專(zhuān)利名稱(chēng)：連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于包裝機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)及其控制方法，尤其適用于連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)的制袋、封合、充填生產(chǎn)過(guò)程的控制。
背景技術(shù)：
連續(xù)式全自動(dòng)包裝機(jī)是世界包裝機(jī)行業(yè)的一大主流，與間歇式全自動(dòng)包裝機(jī)相t匕，具有物料包裝速度快、效率高的特點(diǎn)，故而廣泛使用。且由全自動(dòng)包裝機(jī)生產(chǎn)過(guò)程三要素(制袋、封合、充填)可知:其中制袋、封合兩過(guò)程的工作性能直接關(guān)系到物料包裝袋的產(chǎn)品質(zhì)量。目前連續(xù)式包裝機(jī)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中橫封輥和縱封輥在橫封封合點(diǎn)的速度同步措施是依靠機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的不等速偏心輪運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，基于這一原理包裝機(jī)設(shè)備上使用多個(gè)齒輪(按傳動(dòng)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型)模擬實(shí)現(xiàn)。故而多個(gè)齒輪的組合帶來(lái)機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜、裝配調(diào)試周期長(zhǎng)；齒輪傳動(dòng)過(guò)程造成拉袋走紙誤差；拉袋走紙長(zhǎng)度規(guī)格調(diào)整無(wú)法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單快捷。目前國(guó)內(nèi)外連續(xù)式包裝機(jī)運(yùn)動(dòng)技術(shù)及控制方式主要基于以下幾種模式:
1.縱封牽引差動(dòng)調(diào)整、橫封不等速(偏心輪)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)仍在包裝機(jī)設(shè)備產(chǎn)品上配套使用，存在的問(wèn)題:
①基于機(jī)械傳動(dòng)部件加工誤差、裝配和調(diào)試技術(shù)熟練程度、加之袋長(zhǎng)控制器性能因素等綜合原因?qū)е掳b袋成品袋的擁袋、岑袋現(xiàn)象在一定程度上很難克服；
②當(dāng)走紙長(zhǎng)度出現(xiàn)偏差時(shí)，需要更換相應(yīng)的傳動(dòng)齒輪(即變換包裝機(jī)定長(zhǎng)齒輪齒數(shù))進(jìn)行偏差調(diào)整，且調(diào)整范圍有限；
③當(dāng)袋長(zhǎng)誤差較大時(shí)，基于機(jī)械傳動(dòng)配合因素，使誤差難以消除；
④當(dāng)袋長(zhǎng)改變時(shí)，需要更換相應(yīng)的傳動(dòng)齒輪齒數(shù)和橫封不等速(偏心輪)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，且袋長(zhǎng)范圍有限(常規(guī)包裝設(shè)備的袋長(zhǎng)范圍為55-110mm)；
⑤縱封輥牽引差動(dòng)調(diào)整、橫封不等速(偏心輪)機(jī)械結(jié)構(gòu)，該機(jī)械部件占據(jù)整機(jī)機(jī)械傳動(dòng)部件的70%和整機(jī)空間的60%，由此也增加了裝配和調(diào)試成本，以及整機(jī)的生產(chǎn)周期。⑥主機(jī)速度決定了整機(jī)包裝速度，現(xiàn)包裝機(jī)整機(jī)包裝僅為100袋/分。2.縱封輥步進(jìn)電機(jī)牽引、橫封輥不等速(偏心輪)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)為連續(xù)式包裝機(jī)設(shè)備上使用的主流結(jié)構(gòu)，存在的問(wèn)題:
①袋長(zhǎng)改變時(shí)，一是要通過(guò)對(duì)控制器的袋長(zhǎng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，二是還要通過(guò)調(diào)整不等速偏心輪的偏心量，保證制袋封合要求，故調(diào)整麻煩、且每改變一次袋長(zhǎng)規(guī)格就要調(diào)整一次，同樣給用戶(hù)操作、使用帶來(lái)不便；
②常規(guī)包裝設(shè)備的袋長(zhǎng)范圍仍控制為55-110mm；
③袋長(zhǎng)和商標(biāo)跟蹤精度的最佳效果為±lmm，難以滿(mǎn)足高標(biāo)準(zhǔn)包裝袋的袋長(zhǎng)精度要
求；
3.國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利《連續(xù)式包裝機(jī)控制系統(tǒng)及控制方法》專(zhuān)利文獻(xiàn)號(hào):CN101559846A，該項(xiàng)控制模式只在部分包裝機(jī)設(shè)備上使用，存在的問(wèn)題: ①不等速偏心輪機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)過(guò)程帶來(lái)的固有問(wèn)題依然存在，如2①所示；
②盡管袋長(zhǎng)范圍可擴(kuò)展到500_，但定長(zhǎng)和跟標(biāo)精度大于4_，無(wú)法滿(mǎn)足連續(xù)式包裝機(jī)拉袋控制的精度要求。4.國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利《采用了控制電機(jī)的橫封器控制裝置及其控制方法》專(zhuān)利文獻(xiàn)號(hào):CN101104445，該項(xiàng)控制方法只在樣機(jī)上使用，沒(méi)形成產(chǎn)品市場(chǎng)，存在的問(wèn)題:
①偏心輪機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)過(guò)程帶來(lái)的固有問(wèn)題依然存在，如2.①所示；
②使用控制電機(jī)自動(dòng)調(diào)整不等速偏心輪的偏心量，同樣在不等速偏心輪機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)存在狀態(tài)下，又增加了一部分機(jī)械傳動(dòng)和電氣控制部分，導(dǎo)致連續(xù)式包裝機(jī)設(shè)備更加復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)及其控制方法，采用嵌入式控制技術(shù)，將縱封輥拉袋、橫封輥旋轉(zhuǎn)直接由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，并保證兩者的運(yùn)動(dòng)速度在橫封封合點(diǎn)的線速度一致，合理解決和避免該速度不一致導(dǎo)致包裝成品袋雍袋和岑袋現(xiàn)象和不足。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
