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      高速小袋包裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
      
        
      發(fā)布時(shí)間：2020-05-21 11:07:46 |來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
      
      
      
      
      
        
      

      隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)包裝技術(shù)提出了更高的要求，針對(duì)這一需求，國(guó)內(nèi)各食品包裝企業(yè)爭(zhēng)相投資現(xiàn)代自動(dòng)包裝機(jī)械的研究與開(kāi)發(fā)，通過(guò)近幾年的不斷努力，各種大小包裝機(jī)不斷涌現(xiàn)市場(chǎng)[1—2]，已基本能夠滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)要求。但是同國(guó)外先進(jìn)包裝機(jī)械相比，我國(guó)包裝機(jī)還有一定差距，尤其在高速包裝機(jī)方面差距較大，我國(guó)包裝機(jī)小袋包裝速度能達(dá)到200 袋/分鐘以上的機(jī)械還很少。包裝機(jī)按包裝物料的不同可分為顆粒狀、液體、塊狀包裝機(jī)[3]。文中設(shè)計(jì)的包裝機(jī)包裝物料為0.5 g 重顆粒散狀物料，速度可達(dá)到240 袋/分鐘，實(shí)現(xiàn)了高速包裝，提高了生產(chǎn)效率。
      


        
	
      1. 包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)和工作原理
        2. 

      


      1.包裝機(jī)工作過(guò)程
      


      該包裝機(jī)主要由供料裝置、縱封裝置、橫封裝置、切斷裝置、膜輸送裝置以及其他輔助裝置組成。各裝置通過(guò)分工合作，共同完成包裝過(guò)程。包裝機(jī)總體機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖1。該包裝機(jī)的工作過(guò)程是集送膜、制袋、填充、封口、切斷、輸送為一體的流水線生產(chǎn)方式，提高了生產(chǎn)效率[4]。同時(shí)，該包裝機(jī)設(shè)計(jì)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作模式，在自動(dòng)模式下，連續(xù)執(zhí)行包裝過(guò)程，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)；在手動(dòng)模式下，主要用來(lái)調(diào)試單個(gè)工作位置是否處于正常工作狀態(tài)。
      


      包裝機(jī)工作過(guò)程圖
      


      2.包裝機(jī)工藝說(shuō)明
      


      包裝機(jī)工藝設(shè)計(jì)是一臺(tái)設(shè)備的核心。通過(guò)分析，整個(gè)包裝過(guò)程主要為供料、縱封、橫封、切斷等部分。首先實(shí)現(xiàn)地是制袋過(guò)程，包裝膜通過(guò)袋成型器將包裝膜對(duì)折再經(jīng)縱封裝置將其封合成圓筒狀，然后進(jìn)行物料的填充和橫封操作。包裝袋的切斷動(dòng)作則是通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)測(cè)定，將旋轉(zhuǎn)編碼器所處的角度傳送到PLC 控制中心進(jìn)行處理，然后發(fā)送控制信號(hào)，將電磁閥吸合帶動(dòng)氣缸動(dòng)作，氣缸推動(dòng)切刀實(shí)現(xiàn)包裝袋的切斷變頻器主要用于控制異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，變頻器外接電位計(jì)，通過(guò)調(diào)節(jié)電位計(jì)來(lái)控制電機(jī)頻率，進(jìn)而達(dá)
      


      到包裝速度可調(diào)，可根據(jù)生產(chǎn)需要設(shè)置包裝速度的目的。觸摸屏則取代了傳統(tǒng)按鈕的使用，減少了接線的繁瑣，同時(shí)將控制溫度實(shí)時(shí)顯示在觸摸屏上。本設(shè)計(jì)還可用于統(tǒng)計(jì)總的生產(chǎn)數(shù)量，并統(tǒng)計(jì)用時(shí)時(shí)間。
      


        
	
      1. 
	
          
		
        1. 包裝機(jī)橫封裝置
          2. 
	
        
	
        2. 

