西安華盛包裝技術(shù)研究所 張有良
西安華維輕工機(jī)械技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司 馮育全 路建章
摘 要： 本文在介紹異形瓶裝箱的系統(tǒng)組成和控制方案的基礎(chǔ)上，提出了解決異形瓶的輸送和瓶整理方法，論述了伺服電機(jī)在異形瓶裝箱過(guò)程的作用和抓瓶裝箱過(guò)程的不同傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，論證了初始位在控制過(guò)程中的作用。
關(guān) 鍵 詞 ：異形瓶 裝箱機(jī) 伺服電機(jī)
Abstract: The structure and control project of the carton packing machine for irregular shaped bottles was introduced.The methods of conveying and sorting the irregular shaped bottles was provided.The function of servo motor used in carton packing process was discussed.The advantages and shortcoming of different transmission in gripping bottle process was compared.The function of initialized position in control process was demonstrated.
Key words: Irregular shaped bottle Carton packaging Servo motor
1 引言
快速消費(fèi)品行業(yè)里的酒類(lèi)、日化、調(diào)味品等液態(tài)商品越來(lái)越注重產(chǎn)品的個(gè)性化包裝，各式各樣的異形瓶（非規(guī)則的圓形瓶）讓人眼花繚亂，豐富繁榮了市場(chǎng)。在工業(yè)化生產(chǎn)的今天，異形瓶的裝箱給包裝機(jī)械行業(yè)提出了新的課題，。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，在標(biāo)準(zhǔn)形裝箱機(jī)的基礎(chǔ)上，研究開(kāi)發(fā)出適應(yīng)于異形瓶的裝箱機(jī)，投入市場(chǎng)后效果良好，得到了用戶的好評(píng)。
2 異形瓶裝箱機(jī)的系統(tǒng)組成
2.1 裝箱機(jī)組成與技術(shù)規(guī)格
（1）組成。異形瓶裝箱機(jī)主要由瓶輸送機(jī)構(gòu)、箱輸送機(jī)構(gòu)、抓瓶裝箱機(jī)構(gòu)組成，如圖1所示。瓶輸送機(jī)構(gòu)，對(duì)單列送的異形瓶通過(guò)變道輸送，將單列瓶輸送變成多列的瓶輸送，滿足抓瓶裝箱的需要。箱輸送機(jī)構(gòu)是對(duì)裝瓶前箱子和裝瓶后箱子的輸送。抓瓶裝箱機(jī)構(gòu)按照一定的運(yùn)行軌跡，將排列規(guī)律的瓶子裝箱，每次可以裝一箱或多箱。
（2）主要技術(shù)指標(biāo)。紙箱尺寸：根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)調(diào)整范圍；瓶型規(guī)格：根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)調(diào)整范圍；生產(chǎn)速度：12箱/分鐘（可調(diào)）；電源：380V、50HZ；總功率：4kw；耗 氣 量：0.6m3 /min、 用氣壓力：0.6Mpa。
圖中：1 抓瓶裝箱機(jī)構(gòu) 2 瓶輸送機(jī)構(gòu) 3 箱輸送機(jī)構(gòu)
圖1異形瓶裝箱機(jī)的組成示意圖
2.2 裝箱機(jī)的控制方案
異形瓶裝箱機(jī)的控制系統(tǒng)主要由可編程控制器G1 、人機(jī)界面G2 、伺服控制驅(qū)動(dòng)器A1 、伺服控制驅(qū)動(dòng)器A2 、變頻器A3 、變頻器A4 、檢測(cè)/執(zhí)行元件組成，如圖2所示。G1 、G2 構(gòu)成控制系統(tǒng)的核心和操作界面，所有的控制參數(shù)均可在人機(jī)界面上完成。伺服控制驅(qū)動(dòng)器A1 、A2 驅(qū)動(dòng)控制伺服電機(jī)M1 和M2 ，完成瓶子變道和裝箱過(guò)程的控制，PLC通過(guò)高速輸出口對(duì)A1 、A2 發(fā)送脈沖，改變脈沖的發(fā)送頻率和數(shù)量控制伺服電機(jī)的運(yùn)行。A3 、A4 變頻器控制電機(jī)M3 和M4 ，完成瓶子和箱子的輸送，通過(guò)RS485總線控制電機(jī)M3 和M4 的速度和啟停。
圖2異形瓶裝箱機(jī)的控制系統(tǒng)示意圖
3 裝箱機(jī)理瓶方案分析與設(shè)計(jì)
產(chǎn)品灌裝和貼標(biāo)后通過(guò)輸送鏈，瓶子單排或雙排（通過(guò)特定機(jī)構(gòu)改變）輸送到裝箱設(shè)備。對(duì)于圓形瓶子通過(guò)相互推碰、避讓可以從單列變成多列，瓶子在多列鏈道內(nèi)形成規(guī)律的排列。對(duì)于異形瓶子，從單列變成多列就無(wú)法通過(guò)相互推碰、避讓達(dá)到目的。對(duì)于異形瓶的裝箱，瓶子的輸送整理是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，我們采用了兩種解決方案。
3.1 一列變多列的輸送整理方法
一列變多列的輸送整理方法（以下稱為方法1）如圖3所示，通過(guò)M2 控制移動(dòng)的裝置將單列輸送的瓶子，依次送到多列輸送鏈的各個(gè)道口，使一列瓶子的輸送變成多輸送，優(yōu)點(diǎn)在于瓶子的輸送幾乎不間斷。
控制伺服電機(jī)M2 的位移過(guò)程中，對(duì)于伺服電機(jī)M2 有一個(gè)初始位設(shè)置，為了使每一道上的瓶子數(shù)量均勻，必須對(duì)進(jìn)入每道的瓶子進(jìn)行記數(shù)，邊道進(jìn)入的數(shù)量是中間道的2倍，以便減少移道的次數(shù)，止瓶裝置為了防止移道過(guò)程中卡瓶，瓶子隨著移道機(jī)構(gòu)同步移動(dòng)。
1. 單列輸送帶 2. 瓶變道機(jī)構(gòu) 3.瓶子輸送機(jī)構(gòu)
圖3異形瓶一列變多列的瓶整理示意圖
3.2 列變行步移輸送整理方法
列變行步移輸送整理方法（以下稱為方法2）如圖4所示，主要由單雙排輸送鏈、單排變雙排機(jī)構(gòu)、多排輸送步移鏈組成。電機(jī)M
3 驅(qū)動(dòng)單雙排輸送鏈，伺服電機(jī)M
2 驅(qū)動(dòng)多排輸送步移鏈，每次步移兩行瓶子。單排變雙排的目的是減少伺服電機(jī)M
2 步移的等待時(shí)間，提高瓶子的輸送速度。該方法機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制相對(duì)容易。