依據(jù)本發(fā)明提供的一種連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)，包括縱封牽引驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、成品袋切斷機(jī)構(gòu)、物料充填裝置和包裝機(jī)系統(tǒng)控制器，所述的縱封牽弓I驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由縱封棍、縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)、復(fù)合膜卷材、導(dǎo)棍、縱封傳動(dòng)同步帶、縱封傳動(dòng)同步帶輪、縱封傳動(dòng)變向齒輪、縱封傳動(dòng)軸組成，縱封輥牽引由縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)縱封傳動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，縱封傳動(dòng)同步帶輪與縱封傳動(dòng)同步帶轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)動(dòng)縱封傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，縱封傳動(dòng)軸與縱封傳動(dòng)變向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)縱封輥旋轉(zhuǎn)；所述的橫封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由橫封輥、橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)、橫封傳動(dòng)同步帶、橫封傳動(dòng)軸、橫封傳動(dòng)同步帶輪、橫封傳動(dòng)變向齒輪組成，橫封輥旋轉(zhuǎn)由橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫封傳動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，橫封傳動(dòng)同步帶輪與橫封傳動(dòng)同步帶轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)橫封傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，橫封傳動(dòng)軸與橫封傳動(dòng)變向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)橫封輥旋轉(zhuǎn)；所述的成品袋切斷機(jī)構(gòu)由切斷定刀、切斷動(dòng)刀、旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器、主動(dòng)切刀同步帶輪、切刀同步帶、被動(dòng)切刀同步帶輪組成，橫封棍帶動(dòng)主動(dòng)切刀同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)切刀同步帶輪與切刀同步帶轉(zhuǎn)動(dòng)配合，切刀同步帶與被動(dòng)切刀同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合，橫封棍通過(guò)主動(dòng)切刀同步帶輪、切刀同步帶、被動(dòng)切刀同步帶輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)電磁離合器上電，則切斷動(dòng)刀旋轉(zhuǎn)，并與切斷靜刀配合，切斷熱封后成品袋。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn):
前述的包裝機(jī)系統(tǒng)控制器包括殼體和殼體內(nèi)裝有的信息處理電路，殼體的面板上裝有IXD顯示屏和按鍵，其中信息處理電路包括嵌入式微處理器、輸入數(shù)字信號(hào)調(diào)理隔離電路接口、信號(hào)輸出接口調(diào)理功率驅(qū)動(dòng)電路、系統(tǒng)狀態(tài)顯示電路、按鍵管理電路，橫封位置傳感器、系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)、光電跟標(biāo)傳感器、下料點(diǎn)動(dòng)傳感器、系統(tǒng)設(shè)置信號(hào)、系統(tǒng)停止信號(hào)、無(wú)紙報(bào)警傳感器分別與輸入數(shù)字信號(hào)調(diào)理隔離電路接口的輸入連接，輸入數(shù)字信號(hào)調(diào)理隔離電路接口的輸出連接嵌入式微處理器的輸入，嵌入式微處理器的輸出連接信號(hào)輸出接口調(diào)理功率驅(qū)動(dòng)電路的輸入，信號(hào)輸出接口調(diào)理功率驅(qū)動(dòng)電路的輸出分別連接縱封拉袋信號(hào)輸出、橫封旋轉(zhuǎn)信號(hào)輸出、下料充填信號(hào)輸出、切刀控制信號(hào)輸出、系統(tǒng)啟動(dòng)指示輸出、故障報(bào)警信號(hào)輸出，系統(tǒng)狀態(tài)顯示電路、按鍵管理電路分別連接嵌入式微處理器的輸入；
前述的物料充填裝置采用粉劑物料充填裝置，或顆粒物料充填裝置，或醬類(lèi)物料充填 裝置。一種連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)的控制方法，它包括以下步驟:
(O由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器采集橫封位置封合點(diǎn)即接近開(kāi)關(guān)和光電信號(hào)，并按設(shè)置袋長(zhǎng)參數(shù)輸出脈沖給縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源相應(yīng)步數(shù)和速度信號(hào)，且步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)縱封輥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按要求旋轉(zhuǎn)，完成包裝機(jī)拉袋走紙操作的生產(chǎn)過(guò)程；
(2)由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器采集安裝在橫封輥上的橫封位置封合點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)和光電開(kāi)關(guān)的色標(biāo)信號(hào)，并根據(jù)縱封輥牽引的運(yùn)行速度輸出脈沖給橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相應(yīng)步數(shù)和速度信號(hào)，且橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)而帶動(dòng)橫封輥按縱封輥速度要求旋轉(zhuǎn)，以保證橫封輥與縱封輥在橫封輥封口時(shí)的速度同步，并完成連續(xù)式包裝機(jī)包裝袋定長(zhǎng)和跟標(biāo)及橫封封合操作的生產(chǎn)過(guò)程；
(3)橫封封合結(jié)束，在縱封輥執(zhí)行下一次拉袋走紙操作結(jié)束橫封封合前，包裝機(jī)系統(tǒng)控制器自動(dòng)控制下料充填裝置完成下料 充填操作；。(4)由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的連切、分切或不切信息決定輸出相應(yīng)控制信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)離合器的電源控制，達(dá)到連切、分切、點(diǎn)切或不切的操作需要。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
