1 引言
快速消費品行業(yè)里的酒類、日化、調(diào)味品等液態(tài)商品越來越注重產(chǎn)品的個性化包裝,各式各樣的異形瓶(非規(guī)則的圓形瓶)讓人眼花繚亂,豐富繁榮了市場。在工業(yè)化生產(chǎn)的今天,異形瓶的裝箱給包裝機械行業(yè)提出了新的課題,。通過市場調(diào)研,在標準形裝箱機的基礎(chǔ)上,研究開發(fā)出適應(yīng)于異形瓶的裝箱機,投入市場后效果良好,得到了用戶的好評。
2 異形瓶裝箱機的系統(tǒng)組成
2.1裝箱機組成與技術(shù)規(guī)格
(1)組成。異形瓶裝箱機主要由瓶輸送機構(gòu)、箱輸送機構(gòu)、抓瓶裝箱機構(gòu)組成,如圖1所示。瓶輸送機構(gòu),對單列送的異形瓶通過變道輸送,將單列瓶輸送變成多列的瓶輸送,滿足抓瓶裝箱的需要。箱輸送機構(gòu)是對裝瓶前箱子和裝瓶后箱子的輸送。抓瓶裝箱機構(gòu)按照一定的運行軌跡,將排列規(guī)律的瓶子裝箱,每次可以裝一箱或多箱。
(2)主要技術(shù)指標。紙箱尺寸:根據(jù)用戶要求設(shè)計調(diào)整范圍;瓶型規(guī)格:根據(jù)用戶要求設(shè)計調(diào)整范圍;生產(chǎn)速度:12箱/分鐘(可調(diào));電源:380V、50HZ;總功率:4kw;耗 氣 量:0.6m 3 /min、 用氣壓力:0.6Mpa。
圖中:1 抓瓶裝箱機構(gòu) 2 瓶輸送機構(gòu) 3 箱輸送機構(gòu)
圖1 異形瓶裝箱機的組成示意圖
2.2裝箱機的控制方案
異形瓶裝箱機的控制系統(tǒng)主要由可編程控制器G 1 、人機界面G 2 、伺服控制驅(qū)動器A 1 、伺服控制驅(qū)動器A 2 、變頻器A 3 、變頻器A 4 、檢測/執(zhí)行元件組成,如圖2所示。G 1 、G 2 構(gòu)成控制系統(tǒng)的核心和操作界面,所有的控制參數(shù)均可在人機界面上完成。伺服控制驅(qū)動器A 1 、A 2 驅(qū)動控制伺服電機M 1 和M 2 ,完成瓶子變道和裝箱過程的控制,PLC通過高速輸出口對A 1 、A 2 發(fā)送脈沖,改變脈沖的發(fā)送頻率和數(shù)量控制伺服電機的運行。A 3 、A 4 變頻器控制電機M 3 和M 4 ,完成瓶子和箱子的輸送,通過RS485總線控制電機M 3 和M 4 的速度和啟停。
圖2 異形瓶裝箱機的控制系統(tǒng)示意圖
3 裝箱機理瓶方案分析與設(shè)計
產(chǎn)品灌裝和貼標后通過輸送鏈,瓶子單排或雙排(通過特定機構(gòu)改變)輸送到裝箱設(shè)備。對于圓形瓶子通過相互推碰、避讓可以從單列變成多列,瓶子在多列鏈道內(nèi)形成規(guī)律的排列。對于異形瓶子,從單列變成多列就無法通過相互推碰、避讓達到目的。對于異形瓶的裝箱,瓶子的輸送整理是一個關(guān)鍵問題,我們采用了兩種解決方案。
3.1一列變多列的輸送整理方法
一列變多列的輸送整理方法(以下稱為方法1)如圖3所示,通過M 2 控制移動的裝置將單列輸送的瓶子,依次送到多列輸送鏈的各個道口,使一列瓶子的輸送變成多輸送,優(yōu)點在于瓶子的輸送幾乎不間斷。
控制伺服電機M 2 的位移過程中,對于伺服電機M 2 有一個初始位設(shè)置,為了使每一道上的瓶子數(shù)量均勻,必須對進入每道的瓶子進行記數(shù),邊道進入的數(shù)量是中間道的2倍,以便減少移道的次數(shù),止瓶裝置為了防止移道過程中卡瓶,瓶子隨著移道機構(gòu)同步移動。
圖中:1. 單列輸送帶 2. 瓶變道機構(gòu) 3.瓶子輸送機構(gòu)
圖3 異形瓶一列變多列的瓶整理示意圖
3.2列變行步移輸送整理方法
列變行步移輸送整理方法(以下稱為方法2)如圖4所示,主要由單雙排輸送鏈、單排變雙排機構(gòu)、多排輸送步移鏈組成。電機M 3 驅(qū)動單雙排輸送鏈,伺服電機M 2 驅(qū)動多排輸送步移鏈,每次步移兩行瓶子。單排變雙排的目的是減少伺服電機M 2 步移的等待時間,提高瓶子的輸送速度。該方法機構(gòu)簡單,控制相對容易。
3.3兩種輸送整理方法的比較
共同點是均能完成異形瓶子從一列輸送變成多列輸送,采用了伺服電機的精確運行功能。不同點方法1比方法2的機械機構(gòu)和控制方法復雜,方法1的輸入整理速度比方法2快,方法1沒有改變瓶子的輸送方向,方法2改變了瓶子的輸送方向,方法1比方法2的設(shè)備布局簡單。
圖中:1單列變雙列機構(gòu) 2雙列輸瓶鏈 3多排瓶子輸送鏈
圖4 異形瓶由列變行的瓶整理示意圖
4 抓瓶裝箱的設(shè)計和控制
4.1抓瓶裝箱的組成
抓瓶裝箱主要由驅(qū)動和傳動系統(tǒng)、抓瓶機構(gòu)、開箱機構(gòu)(針對紙箱)、導向機構(gòu)(水平和垂直方向)等組成。驅(qū)動由伺服電機M 1 驅(qū)動,根據(jù)裝箱過程的運動軌跡,精確的控制運行情況。抓箱機構(gòu)根據(jù)不同的瓶型和箱型設(shè)計不同的機構(gòu),根據(jù)設(shè)計的不同,每次可以抓一箱或多箱。開箱機構(gòu)主要針對紙箱,將紙箱的上封箱沿分開,便于瓶子的裝入。導向機構(gòu)的作用是裝箱過程中進行導向,包括水平和垂直兩個方向,垂直導向機構(gòu)安裝在水平導向機構(gòu)上,可以整體水平移動。
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