對(duì)全自動(dòng)裝箱機(jī)的初步研究文獻(xiàn)綜述

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對(duì)全自動(dòng)裝箱機(jī)的初步研究 摘要：法國(guó)Aries Packaging公司在2005年國(guó)際包裝展（interpack）上推出新一代裝箱機(jī)。多功能全自動(dòng)裝箱機(jī)在中德合作江西德賽特包裝機(jī)械設(shè)備有限公司誕生……隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，科技的快速發(fā)展，全自動(dòng)裝箱機(jī)也在不停的發(fā)展。本文著重介紹了全自動(dòng)裝箱機(jī)的工作原理，發(fā)展的概況以及其經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生的問題。 關(guān)鍵詞：全自動(dòng)裝箱機(jī)，雙四連桿機(jī)構(gòu)，抓瓶頭，自動(dòng)走箱臺(tái) 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(dòng)裝箱機(jī)是為生產(chǎn)瓶裝飲料(含酒類及其它各種飲料) 時(shí)，實(shí)現(xiàn)裝箱自動(dòng)化的專用設(shè)備，其裝箱速度大約為每小時(shí)300箱以上,并且能和各種灌裝機(jī)配套。(1)最常見的裝箱機(jī)是由抓頭充、排氣來實(shí)現(xiàn)抓、放瓶子的。通過機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)、氣動(dòng)和電控把瓶子準(zhǔn)確、可靠地將瓶子放進(jìn)箱子里。通過獨(dú)特的四連桿機(jī)構(gòu)，使瓶子提升和降落運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確平穩(wěn)。 全自動(dòng)裝箱機(jī)的工作原理 1.1裝箱工作原理：（2） 1.1.1抓頭從輸瓶臺(tái)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(dòng)作分解： 整個(gè)裝箱過程的動(dòng)作可分解為三部分運(yùn)動(dòng)：⑴瓶的運(yùn)動(dòng)；⑵箱的運(yùn)動(dòng)；⑶連接瓶箱的連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的抓頭運(yùn)動(dòng)。 1.2.1瓶的運(yùn)動(dòng)： 在整線中，從灌瓶機(jī)來的灌好的瓶子被輸送到待裝箱工位。（3）在輸運(yùn)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(dòng)，使得瓶子有序地經(jīng)過理瓶板，分成一排一排地進(jìn)入前面的導(dǎo)瓶板，到達(dá)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(shí)候，擋瓶定位桿松開，于是抓頭抓住瓶子向上運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)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(jìn)瓶示意圖（2） 1.2.2箱的運(yùn)動(dòng)： 自動(dòng)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(jìn)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(jìn)入輸箱帶Ⅰ，第五個(gè)箱子被擋在后面，而進(jìn)入輸箱帶Ⅰ的四個(gè)箱子又被前面的擋箱臂擋住，同時(shí)分箱裝置將這四個(gè)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(yùn)動(dòng)： 由裝箱機(jī)的主傳動(dòng)帶動(dòng)雙四連桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)抓瓶裝箱所需要的曲線運(yùn)動(dòng)，抓頭部件裝在頭架部分，在主傳動(dòng)處于曲線的兩個(gè)特征點(diǎn)上時(shí)，在輸瓶帶上抓頭充氣抓瓶，在輸箱帶上抓頭放氣放瓶。(4)機(jī)械手臂的動(dòng)力采用電機(jī),臂的升降采用雙速電機(jī),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(huì)損傷瓶子,抓得又牢放氣即可放瓶,這樣既快又可靠。 抓頭運(yùn)動(dòng)的在主傳動(dòng)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(diǎn)，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(diǎn)，抓頭放氣放瓶。 （工作行程） 圖6 抓瓶運(yùn)動(dòng)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(dòng)裝箱機(jī)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(duì)于飲料包裝機(jī)械的要求越來越高了。 從前，裝箱機(jī)均是由人工控制，把走瓶臺(tái)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(gè)工序雖然很簡(jiǎn)單,但是工人操作時(shí),因速度很快,是一項(xiàng)繁重的體力勞動(dòng)。一般工人只能連續(xù)工作一小時(shí)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(shí)還只能裝十多箱。由于是單調(diào)而繁重的勞動(dòng),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(jì)算,一天裝6000箱要損失6箱,一年按200d計(jì)算,約損失1200箱,實(shí)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(jī)械手。