1.縱封輥牽引采用步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)、橫封輥旋轉(zhuǎn)采用步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，使用先進(jìn)的嵌入式控制技術(shù)和軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)原包裝機(jī)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(不等速偏心輪機(jī)械機(jī)構(gòu))的控制效果。這樣連續(xù)式包裝機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)部件只包括包裝機(jī)的簡(jiǎn)單縱封輥和橫封輥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分。其效果一是省掉占很大成本的機(jī)械傳動(dòng)部件；二是節(jié)約裝配和調(diào)試成本；三是簡(jiǎn)化了整機(jī)使用空間和縮短整機(jī)的生產(chǎn)周期；四是極大提高連續(xù)式包裝機(jī)的電氣自動(dòng)化生產(chǎn)水平，即采用電氣控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)要求。2.包裝成品袋的切斷采用旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器控制技術(shù)，代替原切刀運(yùn)
動(dòng)依靠橫封旋轉(zhuǎn)的機(jī)械齒輪傳動(dòng)(主軸齒輪驅(qū)動(dòng)切斷動(dòng)刀旋轉(zhuǎn))、掛擋分離(連切和不切)。通過(guò)包裝機(jī)系統(tǒng)控制器對(duì)旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器的電源(直流24V)實(shí)施控制，實(shí)現(xiàn)包裝成品袋的連切(每袋一切)、分切(按設(shè)置參數(shù)切)、點(diǎn)切(每袋均有切刀痕-便于手工撕斷)或不切操作。故只需3百元包裝袋切斷的設(shè)備成本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)連續(xù)式包裝機(jī)切刀功能(連切、分切、點(diǎn)切、不切)近20000元電氣控制成本。3.整機(jī)去掉主電機(jī)和機(jī)械調(diào)速器機(jī)構(gòu)配置，直接使用220VAC電源供電。方便220VAC電源的市場(chǎng)用戶(hù)。4.本發(fā)明連續(xù)式包裝機(jī)的橫封輥、縱封輥的加熱環(huán)節(jié)直接采用220VAC電源加熱；橫縱封加熱棒采用獨(dú)特安裝機(jī)構(gòu)(橫封棍加熱棒分別安裝于橫封棍兩邊-靠近封合面處)方式。這樣一是加快橫封輥加熱時(shí)間和高速運(yùn)行的封合效果；二是避免原連續(xù)式包裝機(jī)橫封、縱封加熱棒均采用110VAC串聯(lián)加熱供電，而導(dǎo)致兩串聯(lián)加熱棒的電阻不匹配，造成加熱棒易損故障問(wèn)題。5.改善和擴(kuò)展包裝袋長(zhǎng)的長(zhǎng)度適用范圍(如干燥劑0.5g包裝袋長(zhǎng)< 25mm ;歐式奶茶500mm)包裝袋長(zhǎng)> 500mm。6.提高包裝機(jī)包裝速度，目前連續(xù)式全自動(dòng)包裝機(jī)包裝袋長(zhǎng)70mm的包裝速度為100袋/分，本設(shè)計(jì)袋長(zhǎng)200 mm的包裝速度為160袋/分；如粉劑物料:采用螺桿推料變速技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速充填。7.橫縱封傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用國(guó)際機(jī)床行業(yè)加工標(biāo)準(zhǔn)，保證傳動(dòng)運(yùn)行效果和拉袋走紙誤差精度小于0.2mm。且設(shè)備機(jī)械故障率低。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的包裝機(jī)系統(tǒng)控制器結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明的信息處理電路結(jié)構(gòu)框 圖4為本發(fā)明的橫封輥控制運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖。其中:1、復(fù)合膜卷材,2、導(dǎo)棍,3、光電開(kāi)關(guān),4、色標(biāo),5、縱封棍,6、橫封棍,7、熱封后成品袋，8、切斷定刀，9、切斷動(dòng)刀，10切后成品袋，11、縱封傳動(dòng)變向齒輪，12、縱封傳動(dòng)同步帶輪,13、縱封傳動(dòng)軸，14、縱封傳動(dòng)同步帶，15、縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),16、橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，17、橫封傳動(dòng)同步帶，18、橫封傳動(dòng)軸，19、橫封傳動(dòng)同步帶輪，20、主動(dòng)切刀同步帶輪，21、橫封傳動(dòng)變向齒輪，22、切刀同步帶，23、被動(dòng)切刀同步帶輪，24、旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器，25、物料充填裝置，26、包裝紙，27、拉袋方向，28、橫封原點(diǎn)，29、虛線，30、橫封運(yùn)動(dòng)軌跡，31、旋轉(zhuǎn)方向，32、殼體，33、面板，34、LCD顯示屏，35、按鍵。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。如圖1 4所示的一種連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)，包括縱封牽弓I驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、成品袋切斷機(jī)構(gòu)、物料充填裝置和包裝機(jī)系統(tǒng)控制器，縱封牽引驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由縱封輥5、縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15、復(fù)合膜卷材1、導(dǎo)輥2、縱封傳動(dòng)同步帶14、縱封傳動(dòng)同步帶輪12、縱封傳動(dòng)變向齒輪U、縱封傳動(dòng)軸13組成,縱封棍牽引由縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)縱封傳動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，縱封傳動(dòng)同步帶輪與縱封傳動(dòng)同步帶轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)動(dòng)縱封傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，縱封傳動(dòng)軸與縱封傳動(dòng)變向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)縱封輥旋轉(zhuǎn)，即縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)上電工作驅(qū)動(dòng)縱封傳動(dòng)同步帶輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)縱封傳動(dòng)同步帶輪驅(qū)動(dòng)縱封傳動(dòng)同步帶旋轉(zhuǎn)，屆時(shí)驅(qū)動(dòng)縱封傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致縱封傳動(dòng)變向齒輪旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)縱封輥旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)拉袋走紙操作。