摘 要：全自動(dòng)裝包機(jī)的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)：裝包機(jī)定量連續(xù)裝50KG白砂糖，裝包速度快、裝包重量精度高（每連續(xù)10包平均值不超過± 0.1 %）。有效地改善白砂糖的包裝環(huán)境，生產(chǎn)現(xiàn)場沒有粉塵污染，車間環(huán)境干凈衛(wèi)生，同時(shí)可以節(jié)省人工費(fèi)用，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。裝包機(jī)運(yùn)行可靠、操作方便，長期使用不卡、不堵、不漏、稱重計(jì)量準(zhǔn)確、無故障、設(shè)備經(jīng)久耐用。主要構(gòu)成：稱量部分、上袋部分、裝糖部分、運(yùn)輸部分、縫包部分、控制部分。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)稱重；包裝；封口

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.140

中糧（唐山）糖業(yè)2015年9月引進(jìn)意大利CONCETTI公司生產(chǎn)的全自動(dòng)包裝機(jī)兩套，用于50公斤的白砂糖編織袋凈重稱量、包裝、封口。白砂糖生產(chǎn)線包裝能力：凈重50公斤/袋，每條生產(chǎn)線包裝速度為850/900包每小時(shí)?？焖俨⒕_地稱量、包裝，要求設(shè)備完美運(yùn)行。全自動(dòng)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)組成：稱量部分、上袋部分、裝糖部分、運(yùn)輸部分、縫包部分、控制部分。

1 稱量部分

全自動(dòng)凈重秤，型號NET/CC-G。主要系統(tǒng)構(gòu)成：供料漏斗、弧形給料門，稱量料斗，稱重控制器；產(chǎn)品從供料漏斗由重力作用下落，通過弧形給料門攔截，稱量料斗稱重量、稱重控制器計(jì)算發(fā)出粗給料、細(xì)給料、關(guān)閉命令給電磁閥到氣缸驅(qū)動(dòng)弧形門執(zhí)行動(dòng)作，完成精確稱重。

供料漏斗為倒錐形，作為連續(xù)供料的供料槽，要確保產(chǎn)品供料漏斗內(nèi)產(chǎn)品連續(xù)不斷。對此安裝三個(gè)料線指示器，料線滿時(shí)，打斷接收產(chǎn)品；料線低時(shí)，及時(shí)向供料漏斗連續(xù)供料；料線極低時(shí)，稱重部分等待。

弧形門設(shè)計(jì)，開關(guān)迅速、不擠壓產(chǎn)品，不存在關(guān)不嚴(yán)的和擠碎物料的情況。門的開關(guān)有雙氣缸聯(lián)動(dòng)，控制三個(gè)位置打開、中間、關(guān)閉。打開位機(jī)械開度可調(diào)，高速供料；中間位機(jī)械開度可調(diào)，低速供料；高速是為提高加工速度，低速保證供料速度降低到精加工速度，提高控制精確度。

稱量料斗由稱重傳感器和稱量斗組成，在此得到精確的產(chǎn)品重量，稱量斗下部是兩個(gè)金屬窗門氣動(dòng)氣缸驅(qū)動(dòng)快速開關(guān)，迅速收放產(chǎn)品；稱重傳感器原理電阻阻值與產(chǎn)品重量成正比關(guān)系，通過惠斯通電橋引入電路測量放大通過控制器處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。稱重控制器是整個(gè)稱重部分的核心，控制器型號：BRAN+LUEBBE SWA 2000C負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)、顯示重量、自動(dòng)運(yùn)算并發(fā)出稱量指令等的任務(wù)。控制器連接包裝機(jī)的PLC系統(tǒng)，控制所述稱重執(zhí)行器，以盡可能準(zhǔn)確地執(zhí)行稱重的步驟。

2 上袋部分

上袋部分構(gòu)成：自動(dòng)袋倉、真空系統(tǒng)、取袋組、夾鉗提袋組。真空吸盤從袋倉提取空袋，放置于運(yùn)動(dòng)的懸鏈線上，袋子運(yùn)動(dòng)到可旋轉(zhuǎn)90°的機(jī)械臂下，機(jī)械臂頂端氣動(dòng)手抓住平袋子旋轉(zhuǎn)90°送到固定鉗變?yōu)樨Q向夾持。為開袋、裝袋做準(zhǔn)備。

