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異形瓶裝箱機的設計和電氣控制

中達電通股份有限公司
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3.3兩種輸送整理方法的比較
    共同點是均能完成異形瓶子從一列輸送變成多列輸送,采用了伺服電機的精確運行功能。不同點方法1比方法2的機械機構和控制方法復雜,方法1的輸入整理速度比方法2快,方法1沒有改變瓶子的輸送方向,方法2改變了瓶子的輸送方向,方法1比方法2的設備布局簡單。

        圖中:1單列變雙列機構   2雙列輸瓶鏈   3多排瓶子輸送鏈
圖4異形瓶由列變行的瓶整理示意圖
          
4 抓瓶裝箱的設計和控制
4.1抓瓶裝箱的組成
    抓瓶裝箱主要由驅動和傳動系統、抓瓶機構、開箱機構(針對紙箱)、導向機構(水平和垂直方向)等組成。驅動由伺服電機M1驅動,根據裝箱過程的運動軌跡,精確的控制運行情況。抓箱機構根據不同的瓶型和箱型設計不同的機構,根據設計的不同,每次可以抓一箱或多箱。開箱機構主要針對紙箱,將紙箱的上封箱沿分開,便于瓶子的裝入。導向機構的作用是裝箱過程中進行導向,包括水平和垂直兩個方向,垂直導向機構安裝在水平導向機構上,可以整體水平移動。
4.2抓瓶裝箱運動軌跡的設計
(1)大鏈輪傳輸方案。大鏈輪傳輸方案的傳動關系示意圖如圖5所示,由驅動大鏈輪、傳送鏈條、抓瓶機構等組成。伺服電機M1驅動大鏈輪,兩個被動輪的小鏈輪對鏈條的傳動進行定向,提高了傳輸的平穩性。大減速比的減速機增加了驅動扭矩,抓瓶的載重量集中在鏈條上。通過導向機構,在鏈條的帶動下,做平面兩維運動,平穩的把瓶子從輸送鏈上抓起放到空箱子中。

圖中: 1驅動大鏈輪   2傳送鏈條    3抓瓶機構
 
           圖5 抓瓶裝箱傳動關系示意圖(1)
      
(2)小鏈輪加滑軌的傳輸方案。小鏈輪加滑軌的傳輸方案的傳動關系示意圖如圖6所示,由驅動小鏈輪、被動小鏈輪、傳送鏈條、滑動軌道、抓瓶機構等組成。伺服電機M1驅動小鏈輪,減小了傳動扭矩,減速機的減速比相對減小,增加了驅動電機的扭矩,抓瓶的載重量集中在鏈條或滑動輪上,同方案1比較各有優缺點。通過導向機構,做平面兩維運動,平穩的把瓶子從輸送鏈上抓起放到空箱子中。

    圖中:1運動滑軌 2滑動連接軸承  3傳送鏈條  4抓瓶機構
 
             圖6 抓瓶裝箱傳動關系示意圖(2)
     
4.3初始位在運動控制過程中的作用
    對于任意一個傳送方案,伺服電機M1不可能連續運轉,必須按照一定的運行軌跡正反轉運行,抓完瓶后正轉運行裝箱,放完瓶后反轉,再去抓瓶。為了使伺服電機M1有序運行,伺服電機M1就必須有初始位,初始位一般設在抓瓶的上方。在裝箱過程中,瓶子和箱子沒有就位,抓瓶機構在初始位等待,就位后開始運行抓瓶、裝箱。正常停機停在初始位,緊急停車時,停在任意位置,開機后繼續運行。
4.4簡易智能型控制方法
    機械式抓瓶機構在抓瓶和裝箱過程中會出現卡瓶現象,通過光電開關檢測卡瓶現象,對于普通裝箱機只有通過停機解決,否則就損壞抓瓶頭等部件。對于異形瓶裝箱機,由于采用伺服電機控制,控制過程中,如果在抓瓶處卡瓶,抓瓶機構漫速退回初始位,再漫速下降到抓瓶處,如果在裝箱處卡瓶,抓瓶機構漫速倒退一個瓶高的距離,再漫速下降到裝箱處。在這個過程中,操作人員可以及時處理卡瓶現象,沒有及時處理,檢測到再次卡瓶,設備自動停機,減少了故障和停機次數,同時保護了抓瓶機構不損壞。
5 結束語
    異形瓶的裝箱機從機械設計中本著簡單易調試的思路設計,很好的解決了異形瓶的輸送整理難題,在裝箱機的設計中首次采用了伺服電機的優越性,簡化了機械的機構設計。本文為了保護設計者的技術權益,對解決問題的方法和途徑進行了設計探討,具體的實施過程和控制方法不便敘述,請讀者諒解。對運行過程進行反序調整,通過對程序的修改還可以作為卸箱機使用。
參考文獻(略)

作者簡介
張有良(1962-)男  高級工程師,長期從事食品、飲料、乳品、包裝機械等的電氣設計和研究工作。
 
 
 
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