其中縱封傳動(dòng)同步輪12和縱封傳動(dòng)同步帶14均采用國(guó)內(nèi)外質(zhì)優(yōu)產(chǎn)品，縱封傳動(dòng)軸13、縱封輥5等部件均為數(shù)控加工中心制造，保證加工精度< 2微米。橫封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由橫封棍、橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)、橫封傳動(dòng)同步帶、橫封傳動(dòng)軸、橫封傳動(dòng)同步帶輪、橫封傳動(dòng)變向齒輪組成，橫封輥旋轉(zhuǎn)由橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫封傳動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，橫封傳動(dòng)同步帶輪與橫封傳動(dòng)同步帶轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)橫封傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，橫封傳動(dòng)軸與橫封傳動(dòng)變向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)橫封輥旋轉(zhuǎn)，即橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)上電驅(qū)動(dòng)橫封傳動(dòng)同步帶輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)橫封傳動(dòng)同步帶輪驅(qū)動(dòng)橫封傳動(dòng)同步帶旋轉(zhuǎn)，屆時(shí)橫封傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致橫封傳動(dòng)變向齒輪旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)橫封輥旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)定長(zhǎng)或跟標(biāo)及封合操作。其中橫封傳動(dòng)同步帶輪19和橫封傳動(dòng)同步帶17均采用國(guó)內(nèi)外質(zhì)優(yōu)產(chǎn)品，橫封輥6、橫封傳動(dòng)軸19和橫封傳動(dòng)變向齒輪21等部件均為數(shù)控加工中心制造，保證加工精度< 2微米。完成包裝袋橫封封合的生產(chǎn)過(guò)程。成品袋切斷機(jī)構(gòu)由切斷定刀8、切斷動(dòng)刀9、旋轉(zhuǎn)電磁離合器24、主動(dòng)切刀同步帶輪20、切刀同步帶22、被動(dòng)切刀同步帶輪23組成，橫封輥6驅(qū)動(dòng)主動(dòng)切刀同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)切刀同步帶輪與切刀同步帶轉(zhuǎn)動(dòng)配合，切刀同步帶與被動(dòng)切刀同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合，橫封棍通過(guò)主動(dòng)切刀同步帶輪、切刀同步帶、被動(dòng)切刀同步帶輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)電磁離合器上電，則切斷動(dòng)刀旋轉(zhuǎn)，并與切斷靜刀配合，切斷熱封后成品袋7，其中旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器分為離合和制動(dòng)兩部分，且組裝于一體，由不同的直流電源回路構(gòu)成，當(dāng)切斷熱封后的成品袋之后，與旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器相連的切斷動(dòng)刀制動(dòng)器上電，切斷動(dòng)刀停留至切斷動(dòng)刀的原點(diǎn)位置，原點(diǎn)位置一般根據(jù)實(shí)際由手動(dòng)決定，即兩包裝袋橫封封合的中間位置，保證成品袋切斷位置精度。切斷定刀8、切斷動(dòng)刀9等部件均為數(shù)控加工中心制造加工精度< 2微米。包裝機(jī)系統(tǒng)控制器包括殼體32和殼體內(nèi)裝有的信息處理電路,殼體的面板33上裝有IXD顯示屏34和按鍵35，其中信息處理電路包括嵌入式微處理器、輸入數(shù)字信號(hào)調(diào)理隔離電路接口、信號(hào)輸出接口調(diào)理功率驅(qū)動(dòng)電路、系統(tǒng)狀態(tài)顯示電路、按鍵管理電路，橫封位置傳感器、系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)、光電跟標(biāo)傳感器、下料點(diǎn)動(dòng)傳感器、系統(tǒng)設(shè)置信號(hào)、系統(tǒng)停止信號(hào)、無(wú)紙報(bào)警傳感器分別與輸入數(shù)字信號(hào)調(diào)理隔離電路接口的輸入連接，輸入數(shù)字信號(hào)調(diào)理隔離電路接口的輸出連接嵌入式微處理器的輸入，嵌入式微處理器的輸出連接信號(hào)輸出接口調(diào)理功率驅(qū)動(dòng)電路的輸入，信號(hào)輸出接口調(diào)理功率驅(qū)動(dòng)電路的輸出分別連接縱封拉袋信號(hào)輸出、橫封旋轉(zhuǎn)信號(hào)輸出、下料充填信號(hào)輸出、切刀控制信號(hào)輸出、系統(tǒng)啟動(dòng)指示輸出、故障報(bào)警信號(hào)輸出，系統(tǒng)狀態(tài)顯示電路、按鍵管理電路分別連接嵌入式微處理器的輸入。物料充填裝置25是由物料類(lèi)型來(lái)決定，包裝機(jī)包裝何類(lèi)物料只需變換不同的物料充填裝置，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)物料下料充填操作。包括以下三種結(jié)構(gòu)方式:
(O粉劑物料充填裝置:一般采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿推料實(shí)現(xiàn)物料的充填。本發(fā)明同樣采用螺桿推料的下料充填機(jī)構(gòu)，本發(fā)明是使用螺桿推料變速技術(shù)(國(guó)內(nèi)外首創(chuàng))把螺桿推的速度提高了兩倍。且系統(tǒng)控制器在橫封封合結(jié)束，自動(dòng)按預(yù)先設(shè)置的下料參數(shù)輸出脈沖給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源相應(yīng)步數(shù)和速度信號(hào)，且步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)下料步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)而帶動(dòng)下料螺桿機(jī)構(gòu)按步數(shù)和速度要求旋轉(zhuǎn)，故而完成包裝機(jī)粉劑物料的下料充填操作。(2)顆粒物料充填裝置:在橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)軸部位安裝一對(duì)八字齒輪改變立軸方向，驅(qū)動(dòng)料盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒物料的下料充填操作。