彭建新，黃偉朝

（肇慶市技師學院，廣東 肇慶 526060）

1 電鍍五金件的包裝現(xiàn)狀

電鍍五金件一般要求外觀面不得劃（碰）傷。為達到這一要求，當前通行的做法是將小的五金件逐個裝袋或用紙包裝大的電鍍五金件，分別見圖1、圖2。其實這種做法一是耗材（包裝袋、紙）用得多，二是占用勞動力多，特別是紙包裝。因此廠家希望能有一種覆膜機，只對外觀面覆一層保護膜，覆膜既不要太緊以免難以拆撕，又不要太松以免儲運中脫落。

圖1 五金件的分袋包裝

圖2 五金件的紙包裝

2 覆膜機的性能需求分析及工作流程

當前還沒有覆膜機，其性能要求我們比照人工包裝提出兩個基本的指標：一是覆膜速度：＞20個/分鐘，二是設備平均無故障連續(xù)工作時間：70～90h。

覆膜機的一個工作循環(huán)包括判斷五金件存在否、送料且送膜、被動壓膜、切斷、計數等動作，具體流程如圖3所示。

覆膜機上電開機后，可以有手動操作和自動操作兩種模式。在自動操作模式下可以先設定有關參數，也可以直接啟動后續(xù)操作。然后對切刀加溫，待溫度達到規(guī)定值后再判斷膜的張力，若為零則無膜報警；若有五金件但膜張力大則送膜；若有五金件且膜張力適當則輸送帶動作。五金件輸送過程中用毛輪刷將膜壓覆在其上。待其被傳送到設定的位置，對刀判斷成功，則用熱熔絲切斷覆膜。然后進行計數判斷，若本包數不夠則進入下一個覆膜循環(huán)，如本包夠則進入到下一包循環(huán)，如到預設的總數則程序結束。在進行覆膜包裝的過程中，設備可以進行五金件的連續(xù)覆膜，實現(xiàn)快速切膜。在覆膜包裝時若要改變包裝五金件的長度尺寸，可改變出料延時來進行時間控制。若五金件高度有變則調整毛輪刷的安裝高度。

圖3 覆膜機工作流程

3 覆膜機的結構設計

通過對覆膜機的功能進行分析，與控制系統(tǒng)進行綜合優(yōu)化設計，整體結構主要包括包括機架、輸送機構、毛輪刷、切刀機構、送膜機構、推動裝置，其結構簡圖如圖4所示，各個組成部分的結構如下。

圖4 覆膜機結構示意圖

3.1 機架設計

機架包括輸送帶支撐架、膜卷軸、壓緊輥、導向輪和控制部件等的安裝支架。

3.2 輸送機構設計

輸送機構由直流調速電機（與渦輪減速器一體化）、齒輪組、皮帶輪等組成，皮帶松緊由螺栓調節(jié)。

3.3 毛輪刷設計

由于覆膜不能太緊也不能松且覆膜表面非平面，所以采用比較柔軟的馬毛輪刷來將膜壓覆在五金件上。毛輪刷的寬度易于調整，其安裝高度可調，視五金件的厚度而定。

3.4 切刀輪設計

兩片切刀裝在旋轉輪上，切刀由發(fā)熱元件和控制元件構成。

3.5 推送裝置設計

推送裝置由滑座、滑板、安裝板和推送拉桿構成，其中推送拉桿的一端與長行程推拉式電磁鐵相連，另一端連接安裝板。通過優(yōu)化結構設計，可以實現(xiàn)快速送料，能保證送料定位精度，同時調整切刀輪和毛輪刷的高度，可以適應不同尺寸和形狀的五金件。

3.6 覆膜機的工作過程和原理

本設計的工作過程和原理為：覆蓋用的膜裝在卷軸上，經過送膜輪、導向輪送至毛輪刷的下部。切刀溫度升到設定溫度時，輸送帶電機開始工作。推送裝置將待覆膜的五金件推至輸送帶上，經輸送帶送到毛輪刷下，毛輪刷被動地將膜壓覆在五金件上。對刀傳感器探測已覆膜五金件到達指定位置后，轉動切刀輪熱熔切斷覆膜。

4 覆膜機的控制系統(tǒng)設計

4.1 覆膜機電氣控制系統(tǒng)圖設計

覆膜機要實現(xiàn)覆膜產品多樣化、覆膜高速、不間斷、高精度切斷，需要解決送料位置精確、送料速度可調、切刀尺寸及相對位置可調、切刀溫度可調可控等難題。針對以上問題，本設備采用直流調速電機進行驅動，采用可調電位器調速，系統(tǒng)采用 PLC 與觸摸屏一體機實現(xiàn)其功能控制和操作控制。

覆膜機電氣控制系統(tǒng)接入市電電源為 AC220V、50 Hz，簡單方便。為了滿足電氣控制系統(tǒng)等電氣元件的需求，采用了變壓器進行變壓，開關電源提供24V直流電源。

輸送帶電機采用串電位器進行速度的調節(jié)。切刀發(fā)熱裝置由發(fā)熱管提供熱能進行熱融切斷。回收廢料電機、送膜電機、刀架電機則直接由電磁離合器及按鈕進行控制。覆膜機主電氣原理圖如圖5。

4.2 覆膜機控制程序設計

覆膜機采用 PLC 進行控制，操作界面采用觸摸屏。根據其工作流程進行分析，綜合電氣控制要求和觸摸屏設計，對PLC 輸入輸出點進行定義，具體如表 1 所示。

圖5 覆膜機主電路圖

根據設備自動控制功能及工藝要求進行PLC程序編制。編制程序能夠實現(xiàn)封覆膜機的送料、定位、加熱、切斷、復位等動作功能。通過對系統(tǒng)進行測試，設計 PLC 程序能夠實現(xiàn)所需功能和要求。

表1 I/O 分配表

5 封切包裝機的實際應用情況

對覆膜機進行研制后，本設備經過調試及運行檢測已經投入生產，得到了廠家肯定，下一步將作市場推廣，如圖6所示。

圖6 本設備覆膜產品示范

6 結語

通過對覆膜機的機械結構進行設計，采用 PLC 結合觸摸屏控制，達到了以下效果：（1）提高了包裝速度。五金件種類繁多，形狀差別很大，人工包裝的速度差別也很大。一般的中等大小盤狀零件，人工每分包裝10個左右，覆膜機可以在一分鐘完成30～40個物品的運送、定位及覆膜，是人工速度的兩倍以上，節(jié)省了人工成本，特別是在勞動力缺少的地方，尤其有優(yōu)勢。（2）改善了工人的勞動強度和條件。人工包裝勞動強度大，而且與滯留有一定量電鍍液的五金件接觸，對工人身體不利。覆膜機相比而言有很大的優(yōu)勢。（3）節(jié)省了耗材。如果采用原來的紙包裝，這些紙包裝后即丟棄，或采用薄膜袋裝，用料也多。本覆膜機采用單側覆膜，節(jié)省了耗材，有利于環(huán)保。（4）本設備結構簡單，運行穩(wěn)定。

綜上所述，覆膜機的投入使用將對電鍍五金件的包裝起到積極的作用。