對全自動裝箱機的初步研究文獻綜述

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對全自動裝箱機的初步研究 摘要：法國Aries Packaging公司在2005年國際包裝展（interpack）上推出新一代裝箱機。多功能全自動裝箱機在中德合作江西德賽特包裝機械設備有限公司誕生……隨著社會的不斷進步，科技的快速發(fā)展，全自動裝箱機也在不停的發(fā)展。本文著重介紹了全自動裝箱機的工作原理，發(fā)展的概況以及其經常會產生的問題。 關鍵詞：全自動裝箱機，雙四連桿機構，抓瓶頭，自動走箱臺 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。全自動裝箱機是為生產瓶裝飲料(含酒類及其它各種飲料) 時，實現裝箱自動化的專用設備，其裝箱速度大約為每小時300箱以上,并且能和各種灌裝機配套。(1)最常見的裝箱機是由抓頭充、排氣來實現抓、放瓶子的。通過機械運轉、氣動和電控把瓶子準確、可靠地將瓶子放進箱子里。通過獨特的四連桿機構，使瓶子提升和降落運動準確平穩(wěn)。 全自動裝箱機的工作原理 1.1裝箱工作原理：（2） 1.1.1抓頭從輸瓶臺上 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裝箱過程的動作分解： 整個裝箱過程的動作可分解為三部分運動：⑴瓶的運動；⑵箱的運動；⑶連接瓶箱的連桿機構帶動的抓頭運動。 1.2.1瓶的運動： 在整線中，從灌瓶機來的灌好的瓶子被輸送到待裝箱工位。（3）在輸運過程中，首先經過理瓶裝置，分隔出的幾條槽,每槽只能走一列瓶子，理瓶板前后移動，使得瓶子有序地經過理瓶板，分成一排一排地進入前面的導瓶板，到達導瓶板最前面的瓶子被擋瓶定位桿擋住，在抓頭抓瓶的時候，擋瓶定位桿松開，于是抓頭抓住瓶子向上運動。在這個過程中，輸瓶帶輸瓶，瓶到位后輸瓶帶停止，等候抓頭抓瓶。 圖4 進瓶示意圖（2） 1.2.2箱的運動： 自動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，然后進入輸箱帶Ⅰ，第五個箱子被擋在后面，而進入輸箱帶Ⅰ的四個箱子又被前面的擋箱臂擋住，同時分箱裝置將這四個箱子分開定位，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 抓頭部分的運動： 由裝箱機的主傳動帶動雙四連桿機構，實現抓瓶裝箱所需要的曲線運動，抓頭部件裝在頭架部分，在主傳動處于曲線的兩個特征點上時，在輸瓶帶上抓頭充氣抓瓶，在輸箱帶上抓頭放氣放瓶。(4)機械手臂的動力采用電機,臂的升降采用雙速電機,由電腦控制轉換。這樣既平穩(wěn)又能快速準確到位。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,不會損傷瓶子,抓得又牢放氣即可放瓶,這樣既快又可靠。 抓頭運動的在主傳動曲線上依次為：（如圖6） ⑴ 在輸瓶帶上方，等待抓瓶； （空行程） ⑵ 在抓瓶點，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，抓頭放氣放瓶。 （工作行程） 圖6 抓瓶運動軌跡（2） 綜上所述，在裝箱過程中，無論是瓶還是箱均經過有序的準備，分別排成一定的間距，與抓頭的間距相同，使得抓頭能夠準確無誤地抓瓶放瓶，完成裝箱。 全自動裝箱機的發(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，對于飲料包裝機械的要求越來越高了。 從前，裝箱機均是由人工控制，把走瓶臺上的瓶子(如酒一箱20瓶)一次抓起來,裝入走箱槽上的空箱內。這個工序雖然很簡單,但是工人操作時,因速度很快,是一項繁重的體力勞動。一般工人只能連續(xù)工作一小時就要輪換休息,才能保持裝箱速度。即使如此,平均每人每小時還只能裝十多箱。由于是單調而繁重的勞動,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算,一天裝6000箱要損失6箱,一年按200d計算,約損失1200箱,實際損耗率可能要高得多。于是，現代的科技告訴我們要利用機械手。這不僅可以代替30多個強勞動力,而且損耗也可以大大減少。 