服饰快递自动包装机构设计与开发

卢泱泱

摘 要：通过机械结构、运动及控制系统的设计，研制了一种服饰快递自动包装机，该装置具备服饰快递的智能化全自动包装功能，包括多料仓自动送料、自动取袋、自动撑袋口、自动推料、自动热封、自动贴快递单等，可根据订单要求，实现各类服饰的单件或多件快递的快速包装。

关键词：服饰快递 自动包装 气动

中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0107-02

Abstract：Through the mechanical structure， movement and control system design， developed a clothing express automatic packaging machine， the device has a clothing express intelligent automatic packaging function， including multi-warehouse automatic feeding， automatic bag， automatic support pocket， Automatic push material， automatic heat sealing， automatic delivery of a single express， according to the order requirements， to achieve all kinds of clothing single or more express fast packaging.

Key Words：Clothing express；Automatic packaging；Pneumatic

中国服装行业2015年市场规模为1.9万亿，预计到2017年，这一规模将超3万亿元。巨额的服饰销售产生了大量的快递订单，而快递的包装需要大量的人力资源，这也增加了线上销售的成本。为此该项目组研制出了一种服饰快递自动包装机，可实现提高包装效率，降低销售成本。

该装置由机械结构、运动及控制系统组成。机械部分包括整体型材框架、料仓机构、丝杠推送系统、快递单撕胶机构等；运动系统包含气动和电动部分，主要包括气路、气缸和吸盘、步进伺服等；控制系统由FX2nPLC控制[1-2]。

1 整体方案设计

该装置需实现智能化全自动包装功能，包括多料仓自动送料、自动取袋、自动撑袋口、自动推料、自动热封、自动贴快递单等功能[3-4]。由PLC编程实现控制，步进电机将料仓移动至传感器位置自动定位，气动推料机构将服装推出料仓自动收回，使服装进入导向槽内， 快递袋吸取机构将快递袋吸取至指定位置，机械推料机构利用丝杆螺母将服装推入快递袋内，机械推料机构收回后，热封系统启动，热封条自上而下运动，接触快递袋（热封时间由旋钮可调大约1～10 s）实现热封动作。整体设计框图如图1所示，装置整体结构图如图2所示。

2 机械结构设计

2.1 送料机构

送料机构由料仓、移动导轨、推送气缸等构成。料仓固定于移动导轨的滑块之上，导轨中间固定有齿轮齿条，齿轮在步进电机的驱动下实现旋转，从而带动齿条水平左右移动，实现送料的目的。导轨并在两侧加有限位开关，在此方面采用精确可靠的PLC控制，可以保证每次料仓平稳运行和精确的重复定位。

料仓、送料机构随着丝杆、螺母和导轨移动到推料位置，气动推料机构启动将服装送出料仓，气动推料机构自动收回。服装进入导向槽，推料动作完成，机构进入待动状态，实现自动送料。送料机构如图3所示。

2.2 推料机构

由于该推料机构在实际的推料过程中需要有较大的行程，为此项目采用了直流电机驱动螺杆实现推料，同时在螺杆的两侧设计了两根导轨以减少丝杆的抖动和歪斜，保证推料的平稳进行。

推料板前方是一块三角形的斜铁，斜铁的底面采用了倒圆角，使推料板与料掉落板上的摩擦力减到最小、在推料板出入快递袋的时候不会在两板间卡住。

送料机构把料推入至导向槽内，在此上固定有限位板，保证推料时料不会歪斜。推料机构如图4所示。

2.3 取袋及撑袋口机构

快递运输采用的是利用气泵带动真空发生器抽真空，在吸盘内部形成负压，从而将快递袋吸起，为保证快递袋在运输和提起的过程中的定位精度，项目增加了外侧吸盘保证快递袋运输到指定位置。运输到张开位置时，气动机构从上往下运动，与快递袋下方的固定吸盘接触，随后中间两个吸盘与底下两个固定吸盘同时工作，两侧吸盘暂停工作，气动机构收回，从而实现快递袋的打开。

在推进气缸上两侧固定有光杆直线导轨保证运输过程中的平稳、解决气压太大造成的震动现象发生。取袋及撑袋口机构如图5所示。

2.4 热封机构

热封机构主要由气泵产生压缩气体。作用于双轴双杆气缸，热封塑料条固定于气缸前端链接件处，当压缩气体进入气缸后推动气缸轴向下运动，热封塑料条与热封金属条接触，维持时间3 s后热封完成[5-6]。热封机构如图6所示。

2.5 热敏单剥离及贴单机构

热敏单剥离及贴单机构如图7所示。将热敏快递单装在固定轴上，把底纸拉出缠绕在转轴上，用压纸夹夹住即完成热敏快递单的安装。

工作时，PLC控制步进电机工作，电机通过同步带传动带动转轴，将热敏快递单纸拉動，传感器检测到快递单，电机停止工作，然后气缸向下运行，快递单被贴至快递袋上，气缸收回。

3 控制系统

项目以PLC为主控系统，通过PLC分别控制步进驱动器、继电器等器件，实现步进电机的运动、气缸工作、吸盘吸合、热封等功能。控制系统如图8所示。

4 结语

该项目通过机械结构、运动及控制系统的设计，研制了一种服饰快递自动包装机，该装置可实现自动送料、自动取袋、自动撑袋口、自动推料、自动热封、自动贴快递单等功能，可根据订单要求实现单件或多件服饰的包装，成本低、效率高。

参考文献

[1] 胡家秀.简明机械零件设计使用手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2] 杨永才.机械设计新标准应用手册[M].北京：北京科学技术出版社，1999.

[3] 《机械设计手册》联合编写组编.机械设计手册第一版[M].北京：化学工业出版社，2004.

[4] 赵明岩.大学生机械设计竞赛指导[M].杭州：浙江大学出版社，2008.

[5] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].8版.北京：高等教育出版社，2006.

[6] 《实用机械设计手册》编写组.实用机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，1994.