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包裝機供料機構(gòu)是包裝機中的主要執(zhí)行機構(gòu)之一, 其主要作用是把待包裝的若干個工件從料堆中分離出來, 并按照包裝機的節(jié)拍和工件在加工中的方位, 將工件送到指定的工位上, 完成待包裝工件的定時 、定量和定向的供送 , 為接下來的包裝動作做好準備。包裝機供料機構(gòu)選型是否正確、設(shè)計是否合理將直接影響包裝機的正常工作。
1自動供料機構(gòu)的基本組成部分
1.1定時部分
這一部分是解決工件供送與包裝機加工節(jié)奏協(xié)調(diào)一致的問題, 通常是由包裝機主傳動系統(tǒng)與供料機構(gòu)之間的一套傳動機構(gòu)來實現(xiàn)。在設(shè)計中, 應將供料機構(gòu)的運動循環(huán)圖與包裝機的工作循環(huán)協(xié)調(diào)起來, 使供送工件的速度符合包裝機生產(chǎn)率的要求。
1.2定量部分
定量部分是根據(jù)包裝機工藝加工的數(shù)量要求, 對包裝機每一工作循環(huán)給出一定數(shù)量的工件。
1.3定位部分
定位部分在包裝機中具有重要的意義, 它迫使待包裝的工件具有正確的方位, 或根據(jù)包裝機工藝要求保證一組工件中工件與工件之間具有一定的間隔。
1.4其他部分
根據(jù)被包裝工件的自身特點, 供料機構(gòu)還應包括一些附屬部分。如為避免供料機構(gòu)發(fā)生堵塞或缺料現(xiàn)象, 可設(shè)置不合格工件的剔除或缺料檢測機構(gòu), 在應用料斗作為儲料裝置的供料機構(gòu)中, 有些工件在料斗中會出現(xiàn)相互擠壓而形成拱形, 妨礙工件的流動, 為消除拱形, 可在料斗中設(shè)置攪動器。
2自動供料機構(gòu)應滿足的設(shè)計要求
1)送料快而準確 , 以提高包裝機工作效率和包裝質(zhì)量。
2)供料平穩(wěn)、無沖擊 , 保證被包裝工件或機構(gòu)桿件不受損壞。
3)供料機構(gòu)的適應范圍廣 , 以減少因產(chǎn)品規(guī)格變化而更改機構(gòu)桿件的種類及停車時間。
4)機構(gòu)簡單 、工作可靠 , 以降低設(shè)計、生產(chǎn)及維修費用。
3自動供料機構(gòu)的方案設(shè)計
由于產(chǎn)品的品種繁多 、形式多樣 , 因此, 包裝機自動供料裝置的種類很多。本文以方便針包裝機自動供料機構(gòu)為例, 對細長桿類零件包裝機的自動供料機構(gòu)進行了方案設(shè)計。方便針的包裝采用如圖 1所示的形式, 首先將 6 支相同規(guī)格的方便針按規(guī)定的間隔排列并插在包裝紙上, 然后再將包裝紙裝入透明的塑料盒或紙袋中。
方便針包裝機供料裝置需滿足的具體要求是 :在包裝機的每一工作循環(huán)中, 將 6 支方便針從料斗中送出, 并按規(guī)定的間隔 (4mm)排列。
根據(jù)上述設(shè)計要求和方便針的形狀、尺寸特點對包裝機自動供料機構(gòu)進行了構(gòu)思和設(shè)計, 并得到了四種設(shè)計方案, 方案示意圖如圖 2 ～ 圖 5 所示。