(3)醬類(lèi)物料充填裝置:醬類(lèi)物料主要決定于物料粘稠度。稀類(lèi)物料，如水類(lèi)物料可由系統(tǒng)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)磁力泵運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)下料充填控制；而稠類(lèi)物料，如面醬、染發(fā)膏之類(lèi)可采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪泵完成稠醬類(lèi)物料的下料充填操作；也可采用柱塞泵實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的充填操作。一種連續(xù)式橫縱封輥直接驅(qū)動(dòng)包裝機(jī)的控制方法，它包括以下步驟: (1)由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器采集橫封位置封合點(diǎn)即接近開(kāi)關(guān)和光電信號(hào)，并按設(shè)置袋長(zhǎng)參數(shù)輸出脈沖給縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源相應(yīng)步數(shù)和速度信號(hào)，且步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)縱封輥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按要求旋轉(zhuǎn)，完成包裝機(jī)拉袋走紙操作的生產(chǎn)過(guò)程；
(2)由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器采集安裝在橫封輥上的橫封位置封合點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)和光電開(kāi)關(guān)的色標(biāo)信號(hào)，并根據(jù)縱封輥牽引的運(yùn)行速度輸出脈沖給橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相應(yīng)步數(shù)和速度信號(hào)，且橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)而帶動(dòng)橫封輥按縱封輥速度要求旋轉(zhuǎn)，以保證橫封輥與縱封輥在橫封輥封口時(shí)的速度同步，并完成連續(xù)式包裝機(jī)包裝袋定長(zhǎng)和跟標(biāo)及橫封封合操作生產(chǎn)過(guò)程；
(3)橫封封合結(jié)束，在縱封輥執(zhí)行下一次拉袋走紙操作結(jié)束橫封封合前，包裝機(jī)系統(tǒng)控制器自動(dòng)控制下料充填裝置完成下料充填操作。(4)由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的連切、分切或不切信息決定輸出相應(yīng)控制信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)離合器的電源控制，達(dá)到連切、分切、點(diǎn)切或不切的操作需要。包裝機(jī)系統(tǒng)控制器的功能特點(diǎn):
(I)嵌入式微處理器:高性能、低功耗AVR微處理器ATmegal28。它豐富的口線資源及中斷處理能力、多路可編程可定義的PWM輸出、極大的內(nèi)存空間、極快的信息處理能力均成為本發(fā)明核心部件。(2)輸入數(shù)字信號(hào)調(diào)理隔離電路接口:它主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)橫封位置傳感器、系統(tǒng)啟動(dòng)、光電跟標(biāo)傳感器、下料充填傳感器、系統(tǒng)設(shè)置、系統(tǒng)停止、無(wú)紙報(bào)警傳感器等信息的調(diào)理(電平轉(zhuǎn)換)和隔離(抗干擾處理)，并輸入嵌入式微處理器。(3)信號(hào)輸出接口調(diào)理功率驅(qū)動(dòng)電路:它是對(duì)嵌入式微處理器采集的相關(guān)數(shù)字功能信息實(shí)現(xiàn)相應(yīng)要求的調(diào)理(電平轉(zhuǎn)換)和隔離(抗干擾處理)輸出給各路控制裝置(如部件的及驅(qū)動(dòng)器和電磁繼電器)。(4)系統(tǒng)狀態(tài)顯示:系統(tǒng)狀態(tài)顯示電路采用IXD液晶屏，它可顯示中文界面，也可顯示英文界面。這樣顯示參數(shù)設(shè)置信息和運(yùn)行狀態(tài)信息，是包裝機(jī)設(shè)備整機(jī)不可缺少人機(jī)交流環(huán)節(jié)。(5)按鍵管理:本發(fā)明的系統(tǒng)控制器銀漿導(dǎo)電按鍵包括設(shè)置、充填、袋長(zhǎng)、回料、確定/下料啟停、回位、數(shù)字增加、數(shù)字減少、置數(shù)、縱封點(diǎn)動(dòng)等按鍵。它主要是將包裝機(jī)全部運(yùn)行信息輸入嵌入式微處理器，實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)的運(yùn)行控制。包裝機(jī)控制器運(yùn)行模式:
(1)包裝機(jī)系統(tǒng)控制器采用嵌入式控制理論和軟件控制模式；
(2)包裝機(jī)系統(tǒng)控制器集分別控制、綜合管理于一體。即:
1)獨(dú)立按設(shè)置參數(shù)要求實(shí)現(xiàn)縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15驅(qū)動(dòng)縱封輥5旋轉(zhuǎn)，完成拉袋走紙操
作；
2)獨(dú)立按縱封輥5旋轉(zhuǎn)速度實(shí)現(xiàn)橫封輥6旋轉(zhuǎn)，并保證兩者(橫封輥6和縱封輥5)在封合瞬間速度同步；本控制技術(shù)為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)。3)橫封輥6封合結(jié)束，自動(dòng)起動(dòng)物料充填裝置25，完成包裝機(jī)的下料充填操作； 4)物料充填裝置25下料充填操作結(jié)束，系統(tǒng)控制器輸出自動(dòng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電磁離合器24，
完成包裝機(jī)熱封后成品袋7的連切、分切、點(diǎn)切或不切操作。
本發(fā)明的工作原理:
包裝機(jī)是通過(guò)控制縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)縱封傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)橫封傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)包裝袋的封合。即系統(tǒng)控制分為縱封控制和橫封控制兩部分。( I)縱封控制:
