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0簡介
包裝是產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件?，F(xiàn)代包裝的普遍意義是為不同批次的產(chǎn)品選擇一些保護(hù)性和裝飾性的包裝材料或容器，用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段進(jìn)行包裝操作，達(dá)到規(guī)定的數(shù)量和質(zhì)量。同時，盡量改善外部結(jié)構(gòu)，降低包裝成本，使其在從流通到消費的全過程中易于儲存和運輸，防止產(chǎn)品損壞變質(zhì)，便于廢舊材料的識別和應(yīng)用，不斷促進(jìn)再生產(chǎn)的擴大。自動包裝機可以根據(jù)被包裝貨物的要求和所需的形狀和尺寸，獲得規(guī)格一致的包裝質(zhì)量。設(shè)置好程序后，實現(xiàn)無人操作，產(chǎn)品自動包裝，使用方便，高效節(jié)能，清潔環(huán)保。目前，我國包裝機械企業(yè)規(guī)模小，技術(shù)裝備不完善，自主開發(fā)和技術(shù)設(shè)計開發(fā)能力弱。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，自動包裝機械在食品、化工、醫(yī)藥、輕工等行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。
1自動包裝機的組成
自動包裝機一般分為半自動包裝機和全自動包裝機。手動供應(yīng)包裝材料和內(nèi)容物但能自動完成其他包裝過程的機器稱為半自動包裝機。能夠自動輸送和供應(yīng)包裝材料和內(nèi)容物，并自動完成主包裝過程和其他輔助包裝過程的機器稱為全自動包裝機。
自動包裝機由動力機、傳動部分和執(zhí)行部分組成。為了掌握和研究包裝機械的工作原理和結(jié)構(gòu)性能，包裝機械通常分為以下幾個部分:
1)包裝貨物的計量和進(jìn)料系統(tǒng)。該系統(tǒng)是指測量、分類和排列包裝好的貨物并將它們運送到預(yù)定站的設(shè)備系統(tǒng)。有的還完成了包裝商品的成型和分割。
2)主傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)是指將包裝好的物品和包裝材料從一個包裝站順序轉(zhuǎn)移到下一個包裝站的設(shè)備系統(tǒng)。
3)包裝致動器。該機構(gòu)是指直接進(jìn)行包裝、灌裝、封口、貼標(biāo)、捆扎、容器成型等包裝操作的機構(gòu)。
4)成品輸出機制。該機構(gòu)是指從包裝機上卸下、定向排列和運輸包裝好的成品的機構(gòu)，也可以由主輸送系統(tǒng)直接完成或由成品的自重卸下。
5)動力機和傳動系統(tǒng)。是指將動力機的動力和運動傳遞給執(zhí)行器和控制元件，從而實現(xiàn)預(yù)定動作的裝置系統(tǒng)。通常由機械、電氣、光學(xué)、液壓和氣動傳動、操作、控制和輔助裝置組成。
6)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)包括包裝過程及其參數(shù)的控制，包裝質(zhì)量、失效和安全的控制。
在這個系統(tǒng)中，被包裝的商品(也叫布)是以商品的長度或直徑來計量的，包裝材料是PE膜(也可以是紙、金屬等)。)，包裝好的商品用密封裝置包裝。包裝機的送布站和輸送裝置由在線升降系統(tǒng)和傳送帶組成。在線升降系統(tǒng)設(shè)置在送布工位上，兩端分別與送布輸送系統(tǒng)和傳送帶連接，實現(xiàn)送布和包裝工位的連續(xù)包裝。
2自動包裝機的系統(tǒng)設(shè)計
2.1硬件設(shè)計。
