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自动落杯系统设计

自动落杯系统设计

包装工程

自动落杯系统设计

张家省

（佛山科学技术学院,佛山528000）

摘要:

根据全自动封口包装机对其功能要求,研究了通过对机械,电气,气动等控制技术综合运

用,并与包装机其他系统有机配合,较好地解决了自动落杯技术问题.该系统结构简单,性能稳定,功

能强,造价低及易维护等特点,符合实际使用要求.?

关键词:

自动落杯系统;封口包装机;控制技术

中图分类号:

文献标识码:

A文章编号:

1001—3563（2008）06—0086—03

DesignoftheAutomatedCup-fallingSystem

ZHANGjia—sheng

（FoshanUniversity,Foshan528000,China）

Abstract:

Thedesignmethodofautomatedcup—

technologicproblemofautomatedcup—fallingwellbyusingmechanics,electric,pneumaticcontroltechnolo—

gY,andcooperatingwithothersystemofpackagingmachine,andaccordingtotherequirementofauto—seal—

simplestlaacture,stableperformance,powerfulfunction,lowcost,andeasymaintenance.

Keywords:

automatedcup—fallingsystem;sealpackagingmachine;controltechnology

FB32—1全自动封口包装机,是一种专门为在杯的开口处

封上一层薄膜而实现包装功能的封口包装机.其特点是:

封口

速度快,质量高,性能稳定,体积小及成本低等.该封口包装机

由自动落杯,自动充装,自动封切,自动送出及控制开关等多个

动作控制系统组成.本文讨论其中的一个动作控制系统的设

计——自动落杯系统设计.

1自动落杯系统的设计

—1全自动封口包装机概述

FB32—1全自动封口包装机的封装过程是一个步进式无

限循环过程,见图1.每一个循环过程都是由两组动作按一定

的时间比例交替进行.一组动作是落杯,充装,封切等,另一组

图1循环式步进示意图

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动作是送出,输送链（模具）移动等.

自动落杯系统功能分析

从以上对封口包装机工作时动作简介可知:

自动落杯是包

装机进行封装的一个重要动作环节.要使包装机能顺利进行

封装,自动落杯系统必须具备以下功能:

（1）必须在规定的时间里完成自动落杯全过程;

（2）在输

送链（模具）能定量移动,准确定位的前提下,系统能准确地把

杯子落入到输送链的模具孔里;（3）在每次落杯时,能保证只

是单个杯落下,而不会产生两个杯或以上层叠落下的现象,且

不会损坏杯子;（4）工作过程中,系统能自动检测导杯筒里的

杯子数量情况.即导杯筒里杯子数量少于设定值时,系统能发

出预警信号通知操作者;（5）能自动检测模具孔里是否落有杯

子.当发现没有杯子时,能即时自动报警及自动停机.

自动落杯系统组成及工作原理

自动落杯系统的组成及功能

自动落杯系统见图2.

自动落杯系统的组成及相应的功能:

1）导引部分.由导杯筒,导杯筒座,推力片1,弹簧1,微动

行程开关1等组成.它保证系统有足够多的杯子在其重力作用

下自动落下,并实现了检测杯子数量和发出预警信号的功能.

2）分离部分.由升降气缸,分离气缸,托板1,分离块1,

收稿日期:

2008-03-21

作者简介:

张家省（1960一）,男,广东英德人,佛山科学技术学院助理工程师,主要从事包装机械设计研究.

张家省自动落杯系统设计

l一导称简l2—微劫开关

2—}降气缸l3—弹簧2

3—分离气缸l力片2

4-一导{熏鏖2J5一压杯板

5—托板1l6—分离块2

降座l7一导柘简窿

7—分离块1}8—微动开关1

8一模其119一弹簧1

9_—模具22力片1

lO—棒子2l一瑟藏的杯子

1l—托板2

b落坏系统气动原理

KT2YA2YA

e落杯系统电气控制原理图

图2自动落杯系统组成图

—fallingsystem

分离块2等组成.它实现了在层叠杯子里分离出单个杯子,让

其在自身重力作用下准确落入模具孔里并不损坏杯子的功能.

3）杯子入模检测部分.它由压杯板,推力片2,弹簧2,微

动行程开关SQ2～SQ23,时间继电器KT2及直流电源VC等组

成.此部份对杯子落入模具的情况及日寸检测,如有异常情况即

发出报警和停机.

自动落杯系统的工作原理

系统在工作前,导杯筒里就已装满了层叠着等待落下的杯

子,使微动行程开关SQll,SQ12,SQ13常闭触头断开,信号灯

HL1,HL2,HL3保持息灭状态.电磁换向阀YA2也处于断电

状态（设延时断开常闭触头KT1前面的电路已被断开）,分离

气缸带动托板1,分离块1,分离块2跟着导柱2向左移动到尽

头.这时,分离块2的A部位承托着上面层叠的杯子,同时升

降气缸将上述对象提升至上方尽头.当按下按钮SB2日寸,电

磁换向阀YA2得电,分离气缸推动托板1,分离块1及2跟着

导柱2向右移动至尽头,同时升降气缸带动上述对象下降至尽

头,原来承托在分离块2的A部位上的杯子下降到分离块1的

c部位上.松开SB2按钮,换向电磁阀YA2断电,分离气缸及

升降气缸又同时带着上述对象分别向左和向上移动到尽头,使

得承托在分离块1的c部位上的杯子下降到托板1的B部位

上承托,分离块2则在第1个杯子与第2个杯子（由最底部的

杯子算超）之间穿插过去,这时,分离块2的A部位又承托起

第2个以上层叠的杯子.这样系统就实现了把最底部杯子与

上面杯子相互分离的目的,为单个杯子自动落下做好了准备.