袋倉平行三個(gè)倉位，堆疊空袋，由電機(jī)帶動(dòng)循環(huán)使用，空倉手動(dòng)填補(bǔ)袋子。自動(dòng)移動(dòng)到真空吸盤下，上袋倉側(cè)面由光電開關(guān)確定袋子的精確定位。真空泵提供負(fù)壓，通過吸盤將編織袋吸起到運(yùn)動(dòng)中的懸鏈線上，負(fù)壓保持延時(shí)停止袋子落在懸鏈線，移動(dòng)到袋子水平抓取位。懸鏈線是施耐德變頻器控制，有啟停命令和加減速點(diǎn)，速度可調(diào)，通過光電開關(guān)信號和機(jī)械擋板確保袋口水平完好停在機(jī)械臂氣動(dòng)手抓取位。有袋厚檢測探頭模擬信號進(jìn)入PLC，判斷是否雙袋，如果袋厚超過設(shè)定值，機(jī)械臂送到固定鉗位，固定鉗不夾取。固定鉗夾袋等待移動(dòng)組取袋，到裝糖位。

3 裝糖部分

裝糖部分的結(jié)構(gòu)組成：移動(dòng)組、束袋機(jī)。移動(dòng)組從固定鉗夾取編織袋通過兩排負(fù)壓吸盤吸開袋口，運(yùn)動(dòng)到束袋機(jī)下結(jié)合好撐開的袋口接受稱量好的糖。

移動(dòng)組是運(yùn)送裝滿袋子的設(shè)備，擔(dān)負(fù)著取空袋和運(yùn)送滿袋的任務(wù)。移動(dòng)裝置臂分為兩個(gè)部分，第一部分是從上袋部分的固定鉗處提起空袋，通過吸盤負(fù)壓打開袋口，并運(yùn)送到束袋機(jī)下填充位置；同時(shí)第二部分是將束袋機(jī)下裝滿糖的袋子夾送到運(yùn)輸部分，通過運(yùn)輸部分將產(chǎn)品傳送的到縫包部分。移動(dòng)組裝置水平來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由齒形帶傳送減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)，六個(gè)接近開關(guān)分別控制正反轉(zhuǎn)啟停命令、加減速命令。

束袋機(jī)裝置為填充單元，兩片扁帶從隔層伸出以配合被小吸盤吸開的袋口，將袋口撐開為近似長方形。完成卸料后扁帶向上移動(dòng)，縮回到隔層，使袋子可以水平平移到下一工序。長方形側(cè)面兩邊配有夾具，兩個(gè)卡鉗夾緊袋子的末端，限制袋口，讓編織袋與扁鋼結(jié)合密閉，防止產(chǎn)品外漏也防止有雜質(zhì)進(jìn)入袋子污染產(chǎn)品。裝滿袋結(jié)束后，扁帶收回，夾具卡鉗水平向兩邊移動(dòng)拉平編織袋口。移動(dòng)組夾緊袋子邊緣后，夾具卡鉗釋放回到初始位置，束袋機(jī)部分設(shè)備動(dòng)作都是由電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸完成的。

4 運(yùn)輸部分

運(yùn)輸部分的構(gòu)成：振動(dòng)輸送機(jī)、夾送輥、輸送帶、袋子輸送機(jī)。

其中振動(dòng)輸送機(jī)和夾送輥裝在編織袋下方部與上部移動(dòng)組配合使用，輸送帶承載滿袋產(chǎn)品與在上部夾著袋口的袋子輸送機(jī)以相同的速度運(yùn)動(dòng)，將袋子運(yùn)送到縫包部分縫包。

