盧泱泱

摘 要：通過機械結(jié)構(gòu)、運動及控制系統(tǒng)的設(shè)計，研制了一種服飾快遞自動包裝機，該裝置具備服飾快遞的智能化全自動包裝功能，包括多料倉自動送料、自動取袋、自動撐袋口、自動推料、自動熱封、自動貼快遞單等，可根據(jù)訂單要求，實現(xiàn)各類服飾的單件或多件快遞的快速包裝。

關(guān)鍵詞：服飾快遞 自動包裝 氣動

中圖分類號：TP23 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0107-02

Abstract：Through the mechanical structure， movement and control system design， developed a clothing express automatic packaging machine， the device has a clothing express intelligent automatic packaging function， including multi-warehouse automatic feeding， automatic bag， automatic support pocket， Automatic push material， automatic heat sealing， automatic delivery of a single express， according to the order requirements， to achieve all kinds of clothing single or more express fast packaging.

Key Words：Clothing express；Automatic packaging；Pneumatic

中國服裝行業(yè)2015年市場規(guī)模為1.9萬億，預(yù)計到2017年，這一規(guī)模將超3萬億元。巨額的服飾銷售產(chǎn)生了大量的快遞訂單，而快遞的包裝需要大量的人力資源，這也增加了線上銷售的成本。為此該項目組研制出了一種服飾快遞自動包裝機，可實現(xiàn)提高包裝效率，降低銷售成本。

該裝置由機械結(jié)構(gòu)、運動及控制系統(tǒng)組成。機械部分包括整體型材框架、料倉機構(gòu)、絲杠推送系統(tǒng)、快遞單撕膠機構(gòu)等；運動系統(tǒng)包含氣動和電動部分，主要包括氣路、氣缸和吸盤、步進伺服等；控制系統(tǒng)由FX2nPLC控制[1-2]。

1 整體方案設(shè)計

該裝置需實現(xiàn)智能化全自動包裝功能，包括多料倉自動送料、自動取袋、自動撐袋口、自動推料、自動熱封、自動貼快遞單等功能[3-4]。由PLC編程實現(xiàn)控制，步進電機將料倉移動至傳感器位置自動定位，氣動推料機構(gòu)將服裝推出料倉自動收回，使服裝進入導(dǎo)向槽內(nèi)， 快遞袋吸取機構(gòu)將快遞袋吸取至指定位置，機械推料機構(gòu)利用絲桿螺母將服裝推入快遞袋內(nèi)，機械推料機構(gòu)收回后，熱封系統(tǒng)啟動，熱封條自上而下運動，接觸快遞袋（熱封時間由旋鈕可調(diào)大約1～10 s）實現(xiàn)熱封動作。整體設(shè)計框圖如圖1所示，裝置整體結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 送料機構(gòu)

送料機構(gòu)由料倉、移動導(dǎo)軌、推送氣缸等構(gòu)成。料倉固定于移動導(dǎo)軌的滑塊之上，導(dǎo)軌中間固定有齒輪齒條，齒輪在步進電機的驅(qū)動下實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，從而帶動齒條水平左右移動，實現(xiàn)送料的目的。導(dǎo)軌并在兩側(cè)加有限位開關(guān)，在此方面采用精確可靠的PLC控制，可以保證每次料倉平穩(wěn)運行和精確的重復(fù)定位。

料倉、送料機構(gòu)隨著絲桿、螺母和導(dǎo)軌移動到推料位置，氣動推料機構(gòu)啟動將服裝送出料倉，氣動推料機構(gòu)自動收回。服裝進入導(dǎo)向槽，推料動作完成，機構(gòu)進入待動狀態(tài)，實現(xiàn)自動送料。送料機構(gòu)如圖3所示。

2.2 推料機構(gòu)

由于該推料機構(gòu)在實際的推料過程中需要有較大的行程，為此項目采用了直流電機驅(qū)動螺桿實現(xiàn)推料，同時在螺桿的兩側(cè)設(shè)計了兩根導(dǎo)軌以減少絲桿的抖動和歪斜，保證推料的平穩(wěn)進行。

推料板前方是一塊三角形的斜鐵，斜鐵的底面采用了倒圓角，使推料板與料掉落板上的摩擦力減到最小、在推料板出入快遞袋的時候不會在兩板間卡住。

送料機構(gòu)把料推入至導(dǎo)向槽內(nèi)，在此上固定有限位板，保證推料時料不會歪斜。推料機構(gòu)如圖4所示。

2.3 取袋及撐袋口機構(gòu)

快遞運輸采用的是利用氣泵帶動真空發(fā)生器抽真空，在吸盤內(nèi)部形成負(fù)壓，從而將快遞袋吸起，為保證快遞袋在運輸和提起的過程中的定位精度，項目增加了外側(cè)吸盤保證快遞袋運輸?shù)街付ㄎ恢?。運輸?shù)綇堥_位置時，氣動機構(gòu)從上往下運動，與快遞袋下方的固定吸盤接觸，隨后中間兩個吸盤與底下兩個固定吸盤同時工作，兩側(cè)吸盤暫停工作，氣動機構(gòu)收回，從而實現(xiàn)快遞袋的打開。

在推進氣缸上兩側(cè)固定有光桿直線導(dǎo)軌保證運輸過程中的平穩(wěn)、解決氣壓太大造成的震動現(xiàn)象發(fā)生。取袋及撐袋口機構(gòu)如圖5所示。

2.4 熱封機構(gòu)

熱封機構(gòu)主要由氣泵產(chǎn)生壓縮氣體。作用于雙軸雙桿氣缸，熱封塑料條固定于氣缸前端鏈接件處，當(dāng)壓縮氣體進入氣缸后推動氣缸軸向下運動，熱封塑料條與熱封金屬條接觸，維持時間3 s后熱封完成[5-6]。熱封機構(gòu)如圖6所示。

2.5 熱敏單剝離及貼單機構(gòu)

熱敏單剝離及貼單機構(gòu)如圖7所示。將熱敏快遞單裝在固定軸上，把底紙拉出纏繞在轉(zhuǎn)軸上，用壓紙夾夾住即完成熱敏快遞單的安裝。

工作時，PLC控制步進電機工作，電機通過同步帶傳動帶動轉(zhuǎn)軸，將熱敏快遞單紙拉動，傳感器檢測到快遞單，電機停止工作，然后氣缸向下運行，快遞單被貼至快遞袋上，氣缸收回。

3 控制系統(tǒng)

項目以PLC為主控系統(tǒng)，通過PLC分別控制步進驅(qū)動器、繼電器等器件，實現(xiàn)步進電機的運動、氣缸工作、吸盤吸合、熱封等功能?？刂葡到y(tǒng)如圖8所示。

4 結(jié)語

該項目通過機械結(jié)構(gòu)、運動及控制系統(tǒng)的設(shè)計，研制了一種服飾快遞自動包裝機，該裝置可實現(xiàn)自動送料、自動取袋、自動撐袋口、自動推料、自動熱封、自動貼快遞單等功能，可根據(jù)訂單要求實現(xiàn)單件或多件服飾的包裝，成本低、效率高。

參考文獻

[1] 胡家秀.簡明機械零件設(shè)計使用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[2] 楊永才.機械設(shè)計新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊[M].北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社，1999.

[3] 《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組編.機械設(shè)計手冊第一版[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[4] 趙明巖.大學(xué)生機械設(shè)計競賽指導(dǎo)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2008.

[5] 濮良貴，紀(jì)名剛.機械設(shè)計[M].8版.北京：高等教育出版社，2006.

[6] 《實用機械設(shè)計手冊》編寫組.實用機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1994.