佛山市柯田包裝機械有限公司

枕式包裝機的工作原理

枕式包裝機是一種包裝能力非常強,且能適合

多種規(guī)格用于食品和非食品包裝的連續(xù)式包裝機。

它不但能用于無商標(biāo)包裝材料的包裝,而且能夠使

用預(yù)先印有商標(biāo)圖案的卷筒材料進行高速包裝。

在包裝生產(chǎn)中,由于包裝材料上印刷的定位色

標(biāo)之間存在誤差,包裝材料的拉伸以及機械傳動等

因素的影響,包裝材料上預(yù)定的封切部位有可能偏

離正確的位置,而產(chǎn)生誤差。為了消除誤差而達到

正確封切的目的,包裝設(shè)計必須考慮自動定位問題,

解決這一問題大都是根據(jù)包裝材料的定位標(biāo)完成連

續(xù)式光電自動定位系統(tǒng)設(shè)計。而連續(xù)式光電定位系

統(tǒng)按誤差補償工作方式分為進退式、制動式和兩傳

動系統(tǒng)同步式。本文著重介紹進退制動式光電自動

定位系統(tǒng)的設(shè)計。

1　制動式光電自動定位系統(tǒng)的基本原理

包裝紙在自動包裝機上連續(xù)進給,成形制袋,充

填和封口的過程中,由于定位色標(biāo)的印刷誤差,機器

運轉(zhuǎn)的偶然波動以及操作等綜合因素,使包裝紙的

輸送速度與橫封、切紙速度不同步而產(chǎn)生封、切位置

的偏差,因此需要隨時予以校正,連續(xù)地進行誤差補

償。綜合誤差是個變量,但由于具較高質(zhì)量和印刷

精度的包裝材料來說在一定的包裝速度下,這個誤

差在檢測的各個周期內(nèi)應(yīng)保持在很小的范圍內(nèi)。這

樣就能通過光電定位系統(tǒng)定期地(每兩個包一次)測

量和比較送紙速度和封切速度。如果包裝紙過快,

正誤差系統(tǒng)給出一個負的補償量,也就是送紙機構(gòu)

減速來達到補償;如果包裝紙過慢,是一個負誤差,

系統(tǒng)給出一個正的補償量,使送紙機構(gòu)增速。但是

給定的補償值不可能完全消除誤差,可能補償過頭,

也可能不足。即使誤差被消除了,下次還會出現(xiàn)。

因此設(shè)計總是使系統(tǒng)給予補償過頭一點,給定一個

稍大于絕對誤差值的補償量,人為地使它超差。當(dāng)

這次測定誤差為負,則補償一個過量的正值。下一

次測定、比較之后必定出現(xiàn)正的誤差。定位系統(tǒng)自

動地補償一個給定的負值之后,又恢復(fù)出現(xiàn)負誤差。

如此循環(huán),正負交替使誤差控制在一定范圍內(nèi)。這

樣包裝紙的切斷部位就在正確的位置附近跳動。這

種包裝紙一進一退來達到連續(xù)定位的方式稱為“進

退式”自動定位方式。因為它的補償量是超越離合

器工作,把機械送紙機構(gòu)進入工作時設(shè)計成具有包

裝紙滯后效果來給出的,所以采用這種原理定位的

系統(tǒng)稱為“制動進退式”自動光電定位系統(tǒng)。以決定

包裝紙速度的橫向封、切速度作為參考基準(zhǔn),以調(diào)整

送紙速度與之同步來控制包裝紙的封切位置誤差,

這就是連續(xù)定位系統(tǒng)最基本的原理。

2　制動進退式定位系統(tǒng)的分析

下面分析制動進退式光電定位系統(tǒng),包裝機傳

動系統(tǒng)圖1。

包裝過程如下:片狀包裝紙由卷筒1引出,經(jīng)光

電檢測器2再由成形器5成形和牽引輥6,縱封輥7

制成包裝。已充填包裝物的包裝袋上下整形輸出,

經(jīng)輸送帶送到橫封頭8橫封并切斷排出成品。傳動

部分是:主電機M1將運動傳入橫封傳動軸,再經(jīng)不

等速機構(gòu)9帶動橫封頭傳動,不等速機構(gòu)是用來調(diào)

整橫封頭8的封切瞬時速度,使之與包裝袋移動速

度同步的。另一路則經(jīng)無級變速差動機構(gòu)13的調(diào)