縱封控制即控制縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15，縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15負(fù)責(zé)把復(fù)合膜卷材I按縱封拉袋方向27將切后成品袋10送出，送出的長(zhǎng)度和速度由系統(tǒng)控制器設(shè)定的參數(shù)決定。即系統(tǒng)控制器設(shè)定每分鐘包裝袋數(shù)及包裝袋長(zhǎng)度，通過(guò)包裝袋數(shù)確定出每袋所需時(shí)間及縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15的步長(zhǎng)，進(jìn)而確定縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15的運(yùn)行頻率。該頻率是縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15輸出運(yùn)行(無(wú)論是定長(zhǎng)還是跟標(biāo)控制模式)的基本依據(jù)。它也是橫封運(yùn)動(dòng)過(guò)程對(duì)拉袋定長(zhǎng)和跟標(biāo)控制的重要依據(jù)。由于本發(fā)明系統(tǒng)中沒(méi)有配置主電機(jī)，所以縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15在啟動(dòng)時(shí)不能根據(jù)計(jì)算出的運(yùn)行頻率直接啟動(dòng)。因?yàn)檫\(yùn)行頻率如果太高，縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15直接啟動(dòng)很容易失步。而縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15在啟動(dòng)時(shí)先以低頻率運(yùn)行，然后加速到計(jì)算出所需的運(yùn)行頻率，完成啟動(dòng)動(dòng)作。在停止時(shí)減速至低頻率運(yùn)行，然后停止。加速時(shí)間與減速時(shí)間可以由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器設(shè)定實(shí)現(xiàn)。(2)橫封控制-橫封輥控制運(yùn)動(dòng)規(guī)律:
I)橫封運(yùn)動(dòng)過(guò)程
此系統(tǒng)中需要控制橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)16在定長(zhǎng)模式下準(zhǔn)確的封合出包裝袋的長(zhǎng)度(包裝袋定長(zhǎng))，以及在跟標(biāo)模式下準(zhǔn)確的封合出包裝袋色標(biāo)4位置。圖4中虛線30這段距離即為橫封封合后成品袋7的距離。在這段距離中橫封輥6的線速度必須與縱封輥5的線速度一致。通過(guò)計(jì)算可得出橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)16運(yùn)行頻率。即由每一袋所需時(shí)間、縱封輥5線速度、橫封輥6線速度、橫封輥6轉(zhuǎn)速等，確定出橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)16的運(yùn)行頻率。運(yùn)行完這段距離后橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)16以最快速度運(yùn)行到橫封原點(diǎn)28。因?yàn)樾枰獧M封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)16在橫封原點(diǎn)28等待，直到縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15送出下一袋。在這等待過(guò)程中，可以完成控制與切斷動(dòng)刀9相連旋轉(zhuǎn)電磁離合器24的吸合操作?；具\(yùn)行規(guī)律是:橫封輥6等待定長(zhǎng)縱封輥5步長(zhǎng)或包材色標(biāo)4信號(hào)，定長(zhǎng)縱封輥5步長(zhǎng)或色標(biāo)4信號(hào)到,橫封棍6與縱封棍5同線速度運(yùn)行并封合,封合結(jié)束,橫封棍6以橫封運(yùn)動(dòng)軌跡30按旋轉(zhuǎn)方向31快速運(yùn)行到橫封原點(diǎn)28，等待縱封輥5拉袋下一袋。周而復(fù)始，完成橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)16的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。2)橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)定長(zhǎng)和跟標(biāo)
在定長(zhǎng)模式下，對(duì)縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15的運(yùn)行步數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到達(dá)設(shè)定的袋長(zhǎng)步長(zhǎng)數(shù)時(shí)(此時(shí)橫封輥6在橫封原點(diǎn)28等待)，橫封輥6從橫封原點(diǎn)28啟動(dòng)(清零縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15步數(shù)值)，完成封合動(dòng)作，然后橫封輥6以橫封運(yùn)動(dòng)軌跡30按旋轉(zhuǎn)方向31快速運(yùn)行到橫封原點(diǎn)28等待下一袋?；具\(yùn)動(dòng)規(guī)律是:在橫封輥6等待期間，對(duì)袋長(zhǎng)定長(zhǎng)步長(zhǎng)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)完成(同時(shí)清零)，再等待再計(jì)數(shù)；周而復(fù)始，從而封合出準(zhǔn)確的包裝袋。在跟標(biāo)模式下，不對(duì)縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15運(yùn)行脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，只檢測(cè)色標(biāo)4信號(hào)。在檢測(cè)到色標(biāo)4信號(hào)后，橫封輥6從橫封原點(diǎn)28啟動(dòng)運(yùn)行，完成封合動(dòng)作，然后橫封輥6以橫封運(yùn)動(dòng)軌跡30按旋轉(zhuǎn)方向31快速運(yùn)行到橫封原點(diǎn)28等待下一袋?；具\(yùn)動(dòng)規(guī)律是:橫封輥6等待色標(biāo)4，檢測(cè)到色標(biāo)4，橫封輥6啟動(dòng)并封合并按橫封運(yùn)動(dòng)軌跡30以旋轉(zhuǎn)方向31快速運(yùn)行到橫封原點(diǎn)28等待。周而復(fù)始，從而封合出準(zhǔn)確的包裝袋。
3 )橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作規(guī)律
機(jī)器一上電，橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)16就開(kāi)始慢速運(yùn)行到橫封原點(diǎn)28。橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)16沒(méi)有運(yùn)行到橫封原點(diǎn)28，機(jī)器則無(wú)發(fā)啟動(dòng)運(yùn)行。橫封原點(diǎn)28應(yīng)安裝在對(duì)應(yīng)橫封棍6處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，因?yàn)闄M封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)16在啟動(dòng)時(shí)有加速過(guò)程，在沒(méi)有加速到與縱封輥5速度相同時(shí)就封合，影響包裝袋的封合外形效果。橫封輥6的橫合距離(即圖2中的虛線距離29)可以通過(guò)系統(tǒng)控制器設(shè)定。設(shè)定值且應(yīng)大于橫封棍6封口的距離。(3)包裝成型袋切刀控制:
成品袋切斷是由熱封后成品袋7通過(guò)切斷動(dòng)刀9和切斷定刀8配合實(shí)現(xiàn)。其控制模式
是:
I)橫封棍與旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器運(yùn)動(dòng)關(guān)系
橫封輥6通過(guò)主動(dòng)切刀同步帶輪20、切刀同步帶22、被動(dòng)切刀同步帶輪23驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電磁離合器24旋轉(zhuǎn)。其速比關(guān)系為1:2，即橫封棍6轉(zhuǎn)一周,旋轉(zhuǎn)電磁離合器轉(zhuǎn)二周(即橫封輥6旋轉(zhuǎn)一周，切斷動(dòng)刀9動(dòng)作二次)，此速比是由兩封封合方式?jīng)Q定，并由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器設(shè)置完成的(該參數(shù)決定于橫封棍二封、三封、四封的結(jié)構(gòu)方式)。2)熱封后成品袋7切斷 熱封后成品袋7切斷分為連切( 每袋一切)、分切(按設(shè)置袋數(shù)切斷)、不切(連袋)等方式，此方式均由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器按切后成品袋10要求通過(guò)設(shè)置相關(guān)參數(shù)完成。3)旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器24與切斷動(dòng)刀9運(yùn)動(dòng)關(guān)系
系統(tǒng)控制器按熱封后成品袋7切斷的切斷方式控制旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器24電源(直流24V)的通斷，此通斷模式即而控制了切斷動(dòng)刀9與旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器24動(dòng)摩擦片的吸合與斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)熱封后成品袋7的切斷操作。注:包裝機(jī)工作前必須調(diào)整好切斷動(dòng)刀的位置。預(yù)期效果及目的:
(I)本發(fā)明已創(chuàng)新研發(fā)制造出高速連續(xù)式包裝機(jī)設(shè)備，根據(jù)理論分析和實(shí)驗(yàn)證明可實(shí)現(xiàn)如下效果:
1)理論上保證縱封輥和橫封輥在封合時(shí)的線速度同步，則袋長(zhǎng)誤差彡0.2mm;
2)基于縱封運(yùn)動(dòng)速度取決于袋長(zhǎng)(包裝機(jī)系統(tǒng)控制器設(shè)置)，而橫封運(yùn)動(dòng)速度又取決于縱封運(yùn)動(dòng)速度，故本發(fā)明最大限度地解決了原包裝機(jī)袋長(zhǎng)范圍有限(55-110)問(wèn)題，包裝袋袋長(zhǎng)可擴(kuò)展至500mm。3)基于橫封運(yùn)動(dòng)速度取決于縱封運(yùn)動(dòng)速度，且在橫封速度允許情況下，包裝機(jī)包裝速度可達(dá)200袋長(zhǎng)/160袋分以上。4)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器控制技術(shù)有效解決連續(xù)式包裝機(jī)高成本，復(fù)雜控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)分切、點(diǎn)切的技術(shù)要素，保證連續(xù)式包裝機(jī)成品袋連切、分切、點(diǎn)切及不切的低價(jià)格、低成本設(shè)備功能問(wèn)題。5)本發(fā)明的包裝機(jī)工作噪音< 60db。( 2 )本發(fā)明的數(shù)據(jù)測(cè)試過(guò)程:
I)本發(fā)明選用新型高速全自動(dòng)粉劑包裝機(jī)為測(cè)試主機(jī)，按本發(fā)明的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念:縱封拉袋采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；橫封旋轉(zhuǎn)直接由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，即去掉原不等速偏心輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；原理結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示。2)按本發(fā)明設(shè)置包裝機(jī)系統(tǒng)控制器相關(guān)參數(shù)(拉袋、下料、橫封等)；
按本發(fā)明設(shè)置步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)(步長(zhǎng)、旋轉(zhuǎn)方向、控制方式、指令脈沖形態(tài)、濾波器選擇等);
3)選擇寬度為180帶色標(biāo)的包材和寬度同樣為180不帶色標(biāo)的包材各一卷，包裝機(jī)設(shè)備上電運(yùn)行。4)測(cè)試結(jié)果:
權(quán)利要求
1.種連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)，包括縱封牽引驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、成品袋切斷機(jī)構(gòu)、物料充填裝置和包裝機(jī)系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述的縱封牽引驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由縱封棍、縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)、復(fù)合膜卷材、導(dǎo)棍、縱封傳動(dòng)同步帶、縱封傳動(dòng)同步帶輪、縱封傳動(dòng)變向齒輪、縱封傳動(dòng)軸組成，縱封輥牽引由縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)縱封傳動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，縱封傳動(dòng)同步帶輪與縱封傳動(dòng)同步帶轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)動(dòng)縱封傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，縱封傳動(dòng)軸與縱封傳動(dòng)變向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)縱封棍旋轉(zhuǎn)；所述的橫封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由橫封輥、橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)、橫封傳動(dòng)同步帶、橫封傳動(dòng)軸、橫封傳動(dòng)同步帶輪、橫封傳動(dòng)變向齒輪組成，橫封輥旋轉(zhuǎn)由橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫封傳動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，橫封傳動(dòng)同步帶輪與橫封傳動(dòng)同步帶轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)橫封傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