選用西門子的模塊化中小型PLC系統(tǒng)S7-300，能滿足中等性能要求的應(yīng)用，應(yīng)用范圍廣。S7-300的模塊化、無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、易于分配和用戶掌握使其成為從小型到中型控制任務(wù)的一種方便而經(jīng)濟的方案。S7-300系列有多種性能不斷提高的CPU和豐富的I/O擴展模塊，功能非常方便，用戶可以根據(jù)實際應(yīng)用選擇合適的模塊。當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴大，更加復(fù)雜時，可以隨時使用附加模塊擴展PLC。S7-300具有較高的電磁兼容性，較強的抗振動性和抗沖擊性，使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。它具有強大的計算能力，完善的指令集，以及將MPI接口與SINECLANS連接的能力，適合高速進(jìn)程處理。本系統(tǒng)使用的主機模塊為CPU315-2DP，可以通過MPI傳輸電纜或通信模塊與計算機進(jìn)行通信。具有全面的診斷功能和完善的自我保護(hù)技術(shù)，可靠性高。另外，其自帶的STEP7編程軟件功能強大，使用方便，也使得開發(fā)過程簡單快捷。
2.2軟件設(shè)計。
自動包裝機的程序設(shè)計如圖1所示。由于包裝過程是一個順序動作，每一步都是基于上一步完成后再進(jìn)行下一步，所以控制程序是通過步驟順序控制指令法來編程的。
經(jīng)過PLC控制后，包裝機的自動運行如下:
1)按下自動開關(guān)，前送料輸送機啟動；
2)通過進(jìn)給當(dāng)前輸送帶檢測光電，啟動主輸送帶；
3)輸送到主輸送帶后，開始高度計數(shù)和網(wǎng)格計數(shù)；
4)當(dāng)所有的布輥都轉(zhuǎn)移到主輸送帶上時，開始計長，當(dāng)布輥到達(dá)中心時，主輸送帶停止運行；
5)當(dāng)推桿的原定位磁簧開關(guān)檢測到布料時，推桿被推出；
6)當(dāng)推桿中的定位簧片開關(guān)檢測到有布時，啟動主封吹電機；
7)升降微動開關(guān)得到信號后，升降電機啟動；
8)當(dāng)推桿前面的磁性彈簧開關(guān)檢測到卷布來了，推桿后退；
9)主密封座表面檢測到物體安全后，主密封座上升1/2布座后停止，升降電機停止運轉(zhuǎn)；
10)主密封座升降停止后，主密封刀切下，下降電機停止，主密封吹電機停止，主密封座升降氣缸開始空油轉(zhuǎn)換，開始計時；
11)計時時間到，主密封座和主密封刀返回；
12)主密封座下放到位后，中間推桿開始推布，中間輸送帶啟動；
13)檢測到布卷后，中段微動開關(guān)開始夾住布；
14)夾布完成后，啟動中段底部的吹風(fēng)電機，啟動左右兩側(cè)的吸氣電機；
15)左右光電開關(guān)檢測到信號后，左右側(cè)封向內(nèi)移動，側(cè)封座上升1/2布座，然后側(cè)封刀下降；
16)中段下部PE吹膜電機停止，側(cè)密封座升降缸開始空油轉(zhuǎn)換，開始計時；
17)計時時間到，側(cè)封刀和側(cè)封座回位；
18)側(cè)密封座回位后，左右側(cè)密封向外移動，吸氣電機停止運轉(zhuǎn)；
19)左右側(cè)密封定位后，松開夾布裝置，中間輸送帶運行，最后一條輸送帶運行，卷布機運行，出布開始；
20)光電開關(guān)檢測到出布后，前輸送帶運行，完成一個循環(huán)過程；
21)按下緊急停止按鈕時，包裝機停止運行。
3結(jié)束語
實現(xiàn)包裝的主要手段是使用包裝機械。目前，我國包裝機械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的問題?，F(xiàn)代社會對商品的包裝要求越來越高。為了使包裝好的商品整齊美觀，包裝質(zhì)量好，要求包裝機動作精確，定位精度高，效率高，有一定的靈活性，因此對包裝機的控制要求越來越高。傳統(tǒng)的繼電器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，因此市場迫切需要開發(fā)高效、經(jīng)濟、靈活的新型包裝機械。介紹了全自動包裝機的工作原理和設(shè)計過程，設(shè)計了全自動包裝機的系統(tǒng)。對定量包裝中商品凈含量的測量不確定度進(jìn)行了評定，為定量包裝中測量不確定度的評定提供了參考。

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