圖 1 包裝形式

圖 2 方 案 1

圖 3 方案 2

圖 4方案 3

圖 5方案 4
4供料機構(gòu)方案分析
在圖 2所示的方案 1中自動供料機構(gòu)的定量部分采用的是開有六個接針槽的做旋轉(zhuǎn)運動的分針盤, 分針盤每旋轉(zhuǎn)一周, 從料斗中帶出 6 支針, 完成定量功能。當?shù)谝恢п樎淙虢俞槹宓牡谝粋€導槽時, 接針板開始做等速運動, 與分針盤保持同步, 以保證其余的 5支針分別落入相應的導向槽中,   從而實現(xiàn)定位功能。根據(jù)包
裝機機械運動循環(huán)圖的要求, 通過合理地設(shè)計圓柱凸輪機構(gòu)的廓線, 實現(xiàn)各執(zhí)行機構(gòu)的運動協(xié)調(diào)。與其他方案相比, 該方案結(jié)構(gòu)較復雜, 但供料可靠性較高。圖 3所示的方案 2結(jié)構(gòu)最為簡單, 其定位及定量功能均由作間歇運動的絲杠實現(xiàn), 但由于傳動系統(tǒng)必須包含間歇運動機構(gòu)而使傳動裝置結(jié)構(gòu)較為復雜。
圖 4、圖 5所示的方案 3、方案 4工作原理基本相同, 料斗的特殊結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了定量功能, 依靠圓柱凸輪機構(gòu)實現(xiàn)各執(zhí)行機構(gòu)之間的運動協(xié)調(diào)。其差別主要 在于定位部分略有差異, 目的均是為了提高插針機構(gòu)推桿的截面面積, 提高推桿剛度。方案 3采用串聯(lián)式凸輪 -連桿機構(gòu)組合系統(tǒng)推動接有 6 支方便針的接針板作往復移動, 并使 6支方便針分別落入插針導槽板的 6個導槽中, 為接下來的插針動作做好準備。在方案 4中, 同樣采用串聯(lián)式凸輪 -連桿機構(gòu)組合系統(tǒng)推動接有 6支方便針的接針板作往復移動, 并在圖 5所示位置停歇, 以便插針機構(gòu)完成插針動作。除上述四種方案外, 還有其他方案可供選擇, 如將料斗設(shè)計成往復擺動的形式等。
上述四種方案優(yōu)劣的定量評價采用了評分法。
評分標準采用 10分制, “理想狀態(tài)”取為 10分, “不能用”取為 0分, 具體評分標準如表 1 所示。方案的評價目標主要包括 :工作性能、制造及運行成本、運行可靠性, 取其加權(quán)系數(shù)分別為 0.5、0.2、0.3。對上述四種方案各項性能的評分如表 2所示。按加權(quán)法求各方案總分:
N1 =0.5 ×9 +0.2 ×6 +0.3 ×8 =8.1 N2 =0.5 ×8 +0.2 ×8 +0.3 ×9 =8.3 N3 =0.5 ×8 +0.2 ×7 +0.3 ×7 =7.5 N4 =0.5 ×8 +0.2 ×8 +0.3 ×6 =7.4
由于 N2 >N1 >N3 >N4, 故方案 2最佳, 方案 1也是比較好的設(shè)計方案。在確定機械系統(tǒng)總體方案時, 還應考慮供料機構(gòu)與其他執(zhí)行機構(gòu)是否易于實現(xiàn)協(xié)調(diào)工作、在整個機器中所占空間大小及其工作位置是否合理、傳動系統(tǒng)設(shè)計是否易于實現(xiàn)等因素。最終確定了方案 2為方便針包裝機供料機構(gòu)的最佳設(shè)計方案, 并以此為依據(jù)完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計。
5結(jié)語
本文對包裝機自動供料機構(gòu)的組成情況和基本要求進行了論述, 對方便針包裝機供料機構(gòu)進行了機構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計。提出了四種自動供料機構(gòu)設(shè)計方案, 并分別對其工作原理及特點進行闡述。根據(jù)自動供料機構(gòu)的具體設(shè)計要求, 采用評分法對得到的自動供料機構(gòu)設(shè)計方案進行分析和評估, 從四種設(shè)計方案中選出一種比較可行的包裝機自動供料機構(gòu)設(shè)計 方案。

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