当第2次按下,松开SB2按钮时,上述对象的动作重复着第1

次按下,松开SB2按钮时的情形.所不同的是:

随着托板1向

右移动,已被分离的杯子将会在托板1的D部位处利用自身

重力的作用自动落下到模具接杯孔里.如果杯子不能靠自身

重力立即自动落下,贝0会被分离块1的G部位强迫其落下.

上述动作结束后,再按下SB1按钮,既断开了由延时断开常开

触头KT2方向的来电,又使主按触器KM得电,令主电机起动,

通过输送链带动模具作步进式移动.当模具完成一个步进式

移动量后即松开按钮SB1,主接触器KM断电,主电机即停止

转动.这时就可以看到:

后面的模具移前一步变为模具1,模

具1变为模具2.模具2孔里的杯子在压杯板自身重力作用

下,通过推力片2使微动开关SQ21,SQ22,SQ23,常开触头闭

合,时间继电器KT2得电,延时断开常开触头KT2即闭合.至

此,自动落杯系统便完成了初始化过程,进入了全自动循环工

作准备状态.当按下封口包装机的全自动工作按钮时,本系统

便与其他动作控制系统相互配合,使封口包装机进入全自动无

限循环工作状态中.’..

自动落杯系统主要技术环节设计分析

分离杯子技术

分离杯子主要靠分离块完成.各斜面升角:

‘,<90.一（为摩擦角）

原则上’,尽可能取/J\--些,防止分离杯子时发生自锁而损

坏杯子.

气动控制技术

分离气缸最大行程取为100mm,使得角度值尽量取小

成为可能,从而保正分离落杯过程III~NJ进行.升降气缸最大行

程取为35mm,使得当相关部件下降到尽头时杯子已落入模具

孔10mm之深处,保证了杯子自动落下时准确落入对应的模具

孔里.分离气缸和升降气缸由同一个电磁换向阀YA2控制,

保证了两气缸动作一致性.两气缸动作速度控制采用出口节

流调速方法,利用了它调速特性和低速平衡性较好的特

点],见图2.

自动检测,报警及停机

见图2,压杯板可上下移动.这样它既可通过自身的重力

下压杯子而令下面对应的微动行程开关动作,又可预防杯子被

卡的现象发生.它的上下移动量按实际情况而设定.压杯板

质量取值以令其下面的微动行程开关动作为限度,不宜过重或

过轻.压杯板及推力片2的斜面升角OL取值依据与前述的斜

面升角’,取值方法基本相同.托板2起到保护其下面微动开

关的作用.当模具孔里都落下有正确放置的杯子时,微动行程

开关SQ21,SQ22,SQ23的常开触头均闭合,时间继电器KT2线

圈得电,延时断开常开触头KT2闭合,主接触器KM线圈得电,

机器即可运行.当输送链（模具）作步进移动时,会令上述

包装工程

动行程开关短暂断开,时间继电器KT2线圈断电.但其断电

时间不会超过时间继电器KT2断电延时动作设定值.此时,

延时断开常开触头KT2仍然闭合.如果在某一落杯过程中,

发生模具孔里有缺少杯子的情况也会造成时间继电器KT2线

圈断电.不过这样造成断电时间会超过时间继电器KT2的断

电延时动作设定值.延时断开常开触头KT2就会动作而断

开,使主接触器KM断电,包装机即停止工作,主接触器常闭触

头KM重新闭合,使信号灯HL4得电而闪亮发出报警（设中间

继电器KA常开触头已闭合）.

2结语

经过长期实际使用证明:

该自动落杯系统的各项功能指标

全部达到了要求,且性能稳定.自动落杯时发生杯子缺少或损

坏的概率仅为%左右,如果杯子质量保证,这概率可更

低,故障排除方便,符合实际使用的要求.

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394

——

399

（上接第85页）

进出瓶装置设计

进瓶装置主要由进瓶台,推瓶指,进瓶导轨等零部件组成:

出瓶装置主要由接瓶指,导瓶板,出瓶拨轮等零部件组成.进出

瓶装置的设计很关键,直接影响到洗瓶机的运动性能].篇

幅所限,不再赘述.

4结语

洗瓶机在适用瓶型规格确定,生产能力一定的条件下,每

排瓶盒数越多,则瓶盒运动速度可以放慢,也就是说进出瓶装

置推接瓶运动的工作节拍慢,意味着进出瓶机构运动平稳,引

起的中击/J,;同时,待洗瓶子在浸泡池里的浸泡时间会延长,洗

瓶效果好.但是,每排瓶盒数越多,使得洗瓶机的宽度尺寸加

大,传动轴会加长,这对轴的加工和安装带来困难,因此,确定

88

每排瓶盒数时要综合考虑.

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