楊鳴亮

（浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江杭州 311112）

0.前言

工業(yè)濾芯制造行業(yè)在我國依然是勞動密集型產(chǎn)業(yè)，雖然隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，自動化設(shè)備在該行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，但在這個行業(yè)中仍然需要大量的人工參與[1-4]。目前，對于大尺寸工業(yè)濾芯來說，依然采用手工包裝，工人將加工好的濾芯套到包裝袋中，然后放入到熱收縮機(jī)里熱縮。由于人工套袋包裝的速度有限，并且隨著產(chǎn)品需求不斷擴(kuò)大、對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格，手工包裝已經(jīng)不能滿足工廠的生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)大尺寸工業(yè)濾芯的自動包裝勢在必行[5]。為了解決這個問題，本文研究與設(shè)計(jì)出了一臺面向大尺寸工業(yè)濾芯的枕式包裝機(jī)。

1.總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)工作原理

大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)的工作是一個連續(xù)不間斷的過程。它采用步進(jìn)電機(jī)，通過鏈傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動帶傳動機(jī)構(gòu)來帶動機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。通過PLC控制協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動配合，確保包裝薄膜的長度、送膜輥送膜速度和薄膜的封切速度相互匹配，包裝能夠協(xié)調(diào)穩(wěn)定無誤地進(jìn)行。為保持包裝制袋的穩(wěn)定精確，經(jīng)過送料、縱封、橫封切到最后成品輸出完成整個過程。大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)的包裝薄膜安裝在一軸輥上，待包裝的物品經(jīng)送膜裝置送到制袋成型器的部位，然后經(jīng)過中封牽引機(jī)構(gòu)輥輪對包裝薄膜加熱進(jìn)行中封成型，經(jīng)牽引送至端封切機(jī)構(gòu)處，對包裝袋進(jìn)行熱合端封，并且切斷，包裝完成，最后經(jīng)過出料傳送帶輸出成品。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)3D建模圖

大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)的工作是一個循環(huán)的過程，其工藝流程框圖如圖2所示。

圖2 大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)工藝流程框圖

1.2 大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)基本結(jié)構(gòu)組成

大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)的基本結(jié)構(gòu)主要有：送膜機(jī)構(gòu)、縱封機(jī)構(gòu)、橫封機(jī)構(gòu)、成品輸出機(jī)構(gòu)等。

2.大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)主機(jī)系統(tǒng)選用西門子PLC可編程邏輯控制器作為機(jī)器控制系統(tǒng)的核心，配合人機(jī)交互界面等，在保證功能的前提下盡可能減少包裝機(jī)的動力裝置，同時使包裝機(jī)達(dá)到包裝效率高、定位準(zhǔn)確、封裝精度高等要求。系統(tǒng)構(gòu)成靈活、易擴(kuò)展，使用方便、編程簡單，適應(yīng)不同惡劣運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力和可靠性強(qiáng)，適應(yīng)產(chǎn)品的發(fā)展需求。

2.1 大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)組成

大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)的控制系統(tǒng)采用西門子PLC為控制器，由人機(jī)交互界面（觸摸屏）、驅(qū)動器和步進(jìn)電機(jī)等組成，如圖3所示。

圖3 大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)組成圖

2.2 控制系統(tǒng)元器件選擇

大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)的硬件組成如表1所示。

表1 元器件一覽

2.3 PLC 控制器 I/O 分配

本包裝機(jī)選用型號為231-7PC22-0XA0的PLC作為控制器，其I/O接口數(shù)目足夠，無需另外連接擴(kuò)展模塊。PLC的I/O接口分配如圖4所示。

圖4 PLC I/O分配圖

2.4 電氣原理圖

該包裝機(jī)的電氣原理圖如圖5所示。

圖5 電氣原理圖

3.結(jié)語

針對市場上的大尺寸工業(yè)濾芯的套袋基本上都是人工的，且產(chǎn)品質(zhì)量可靠性不高、人工成品偏高的問題，本文設(shè)計(jì)好的大尺寸工業(yè)濾芯枕式包裝機(jī)，其產(chǎn)品可靠性高，人工成本有效降低，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)濾芯行業(yè)。