臺上的瓶子(如酒一箱20瓶)一次抓起來,裝入走箱槽上的空箱內(nèi)。這個工序雖然很簡單,但是工人操作時,因速度很快,是一項繁重的體力勞動。一般工人只能連續(xù)工作一小時就要輪換休息,才能保持裝箱速度。即使如此,平均每人每小時還只能裝十多箱。由于是單調(diào)而繁重的勞動,很容易疲勞,打破瓶子的情況也是常事。按千分之一的損耗計算,一天裝6000箱要損失6箱,一年按200d計算,約損失1200箱,實際損耗率可能要高得多。于是，現(xiàn)代的科技告訴我們要利用機械手。這不僅可以代替30多個強勞動力,而且損耗也可以大大減少。 如今，裝箱機的種類很多，最常見要屬YZBS-FZ系列和TM系列的產(chǎn)品。這些全自動的裝箱機不僅工作可靠，運行平穩(wěn)，生產(chǎn)效率高，而且操作容易，結(jié)構(gòu)合理，安全可靠，符合衛(wèi)生要求。 目前，中國最先進的多功能全自動裝箱機誕生于江西德賽特包裝機械設(shè)備有限公司。該機是由德賽特包裝機械設(shè)備有限公司的一位德國著名專家研發(fā)而成。該機通過抓瓶器將瓶子自動裝進紙（塑料）箱內(nèi)，通過電氣自動化控制使瓶子提升、移動、降落，動作協(xié)調(diào)，運行平穩(wěn)準(zhǔn)確、操作簡單方便，本機采用變頻調(diào)速及PLC控制技術(shù)，結(jié)合人機界面，自動化程度高。工作過程中，裝箱運動由伺服驅(qū)動器和變頻器控制的電機驅(qū)動，起步和終止均緩慢平穩(wěn)，裝箱速度采用變頻器進行無級調(diào)速，生產(chǎn)效率極高，結(jié)構(gòu)先進、靈活。產(chǎn)品由合理的機械結(jié)構(gòu)，可靠的氣動裝置和先進的電控技術(shù)組成，更換不同瓶型生產(chǎn)時只需要更換夾瓶機構(gòu)，是機械、氣動、電控一體化的先進設(shè)備。產(chǎn)品采用現(xiàn)代顯示技術(shù)--觸摸屏，設(shè)備常見故障可自行分析、診斷，并排除。產(chǎn)品除了設(shè)置保護罩，還配備光電安全保護裝置，當(dāng)裝箱過程中出現(xiàn)缺瓶、缺箱、堵箱、錯位等現(xiàn)象時，能立即自動停機，保護機器。 如今，一般的裝箱機的整個裝箱過程的動作基本可分解為三部分運動：⑴瓶的運動；⑵箱的運動；⑶連接瓶箱的連桿機構(gòu)帶動的抓頭運動。帶動曲柄轉(zhuǎn)動的主傳動機構(gòu)，減速電機直接套在轉(zhuǎn)動軸上，然后用無鍵聯(lián)接裝置──收縮盤把減速器與軸聯(lián)結(jié)起來。收縮盤是靠擰緊高強度螺栓使包容面間產(chǎn)生的壓力和摩擦力實現(xiàn)扭矩傳遞的，由于無鍵槽，軸的材料有效利用率高，對軸不產(chǎn)生機械損傷，可承受變載荷和沖擊載荷，還具有過載保護等優(yōu)點。采用帶制動的電機，并采用變頻器調(diào)速，主傳動速度為雙速，保證本機生產(chǎn)能力與整個生產(chǎn)線相匹配。 要設(shè)計一套完整實用的裝箱機，還要注意以下幾點：工作可靠，運行平穩(wěn)，生產(chǎn)效率高，操作容易，結(jié)構(gòu)合理，安全可靠，符合衛(wèi)生要求，全自動控制。因此，對其的設(shè)計是要多方面的。以后，隨著科技水平的飛速發(fā)展，裝瓶機的體積應(yīng)不斷的減小，而工作效率確要求迅速提高。 全自動裝箱機常出現(xiàn)的問題 裝箱機在運行過程中產(chǎn)生抖動是包裝生產(chǎn)經(jīng)常遇到的問題。裝箱機抖動就是指吸頭架在下落裝箱時產(chǎn)生的抖動，它會使瓶子搖擺，當(dāng)瓶子擺動時，就會使瓶子與導(dǎo)向架或膠箱碰刮，造成商標(biāo)紙刮爛，甚至爆瓶，影響操作安全。裝箱機運作過程中抖動的產(chǎn)生原因雖然比較復(fù)雜，但往往是由于傳動零部件存在間隙和運動慣性沖擊及設(shè)計不當(dāng)造成的。現(xiàn)在，已經(jīng)有了很多能很好解決這個問題的方法。 結(jié)束語 全自動裝箱機是適用于飲料行業(yè)(含白酒、啤酒和各種瓶裝飲料) 的自動灌裝線上的設(shè)備,屬機電一體化產(chǎn)品。它與自動灌裝線中的洗瓶、灌裝等其它設(shè)備構(gòu)成一個自動化系統(tǒng)。自動裝箱機的核心部分是自動裝箱機械手。 參考文獻 [1] 鄒子良、劉曄、朱景環(huán)，全自動裝箱機的研制(I)——控制系統(tǒng)設(shè)計， 南昌大學(xué)學(xué)報(理科版)， 1997 Vol.21 No. 3. 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