试析自动包装机的设计要点

钟胜方

摘 要：市场对自动包装机的要求越来越高，包装机械必须有良好的灵活性和柔性，这样才能够延长其使用寿命，符合经济要求。文章举例盐业自动包装机，分析自动包装机的设计要求，并对其工艺流程、结构组成以及拓扑结构设计进行了探讨。

关键词：自动包装机 取袋装置 送袋装置 拓扑结构

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0080-02

在多数产品生产过程中，包装都是必不可少的环节，随着生产效率的提升，传统的包装方式已不能适应当前要求。相应的包装技术和设备也应随之改进，自动包装机的发明使得包装速度、精度及可靠性都有了新的进步。它能够自动完成计量、充料、制袋、封口、传输、切断、打印等操作程序，减轻了人工劳动量，可用于液体、膏体、颗粒、粉剂等各种形态物料的包装。在当前瞬息万变的时代，技术更新尤为频繁，为进一步提高竞争力，自动包装机应在自动化的基础上，朝着朝着灵活型、高效型、智能型的方向不断发展，这样才能够在竞争中不被淘汰。

1 自动包装机的设计要求

通过对国外包装机设计技术的研究我们可以总结出现代包装机设计的要求：（1）工艺流程对自动化的要求提升，提高设备的灵活性和柔性；（2）提升生产效率，满足生产需求；（3）一体化发展，使得产品生产出来后直接开始包装。

2 自动重袋包装机的设计

2.1 背景

盐业是国民经济中的重要组成部分，食盐更是人类赖以生存的物质之一。国内不少人口面临着缺碘的问题，为使其有良好的解决，加碘盐生产受到高度重视，而其包装技术更是不可忽视。包装的速度、精度和密封性与食盐生产效率及质量密切先关，自动化包装的作用日益突出。某食盐生产加工公司为满足越来越多的市场需求，积极引进了自动包装技术，并根据实际生产情况设计了一种稳定可靠的自动重袋包装机。机器集取袋、套袋、包装功能于一体，且设有若干真空度检测点，可对整个包装过程进行实时监控，而且结构紧凑、使用灵活，使得该公司的生产效率和生产质量大幅提升。

2.2 工艺流程

该公司设计的自动重袋包装机通过模拟人工套袋等程序，可借助吸盘自动完成取袋、开袋、夹袋等关键操作，而且还设置有袋口整形装置，可在装袋结束后实现无缝对接折边，以保证缝包效果。整个工艺流程大致如下：将料袋整齐放置好后，开动机器，取代机构自动取袋并将其送入溜板；经磕头机、送袋装置将料袋送至伸缩进料下料口；吸盘自动开袋，然后自动填充物料（食盐），完成后将包装袋送出；折边整形机对包装袋进行整形密封，而后将其送至大袋皮带机。

3 自动重袋包装机的组成结构

3.1 料袋供给装置

公司生产量较大，一垛料袋很快便能用完，为了不影响连续生产能够尽快补充料袋，设计时提供了两个料袋工位，每个工位可一次性放置60～80片料袋。为确保换袋的过程能够顺利进行且不发生大的偏移，在工位两侧设置有限位板，对料袋的范围加以固定。料袋工位的更换依靠移位器缸完成，操作人员只需在取空的工位将料袋补充满即可。双工位的设计十分合理，既能够实时检测料袋的使用状况，也能实现工位的智能转换。在工位空缺时，可及时对另一工位进行补充，以确保包装不会中断。

3.2 取袋装置

该装置包括取袋气缸、转角气缸、取袋吸盘、搓袋辊筒、溜板架、限位挡板等部件，因料袋供给时为多个叠放，取袋装置将单片取出后送入指定位置。取袋气缸带动吸盘吸取料袋，相接触时，吸盘会发出一种吸附力，并由系统中的检测负压监控器判断，确保料袋已完全吸附。然后取袋气缸缩回，转角气缸将其转动一定的角度；同时吸盘将料袋送至辊筒表面，辊筒呈旋转运动状态，将料袋送至溜板架；纤维挡板挡住下落中的料袋，当检测传感器监测到信号后，归中气缸发生动作，将料袋最终定位。取袋装置设计要巧妙，不得多取，也不能少取。在这里利用动力辊筒和无动力辅助辊的相对运动使得料袋被两辊筒的运动搓入后续工作。