，橫封傳動(dòng)軸與橫封傳動(dòng)變向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并驅(qū)動(dòng)橫封輥旋轉(zhuǎn)；所述的成品袋切斷機(jī)構(gòu)由切斷定刀、切斷動(dòng)刀、旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器、主動(dòng)切刀同步帶輪、切刀同步帶、被動(dòng)切刀同步帶輪組成，橫封輥帶動(dòng)主動(dòng)切刀同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)切刀同步帶輪與切刀同步帶轉(zhuǎn)動(dòng)配合，切刀同步帶與被動(dòng)切刀同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合，橫封棍通過(guò)主動(dòng)切刀同步帶輪、切刀同步帶、被動(dòng)切刀同步帶輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電磁離合制動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)電磁離合器上電，則切斷動(dòng)刀旋轉(zhuǎn)，并與切斷靜刀配合，切斷熱封后成品袋。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)，其特征在于:所述的包裝機(jī)系統(tǒng)控制器包括殼體和殼體內(nèi)裝有的信息處理電路，殼體的面板上裝有LCD顯示屏和按鍵，其中信息處理電路包括嵌入式微處理器、輸入數(shù)字信號(hào)調(diào)理隔離電路接口、信號(hào)輸出接口調(diào)理功率驅(qū)動(dòng)電路、系統(tǒng)狀態(tài)顯示電路、按鍵管理電路，橫封位置傳感器、系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)、光電跟標(biāo)傳感器、下料點(diǎn)動(dòng)傳感器、系統(tǒng)設(shè)置信號(hào)、系統(tǒng)停止信號(hào)、無(wú)紙報(bào)警傳感器分別與輸入數(shù)字信號(hào)調(diào)理隔離電路接口的輸入連接，輸入數(shù)字信號(hào)調(diào)理隔離電路接口的輸出連接嵌入式微處理器的輸入，嵌入式微處理器的輸出連接信號(hào)輸出接口調(diào)理功率驅(qū)動(dòng)電路的輸入，信號(hào)輸出接口調(diào)理功率驅(qū)動(dòng)電路的輸出分別連接縱封拉袋信號(hào)輸出、橫封旋轉(zhuǎn)信號(hào)輸出、下料充填信號(hào)輸出、切刀控制信號(hào)輸出、系統(tǒng)啟動(dòng)指示輸出、故障報(bào)警信號(hào)輸出，系統(tǒng)狀態(tài)顯示電路、按鍵管理電路分別連接嵌入式微處理器的輸入。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)，其特征在于:所述的物料充填裝置采用粉劑 物料充填裝置，或顆粒物料充填裝置，或醬類(lèi)物料充填裝置。
4.種用于權(quán)利要求1所述的連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)的控制方法，其特征在于:它包括以下步驟: (O由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器采集橫封位置封合點(diǎn)即接近開(kāi)關(guān)和光電信號(hào)，并按設(shè)置袋長(zhǎng)或跟標(biāo)參數(shù)輸出脈沖給縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源相應(yīng)步數(shù)和速度信號(hào)，且步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)縱封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)縱封輥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按要求旋轉(zhuǎn)，完成包裝機(jī)拉袋走紙操作的生產(chǎn)過(guò)程； (2)由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器采集安裝在橫封輥上的橫封位置封合點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)和光電開(kāi)關(guān)的色標(biāo)信號(hào)，并根據(jù)縱封輥牽引的運(yùn)行速度輸出脈沖給橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相應(yīng)步數(shù)和速度信號(hào)，且橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)橫封驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)而帶動(dòng)橫封輥按縱封輥速度要求旋轉(zhuǎn)，以保證橫封輥與縱封輥在橫封輥封口時(shí)的速度同步，并完成連續(xù)式包裝機(jī)包裝袋定長(zhǎng)和跟標(biāo)及橫封封合操作的生產(chǎn)過(guò)程； (3)橫封封合結(jié)束，在縱封輥執(zhí)行下一次拉袋走紙操作結(jié)束橫封封合前，包裝機(jī)系統(tǒng)控制器自動(dòng)控制下料充填裝置完成下料充填操作； (4)由包裝機(jī)系統(tǒng)控制器根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的連切、分切或不切信息決定輸出相應(yīng)控制信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)離合制 動(dòng)器的電源控制，達(dá)到連切、分切、點(diǎn)切或不切的操作需要。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫縱封輥包裝機(jī)及其控制方法，包裝機(jī)包括縱封牽引驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、成品袋切斷機(jī)構(gòu)、物料充填裝置和包裝機(jī)系統(tǒng)控制器。本發(fā)明采用嵌入式控制技術(shù)，將縱封輥拉袋、橫封輥旋轉(zhuǎn)直接由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，并保證兩者的運(yùn)動(dòng)速度在橫封封合點(diǎn)的線速度一致，合理解決和避免該速度不一致導(dǎo)致包裝成品袋雍袋和岑袋現(xiàn)象和不足。包裝機(jī)整機(jī)機(jī)械部件少，裝配調(diào)試成本低，機(jī)械維護(hù)量小，整機(jī)生產(chǎn)周期短。本發(fā)明的控制方法表明連續(xù)式包裝機(jī)生產(chǎn)過(guò)程三要素即制袋、封合、充填，成為在機(jī)械結(jié)構(gòu)即縱封拉袋、橫封旋轉(zhuǎn)封合、下料充填上分別獨(dú)立，運(yùn)行規(guī)律上相互依存的運(yùn)動(dòng)主體。
文檔編號(hào)B65B51/26GK103085999SQ20131006981
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者宋國(guó)治, 荊萃, 楊博文, 劉銘哲, 劉印貴, 尹通, 朱澤光 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué), 宋國(guó)治, 荊萃, 楊博文, 劉銘哲, 劉印貴, 尹通, 朱澤光