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异形瓶装箱机的设计和电气控制

中达电通股份有限公司
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                            西安华盛包装技术研究所                       张有良
西安华维轻工机械技术开发有限公司      冯育全 路建章
                               
摘   要:本文在介绍异形瓶装箱的系统组成和控制方案的基础上,提出了解决异形瓶的输送和瓶整理方法,论述了伺服电机在异形瓶装箱过程的作用和抓瓶装箱过程的不同传动方案的优缺点,论证了初始位在控制过程中的作用。
关 键 词:异形瓶  装箱机  伺服电机 
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
    快速消费品行业里的酒类、日化、调味品等液态商品越来越注重产品的个性化包装,各式各样的异形瓶(非规则的圆形瓶)让人眼花缭乱,丰富繁荣了市场。在工业化生产的今天,异形瓶的装箱给包装机械行业提出了新的课题,。通过市场调研,在标准形装箱机的基础上,研究开发出适应于异形瓶的装箱机,投入市场后效果良好,得到了用户的好评。
2       异形瓶装箱机的系统组成
2.1装箱机组成与技术规格
(1)组成。异形瓶装箱机主要由瓶输送机构、箱输送机构、抓瓶装箱机构组成,如图1所示。瓶输送机构,对单列送的异形瓶通过变道输送,将单列瓶输送变成多列的瓶输送,满足抓瓶装箱的需要。箱输送机构是对装瓶前箱子和装瓶后箱子的输送。抓瓶装箱机构按照一定的运行轨迹,将排列规律的瓶子装箱,每次可以装一箱或多箱。
(2)主要技术指标。纸箱尺寸:根据用户要求设计调整范围;瓶型规格:根据用户要求设计调整范围;生产速度:12箱/分钟(可调);电源:380V、50HZ;总功率:4kw;耗 气 量:0.6m3/min、 用气压力:0.6Mpa。

     图中:1 抓瓶装箱机构  2 瓶输送机构  3 箱输送机构
                     图1异形瓶装箱机的组成示意图
 
2.2装箱机的控制方案
    异形瓶装箱机的控制系统主要由可编程控制器G1、人机界面G2、伺服控制驱动器A1、伺服控制驱动器A2、变频器A3、变频器A4、检测/执行元件组成,如图2所示。G1、G2构成控制系统的核心和操作界面,所有的控制参数均可在人机界面上完成。伺服控制驱动器A1、A2驱动控制伺服电机M1和M2,完成瓶子变道和装箱过程的控制,PLC通过高速输出口对A1、A2发送脉冲,改变脉冲的发送频率和数量控制伺服电机的运行。A3、A4变频器控制电机M3和M4,完成瓶子和箱子的输送,通过RS485总线控制电机M3和M4的速度和启停。

             图2异形瓶装箱机的控制系统示意图
3 装箱机理瓶方案分析与设计
    产品灌装和贴标后通过输送链,瓶子单排或双排(通过特定机构改变)输送到装箱设备。对于圆形瓶子通过相互推碰、避让可以从单列变成多列,瓶子在多列链道内形成规律的排列。对于异形瓶子,从单列变成多列就无法通过相互推碰、避让达到目的。对于异形瓶的装箱,瓶子的输送整理是一个关键问题,我们采用了两种解决方案。
3.1一列变多列的输送整理方法
    一列变多列的输送整理方法(以下称为方法1)如图3所示,通过M2控制移动的装置将单列输送的瓶子,依次送到多列输送链的各个道口,使一列瓶子的输送变成多输送,优点在于瓶子的输送几乎不间断。
    控制伺服电机M2的位移过程中,对于伺服电机M2有一个初始位设置,为了使每一道上的瓶子数量均匀,必须对进入每道的瓶子进行记数,边道进入的数量是中间道的2倍,以便减少移道的次数,止瓶装置为了防止移道过程中卡瓶,瓶子随着移道机构同步移动。

                      1. 单列输送带  2. 瓶变道机构  3.瓶子输送机构 
 图3异形瓶一列变多列的瓶整理示意图
3.2列变行步移输送整理方法
    列变行步移输送整理方法(以下称为方法2)如图4所示,主要由单双排输送链、单排变双排机构、多排输送步移链组成。电机M3驱动单双排输送链,伺服电机M2驱动多排输送步移链,每次步移两行瓶子。单排变双排的目的是减少伺服电机M2步移的等待时间,提高瓶子的输送速度。该方法机构简单,控制相对容易。

 
 
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