這不僅可以代替30多個(gè)強(qiáng)勞動(dòng)力,而且損耗也可以大大減少。 如今，裝箱機(jī)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(dòng)的裝箱機(jī)不僅工作可靠，運(yùn)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(guó)最先進(jìn)的多功能全自動(dòng)裝箱機(jī)誕生于江西德賽特包裝機(jī)械設(shè)備有限公司。該機(jī)是由德賽特包裝機(jī)械設(shè)備有限公司的一位德國(guó)著名專家研發(fā)而成。該機(jī)通過抓瓶器將瓶子自動(dòng)裝進(jìn)紙（塑料）箱內(nèi)，通過電氣自動(dòng)化控制使瓶子提升、移動(dòng)、降落，動(dòng)作協(xié)調(diào)，運(yùn)行平穩(wěn)準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單方便，本機(jī)采用變頻調(diào)速及PLC控制技術(shù)，結(jié)合人機(jī)界面，自動(dòng)化程度高。工作過程中，裝箱運(yùn)動(dòng)由伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻器控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，起步和終止均緩慢平穩(wěn)，裝箱速度采用變頻器進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，生產(chǎn)效率極高，結(jié)構(gòu)先進(jìn)、靈活。產(chǎn)品由合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)，可靠的氣動(dòng)裝置和先進(jìn)的電控技術(shù)組成，更換不同瓶型生產(chǎn)時(shí)只需要更換夾瓶機(jī)構(gòu)，是機(jī)械、氣動(dòng)、電控一體化的先進(jìn)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(hù)罩，還配備光電安全保護(hù)裝置，當(dāng)裝箱過程中出現(xiàn)缺瓶、缺箱、堵箱、錯(cuò)位等現(xiàn)象時(shí)，能立即自動(dòng)停機(jī)，保護(hù)機(jī)器。 如今，一般的裝箱機(jī)的整個(gè)裝箱過程的動(dòng)作基本可分解為三部分運(yùn)動(dòng)：⑴瓶的運(yùn)動(dòng)；⑵箱的運(yùn)動(dòng)；⑶連接瓶箱的連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的抓頭運(yùn)動(dòng)。帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，減速電機(jī)直接套在轉(zhuǎn)動(dòng)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(qiáng)度螺栓使包容面間產(chǎn)生的壓力和摩擦力實(shí)現(xiàn)扭矩傳遞的，由于無鍵槽，軸的材料有效利用率高，對(duì)軸不產(chǎn)生機(jī)械損傷，可承受變載荷和沖擊載荷，還具有過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。采用帶制動(dòng)的電機(jī)，并采用變頻器調(diào)速，主傳動(dòng)速度為雙速，保證本機(jī)生產(chǎn)能力與整個(gè)生產(chǎn)線相匹配。 要設(shè)計(jì)一套完整實(shí)用的裝箱機(jī)，還要注意以下幾點(diǎn)：工作可靠，運(yùn)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(dòng)控制。因此，對(duì)其的設(shè)計(jì)是要多方面的。以后，隨著科技水平的飛速發(fā)展，裝瓶機(jī)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(dòng)裝箱機(jī)常出現(xiàn)的問題 裝箱機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生抖動(dòng)是包裝生產(chǎn)經(jīng)常遇到的問題。裝箱機(jī)抖動(dòng)就是指吸頭架在下落裝箱時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)，它會(huì)使瓶子搖擺，當(dāng)瓶子擺動(dòng)時(shí)，就會(huì)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(jī)運(yùn)作過程中抖動(dòng)的產(chǎn)生原因雖然比較復(fù)雜，但往往是由于傳動(dòng)零部件存在間隙和運(yùn)動(dòng)慣性沖擊及設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的?，F(xiàn)在，已經(jīng)有了很多能很好解決這個(gè)問題的方法。 結(jié)束語 全自動(dòng)裝箱機(jī)是適用于飲料行業(yè)(含白酒、啤酒和各種瓶裝飲料) 的自動(dòng)灌裝線上的設(shè)備,屬機(jī)電一體化產(chǎn)品。它與自動(dòng)灌裝線中的洗瓶、灌裝等其它設(shè)備構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)。自動(dòng)裝箱機(jī)的核心部分是自動(dòng)裝箱機(jī)械手。 參考文獻(xiàn) [1] 鄒子良、劉曄、朱景環(huán)，全自動(dòng)裝箱機(jī)的研制(I)——控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(理科版)， 1997 Vol.21 No. 3. 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