如今，裝箱機的種類很多，最常見要屬YZBS-FZ系列和TM系列的產品。這些全自動的裝箱機不僅工作可靠，運行平穩(wěn)，生產效率高，而且操作容易，結構合理，安全可靠，符合衛(wèi)生要求。 目前，中國最先進的多功能全自動裝箱機誕生于江西德賽特包裝機械設備有限公司。該機是由德賽特包裝機械設備有限公司的一位德國著名專家研發(fā)而成。該機通過抓瓶器將瓶子自動裝進紙（塑料）箱內，通過電氣自動化控制使瓶子提升、移動、降落，動作協(xié)調，運行平穩(wěn)準確、操作簡單方便，本機采用變頻調速及PLC控制技術，結合人機界面，自動化程度高。工作過程中，裝箱運動由伺服驅動器和變頻器控制的電機驅動，起步和終止均緩慢平穩(wěn)，裝箱速度采用變頻器進行無級調速，生產效率極高，結構先進、靈活。產品由合理的機械結構，可靠的氣動裝置和先進的電控技術組成，更換不同瓶型生產時只需要更換夾瓶機構，是機械、氣動、電控一體化的先進設備。產品采用現代顯示技術--觸摸屏，設備常見故障可自行分析、診斷，并排除。產品除了設置保護罩，還配備光電安全保護裝置，當裝箱過程中出現缺瓶、缺箱、堵箱、錯位等現象時，能立即自動停機，保護機器。 如今，一般的裝箱機的整個裝箱過程的動作基本可分解為三部分運動：⑴瓶的運動；⑵箱的運動；⑶連接瓶箱的連桿機構帶動的抓頭運動。帶動曲柄轉動的主傳動機構，減速電機直接套在轉動軸上，然后用無鍵聯接裝置──收縮盤把減速器與軸聯結起來。收縮盤是靠擰緊高強度螺栓使包容面間產生的壓力和摩擦力實現扭矩傳遞的，由于無鍵槽，軸的材料有效利用率高，對軸不產生機械損傷，可承受變載荷和沖擊載荷，還具有過載保護等優(yōu)點。采用帶制動的電機，并采用變頻器調速，主傳動速度為雙速，保證本機生產能力與整個生產線相匹配。 要設計一套完整實用的裝箱機，還要注意以下幾點：工作可靠，運行平穩(wěn)，生產效率高，操作容易，結構合理，安全可靠，符合衛(wèi)生要求，全自動控制。因此，對其的設計是要多方面的。以后，隨著科技水平的飛速發(fā)展，裝瓶機的體積應不斷的減小，而工作效率確要求迅速提高。 全自動裝箱機常出現的問題 裝箱機在運行過程中產生抖動是包裝生產經常遇到的問題。裝箱機抖動就是指吸頭架在下落裝箱時產生的抖動，它會使瓶子搖擺，當瓶子擺動時，就會使瓶子與導向架或膠箱碰刮，造成商標紙刮爛，甚至爆瓶，影響操作安全。裝箱機運作過程中抖動的產生原因雖然比較復雜，但往往是由于傳動零部件存在間隙和運動慣性沖擊及設計不當造成的?，F在，已經有了很多能很好解決這個問題的方法。 結束語 全自動裝箱機是適用于飲料行業(yè)(含白酒、啤酒和各種瓶裝飲料) 的自動灌裝線上的設備,屬機電一體化產品。它與自動灌裝線中的洗瓶、灌裝等其它設備構成一個自動化系統(tǒng)。自動裝箱機的核心部分是自動裝箱機械手。 參考文獻 [1] 鄒子良、劉曄、朱景環(huán)，全自動裝箱機的研制(I)——控制系統(tǒng)設計， 南昌大學學報(理科版)， 1997 Vol.21 No. 3. [2] 孫健，裝箱機工作原理， Krones magazine（中文版），2005 Vol.4. [3] 鄒文生、朱景環(huán)、劉曄，全自動裝箱機的研制（II）——自動趟瓶臺和自動走箱槽的設計，南昌大學學報(理科版)，1998 Vol,22 No.3 [4] 鄒文生、朱景環(huán)、劉曄，全自動裝箱機的研制（Ⅲ）——自動趟瓶臺和自動走箱槽的設計，南昌大學學報(理科版)，1998 Vol,22 No.3 [5] 鄒文生、劉曄、朱景環(huán)，全自動裝箱機的研制(四)——自動裝箱機械手的設計，南昌大學學報(理科版)，1998 Vol.22 No. 3 [6] 何志堅，進口曲柄四桿機構型裝箱機抖動問題的改進，包裝與食品機械，2005 Vol.23 No.5. [7] krones備件手冊 [8] 蒲良貴、紀名剛，機械設計（第七版），高等教育出版社，2001 [9] ehert ,packing machine in China,Krones magazines,2005 vol.4 [10]Making the case for lead screws,.Machine Design, 10/26/2006, Vol. 78 Issue 20, pS1-S1, 1p