節(jié),可以手動或通過單相伺服電機控制完成。調(diào)節(jié)

無級變速差動機構(gòu)13可以得到所需袋長。最后一

路經(jīng)差動機構(gòu)18到勾爪輸送鏈。差動機構(gòu)18為自

動調(diào)整機構(gòu),主要用來調(diào)節(jié)勾爪輸送鏈與橫封頭同

步。

在包裝過程中,用光電傳感器檢測包裝紙移動

速度與橫封速度作比較,判別它是慢是快,通過超越

離合器電氣系統(tǒng)控制超越電機M3動作使之運轉(zhuǎn)或

制動停止,以達到誤差補償?shù)哪康摹?/p>

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圖1　傳動系統(tǒng)間圖

1·紙卷　2·反射光電頭　3·包裝物　4·下紙輥輪　5·成行器　6·牽引輥輪　7·縱封輥輪　8·橫封頭　

9·不等速機構(gòu)　10·超越離合器　11·主電機　12·無級變速器　13·伺服電機　14·輸送機構(gòu)　15·調(diào)速

機構(gòu)　16·送紙光電傳感器　17·橫封光電傳感器　18·成品　19·勾爪差動機構(gòu)

　　

3　速度檢測與包裝紙長度測量

為保證包裝過程中的精確定位,送紙速度與橫

封切口速度是必需準(zhǔn)確的測量兩個參數(shù),同時生產(chǎn)

過程中包裝紙(每張)有長有短,從而如何在定位過

程中自動測定包裝紙長度使之與我們生產(chǎn)設(shè)定相符

合,也是非常重要的。

紙速的測量是由光電接近開關(guān)17來完成的,我

們把測量紙速的光電接近開關(guān)輸出的脈沖周期記為

T紙它的導(dǎo)數(shù)1/T紙即為送紙輥的傳動速度。橫封

切口速度是由光電接近開關(guān)來測量的。我們把刀切

速度光電接近開關(guān)輸出的脈沖周期記為T刀,它的

倒數(shù)1/T刀即為橫封速度間接計算得到的。在包裝

設(shè)計中,包裝紙被緊壓在送紙輥上,壓輥的線速度則

為包裝紙的送紙速度V紙=πD/T紙,式中的D為送

紙輥直徑。經(jīng)過橫封切口后的被切長度L紙=

V紙T刀=πDT刀/T紙

4　色標(biāo)對標(biāo)方法與調(diào)整

為保證包裝全自動定位,需要控制伺服電機

M2使送紙速度與橫封頭切口速度同步。然而對設(shè)

計為同步的系統(tǒng),由于運轉(zhuǎn)的偶然波動以及操作擾

動等方面因素都會使原來同步系統(tǒng)失步。從而需要

在基本同步的系統(tǒng)中加入色標(biāo)檢測與控制電路,隨

時校正,連續(xù)進行誤差補償。保證切封位置不變,這

就需要借助包裝紙上的色標(biāo)來定位完成。色標(biāo)定位

對標(biāo)對包裝材料、光電檢測方法、色標(biāo)的印刷等都提

出一定的要求。就包裝材料而言,要求有較高的密

度,滑度厚度均勻、而且要有一定的抗拉伸能力。光

電檢測方法隨不同的包裝材料有透射式和反射式兩

種。透射多用于透明包裝材料的檢測,而反射式則

用于難以透光或不能透光的包裝材料的檢測。通常

高速度的包裝機設(shè)計,大多采用反射式光電檢測方

法,因為它具有較高的檢測靈敏度。對色標(biāo)印刷要

求,定位色標(biāo)必須能有遮光或通光的作用,同時隨包

裝產(chǎn)品的大小和檢測方法的不同,定位色標(biāo)要有足

夠的遮光面積,以保證光電檢測時信號的可靠性。

有了良好的包裝材料,合適定位色標(biāo)與正確的光電

遮光反射式傳感器測量色標(biāo)方法,就可以進行色標(biāo)

對標(biāo)與調(diào)整。

按上述原理與方法設(shè)計的枕式多功能包裝機,

配上微電腦控制的紙長設(shè)定調(diào)節(jié)以及色標(biāo)定位系

統(tǒng),徹底解決了全自動光電定位問題。系統(tǒng)高速運

平穩(wěn)可靠,封切準(zhǔn)確,是目前最先進、最理想的機

型之一。