振動(dòng)輸送機(jī)的位置在束袋機(jī)的正下方，同時(shí)振動(dòng)輸送機(jī)、卸料輥、輸送帶安裝在同一水平機(jī)械基礎(chǔ)上，該基礎(chǔ)可上下移動(dòng)，調(diào)整高度以適應(yīng)不同長度的編織袋。在袋子填充過程中輥式振動(dòng)輸送機(jī)上下升降并振動(dòng)，動(dòng)作由下部氣缸驅(qū)動(dòng)完成，主要目的是盡可能的將產(chǎn)品裝實(shí)。填充過程結(jié)束，輥道升起與上部移動(dòng)組配合使?jié)M袋產(chǎn)品向下游移動(dòng)。完成后，輥道重新降下來循環(huán)下一袋產(chǎn)品。卸料輥，輥道有多根并排的配有小齒輪的輥?zhàn)訕?gòu)成，通過鏈?zhǔn)絺魉蛶硪苿?dòng)，變頻調(diào)速。卸料輥是裝料部分與縫包部分的過渡，裝滿產(chǎn)品的編織袋由束袋機(jī)下過渡到輸送帶上（承載重量），袋子輸送機(jī)在上部夾緊平整的袋口，同步運(yùn)輸?shù)娇p包機(jī)處縫口。袋子輸送機(jī)是通過兩個(gè)對立傳送帶夾緊編織袋口，并引導(dǎo)袋子的進(jìn)給，確保袋邊完美對齊。變頻調(diào)速確保與下面的輸送帶同步。

5 縫包部分

縫包部分功能構(gòu)成：折邊裝置、有袋感應(yīng)探頭、斷線檢測傳感器、縫包機(jī)、切刀等。

折邊裝置安裝在袋子輸送機(jī)上，進(jìn)縫包機(jī)前。彎曲形狀的金屬板由氣缸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)有袋感應(yīng)探頭經(jīng)過袋子觸發(fā)，電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸動(dòng)作一次，袋口在進(jìn)縫包機(jī)前被平整折起?？p包機(jī)啟停時(shí)機(jī)由有袋感應(yīng)探頭觸發(fā)，PLC內(nèi)部定時(shí)器設(shè)定延時(shí)控制?？p包機(jī)頭通過變頻調(diào)速，與運(yùn)輸部分速度相匹配。針線和底線分別穿過斷線傳感器，斷線報(bào)警停止運(yùn)行，防止縫包不嚴(yán)產(chǎn)品灑出。在編織袋縫好出縫包機(jī)后，氣動(dòng)

驅(qū)動(dòng)切刀動(dòng)作切斷鏈狀針線，完成縫包。

6 控制部分

控制部分構(gòu)成：動(dòng)力柜和控制柜、分散IO、閥島、檢測原件、執(zhí)行元件等。動(dòng)力柜內(nèi)主要是電源回路、接觸器變頻器等電機(jī)控制回路。電源配電器件選用西門子產(chǎn)品，變頻器選用施耐德ATV32系列?？刂乒駜?nèi)主要是PLC、繼電器、安全模塊裝置、接觸器等。

PLC選用西門子S7 315-2DP處理器，擴(kuò)展設(shè)備通過DP通訊協(xié)議，連接有分布IO，TP700人機(jī)界面、FESTO閥島控制電磁閥。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1。

IGF900是整個(gè)控制系統(tǒng)的大腦，S7 300CPU運(yùn)算、處理采集設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，發(fā)出指令給各輸出設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。 所有設(shè)備按CPU內(nèi)編好的程序運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行階段出現(xiàn)故障或有中斷條件，設(shè)備停下來在TP700操作面板上會(huì)出現(xiàn)停機(jī)原因。排除故障或解除中斷條件后重新啟動(dòng)設(shè)備、自動(dòng)運(yùn)行。TP700人機(jī)界面內(nèi)容豐富，可以監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)，可以在線修改設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，調(diào)整設(shè)備?？墒肿詣?dòng)切換，正常運(yùn)行在自動(dòng)狀態(tài)，調(diào)試設(shè)備、處理故障時(shí)可手動(dòng)在觸摸屏上操作動(dòng)作設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]張朝霞，劉翠琴，劉加永.自動(dòng)料斗秤的給料設(shè)計(jì)[J].

[2]《IGF900 INSTRUCTION MANUAL》.CONCETTI S.P.A.

作者簡介：王曉明（1978-），男，工學(xué)學(xué)士，從事工業(yè)自動(dòng)化工作、熟悉鋼鐵自動(dòng)化、電廠熱工儀表，具有多年工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。endprint