      


      該橫封裝置采用一對(duì)獨(dú)特的U 型裝置，U 型橫封塊封合一次將實(shí)現(xiàn)上一個(gè)包裝袋的上封口和下一個(gè)包裝袋的下封口，提高了封合效率。同時(shí)在U 型橫封塊中還安裝有切刀裝置，在橫封之后的瞬間，PLC 控制接通切刀電磁閥帶動(dòng)氣缸，氣缸推動(dòng)切刀將包裝袋切斷，切刀電磁閥斷電，切刀在彈簧的作用下自動(dòng)復(fù)位。
      


        
	
      1. 
	
          
		
        1. 包裝機(jī)供料裝置
          2. 
	
        
	
        2. 

      


      該包裝機(jī)物料的定量方式為容積式，在供料上盤上有8 個(gè)容積式小孔，小孔具有一定的深度，用于盛裝物料。如圖2 所示，在供料盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料落入小孔內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，容積式小孔與物料出料口重合時(shí)，兩者緊密貼合，小孔內(nèi)的物料在高壓氣體的作用下被吹出進(jìn)入包裝袋內(nèi)，完成一次填充。
      


      包裝機(jī)物料的定量方式圖
      


      傳統(tǒng)包裝機(jī)一般采用控制電磁閥通斷來(lái)控制進(jìn)氣，很難實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)性。綜合考慮后，該設(shè)計(jì)采用聚四氟乙烯材料作為密封裝置，聚四氟乙烯密封塊始終保持和供料下盤緊密貼合，當(dāng)供料下盤上的通氣孔旋轉(zhuǎn)到和密封塊上的通氣口相重合時(shí)，通氣孔導(dǎo)通將供料上盤小孔內(nèi)的物料由出料口吹出送入包裝袋，當(dāng)供料下盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)與密封塊上的通氣口不重合時(shí)則自動(dòng)關(guān)閉。
      


      

        
	
      1. 包裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2. 
	
      2. 
	
          
		
        1. PLC 的選型
          2. 
	
        
	
        3. 

      


      PLC 作為一種新型的控制裝置，其具有抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、編程方便等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域[9—10]。S7-1200 是西門子公司開(kāi)發(fā)的一款中小型可編程控制器，在研發(fā)過(guò)程中充分考慮了系統(tǒng)、控制器、人機(jī)界面和軟件的無(wú)縫整合和高效協(xié)調(diào)的需求。S7-1200 具有集成 PROFINET 接口，該接口具有自動(dòng)交叉網(wǎng)線功能RJ45 連接器，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，同時(shí)監(jiān)視和控制分布式的 S7-1200 單元。另外，其具有強(qiáng)大的集成工藝功能和靈活的可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，S7-1200 硬件在設(shè)計(jì)時(shí)都力求緊湊，節(jié)省了在控制柜中的安裝占用空間。根據(jù)包裝機(jī)控制系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作要求，該系統(tǒng)共需輸入點(diǎn)10 個(gè)，輸出點(diǎn)13 個(gè)?？紤]S7-1200 強(qiáng)大的集成工藝功能和簡(jiǎn)潔的編程方式，在滿足控制要求的條件下，最終采用 S7-1200 CPU1215C 和擴(kuò)展輸出模塊SM1222。配置西門子（CPU1215C），規(guī)格為INPUT： 14 和OUTPUT：10，DC/DC/DC；西門子（SM1222），規(guī)格為OUTPUT：8，固態(tài)- MOSFET（源型）[11]。
      

      


      3.結(jié)語(yǔ)
      


      該包裝機(jī)具有以下特點(diǎn)：包裝機(jī)控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)；自動(dòng)化水平高，是集制袋、填充、封口于一體的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備；包裝速度快， 利用壓縮氣體的快速響應(yīng)性提高給料速度，實(shí)現(xiàn)了高速包裝。
      


      通過(guò)PLC 控制的系統(tǒng)設(shè)備具有良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性和先進(jìn)性，與傳統(tǒng)繼電器和凸輪控制方式相比在生產(chǎn)效率上有了明顯的提高。同時(shí)結(jié)合觸摸屏技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了良好的人機(jī)交互界面，提高了系統(tǒng)的人性化、智能化水平。
      


       
      


       
      


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