3.3 磕头机

该装置由磕头吸盘、磕头摆臂以及磕头气缸等部分构成，主要是将上一工序的料袋立直。磕头气缸动作，磕头摆臂带动磕头吸盘挪至料袋处，在吸取料袋后，磕头气缸归位，料袋呈立直状态。该装置结构简单，却发挥着重要作用。在料袋立起时，溜板上会有下一个料袋送来，以提高动作的衔接性。

3.4 送袋装置

该装置包括送袋气缸、送袋吸盘、扭转气缸、转臂以及送包夹持板等部件，负责将立起的料袋取走。送袋气缸缩回后，带动吸盘挪至立直的料袋处；扭转气缸伸出，转臂左右旋转确保两侧的吸盘合拢；到位后吸取料袋，磕头吸盘此时完成工作；料袋进入送袋装置，由送袋气缸将其送至伸缩进料装置正下方。料袋口被伸缩进料装置夹住后，送袋吸盘松开完成工作。送袋装置是核心部件，设置在主机架上端，可同时完成取袋和夹包的工作。

3.5 伸缩进料装置

由夹袋口气缸、夹袋夹块、伸缩口气缸以及伸缩进料口等构成。夹袋口气缸发生动作，由夹块加紧料袋两侧，并将料袋口扯开；伸缩口气缸发生动作控制伸缩进料口开启及称重完毕后的关闭动作。此装置在主机架最上方，上方接口连接称重包装机落料过渡斗，下端为落料口。落料口由内外双门咬合，料袋口打开后，内外双门打开完全进入料袋内部，以避免漏料。落料口关闭时，内外双门回缩，如此设计不会对后续移袋工作产生影响。

3.6 夹口整形机

该装置包括传动电机、整形气缸、固定/活动滚轮、联动杆等部件。传动电机是动力源，物料填充完成后，料袋进入该装置；整形气缸带动联动杆使活动滚轮往内侧靠拢，使得楔形带能够夹持料袋口往后端输送，其作用是为了料袋能够刚好的衔接后端缝包机。夹口整形机设置在主机架上方出袋尾部，结构布局紧凑且人性化，为了能使料袋在填充结束后能以一种较好的姿态进入缝包区，利用两组辊轮楔形带的相对运动将料口袋夹住同时往后端输送。其原理与人工套袋相似，加入双工位理念使得机器连续运转能力大幅提升。endprint

4 自动重袋包装机拓扑结构设计要点

拓扑结构设计就是以用户需求为设计理念，进行模块化、柔性设计，能够帮助包装机实现一机多用的功能，通过拓扑结构设计，可以满足不同产品对包装机的需求。其设计要点如下。

产品元机构分解。也就是模块化分解。自动包装机成套设备的机械系统是非常复杂的，必须要对元机构进行准确划分，既不能太细也不能过粗，要划分适度，这样才能够保证模块拼装的柔性并保证灵活性和功能的独立性。

模块系列设计。该设计要点是从包装机的功能性出发进行设计，在设计自动包装机时，为了保证其灵活性和柔性，设计时应该注意一下几个方面：第一，确保量的灵活性，这样既能够对单个产品进行包装，也能够对不同批量的产品进行包装；第二，确保构造具有灵活性的特征，整个包装设备要采用单元组合的方式，换用单个或者多个单元，以便能够适应产品变化对包装机的包装需求；第三，确保供货的灵活性，通过单元组合，将多个单元共同组合在一起进行供货，能够保证供货的灵活性。

产品配置和组装。在设计包装机械时，先要考虑包装对象，按照操作要求进行选择，选择不同性能和用途的模块进行组合，形成模型机构，然后选择恰当的机构运动原理，使得指定运动所需要的机构得以实现。例如凸轮机构和连杆机构等。在进行设计和组装时，要尽可能地避免不确定因素对设计造成的不利影响，使得设计得到的机构得以平稳运行，保证机械的稳定性和运行的速度等。

5 结语

在当前市场中，包装价值越来越受商家重视，不但关系到包装外观，而且与产品质量密切相连。为适应当前生产要求，自动包装机的作用愈发突出，在提高产品包装效率和精度方面颇具优势。为此，有必要加大此方面的研究力度，针对当前自动包装机应用中存在的不足，还应进一步完善。智能化是未来的主要发展方向，而且机器在设计上应更加简单灵活。

参考文献

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