鈕扣自動計(jì)量與裝袋機(jī)的研制

1、鈕扣自動計(jì)量與裝袋機(jī)的研制摘 要：針對我國鈕扣制造業(yè)大量存在手工計(jì)量 與裝袋的現(xiàn)狀，存在著計(jì)量不準(zhǔn)確和浪費(fèi)勞動力成本 的缺陷。本文所研制出鈕扣自動計(jì)量裝袋機(jī)采用多通 道同時累加技術(shù)和激光精確技術(shù)實(shí)現(xiàn)了整機(jī)運(yùn)行的高 效、準(zhǔn)確和穩(wěn)定，對整個鈕扣制造業(yè)發(fā)展具有一定指 導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：鈕扣包裝；自動計(jì)數(shù)；光纖傳感 中圖分類號： TS20 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 浙江省溫州市橋頭鎮(zhèn)，是中國著名的鈕扣之都。 橋頭是中國鈕扣產(chǎn)銷基地，被譽(yù)為“世界第一大鈕扣 市場”和“東方的布魯賽爾” ， 如此龐大的鈕扣生產(chǎn) 企業(yè)群，如此巨大的鈕扣計(jì)數(shù)量和裝袋，至今還是用 最原始的手工計(jì)量與裝袋，傳統(tǒng)的手工計(jì)量與裝袋技 術(shù)的落后，

2、存在著計(jì)量不準(zhǔn)確和浪費(fèi)勞動力成本的缺 陷。本文所研制出鈕扣自動計(jì)量裝袋機(jī)采用多通道同 時累加技術(shù)和激光精確技術(shù)實(shí)現(xiàn)了整機(jī)運(yùn)行的高效、 準(zhǔn)確和穩(wěn)定，對整個鈕扣制造業(yè)發(fā)展具有一定指導(dǎo)意 義。1 工作原理圖 1 是本文所設(shè)計(jì)的鈕扣自動計(jì)量裝袋機(jī)的工作 原理。假設(shè)每袋鈕扣數(shù)為100粒，袋長為70mm。電 磁振動盤啟動，使鈕扣自動整理排列成三列，沿三個 通道自下而上向通道口進(jìn)給，在通道口設(shè)有激光計(jì)數(shù) 傳感器，各鈕扣分別通過傳感器進(jìn)入包裝袋。控制閥 A、B、C同時開啟，當(dāng)包裝袋中的鈕扣總數(shù)量A 95 粒時，控制閥 B 與控制閥 C 關(guān)閉，而控制閥 A 進(jìn)行最 后精確計(jì)數(shù)，此時振動盤與激光計(jì)數(shù)傳感器繼續(xù)進(jìn)給

3、 與計(jì)數(shù)，當(dāng)包裝袋中的總數(shù)量 =100粒時，控制閥 A 關(guān) 閉。滾輪在步進(jìn)電機(jī)的作用下向下拉伸 70m m,待拉 伸完畢，進(jìn)行封口和剪切，本次循環(huán)結(jié)束。2 紙帶運(yùn)動控制 紙帶運(yùn)動控制在整個鈕扣自動計(jì)量裝袋機(jī)具體有 重要作用，如圖 2 所示為紙帶控制的工作原理。光電 探頭安裝在卷筒出口處，檢測卷筒是否缺紙帶，并可 時時計(jì)算剩余紙帶的長度。具體要求有一定重量的配 重棒主要作用是為了張緊包裝紙帶，光電傳感器 S1 和光電傳感器S2分別來控制紙帶上升與下垂的距離。 當(dāng)配重棒上移至 S1 檢測位置，光電傳感器 S1 動作， 說明紙帶垂下距離過小，送料電機(jī)啟動，使紙帶垂下 距離加大。當(dāng)配重棒下移至S2檢測

4、位置，光電傳感器 S2 動作，說明紙帶垂下距離過大， 送料電機(jī)停止運(yùn)動。當(dāng)配重棒位于光電傳感器 S1和S2之間，則無需調(diào)整 紙帶的下垂長度，送料電機(jī)保持停止運(yùn)動狀態(tài)。3 激光精確計(jì)數(shù)系統(tǒng) 鈕扣的自動計(jì)數(shù)主要的工作器件是光纖傳感器，光纖傳感器的主要組成部分有光源、光導(dǎo)纖維、光傳 感器元件、光調(diào)制機(jī)構(gòu)和信號處理器等。其工作過程 如圖 3 所示，鈕扣在振動盤的作用下逐個通過光纖傳 感器，由光纖傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)算。在實(shí)驗(yàn) 過程中，我們發(fā)現(xiàn)鈕扣在振動盤的通道中運(yùn)動時，存 在鈕扣局部重合現(xiàn)象，鈕扣局部重合現(xiàn)象的出現(xiàn)無法 整機(jī)保證計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性，因?yàn)楫?dāng)光纖傳感器恰好檢測 到局部重合位置時，它的輸出脈沖

5、就會丟失，進(jìn)而導(dǎo) 致計(jì)數(shù)錯誤，出現(xiàn)漏計(jì)、錯計(jì)等現(xiàn)象。針對局部重合問題，最理想的辦法是使每個鈕扣 一個個能分開，鈕扣振動排列時的速度比較慢，若是 在出口處以更快的速度使鈕扣運(yùn)動，這樣就能達(dá)到逐 個分開鈕扣的目的，于是我們在鈕扣通道品口增設(shè)了 吹氣品口，如圖 4 所示。在強(qiáng)力氣壓的作用下，快到 通道口的鈕扣會以較快的速度脫離通道，這樣與原來 振動盤中的運(yùn)動速度形成了明顯的速度差，從而使鈕 扣能逐個分開能過，達(dá)到了準(zhǔn)確計(jì)數(shù)的目的。4 臨時儲存盒實(shí)現(xiàn)高效計(jì)數(shù)為了極大程度提高計(jì)數(shù)速度，本課題設(shè)計(jì)了臨時 儲存盒來輔助計(jì)數(shù)，見圖 5。開始計(jì)數(shù)時，多通道共 同計(jì)數(shù)，當(dāng)總鈕扣數(shù)快接近設(shè)定值時，臨時儲存盒底 板氣

6、缸推出、使臨時儲存暫時封閉，其鈕扣不會掉入 包裝袋中，此時僅留一個通道繼續(xù)向包裝袋中進(jìn)行精 確計(jì)數(shù)，直至總鈕扣數(shù)等于設(shè)定值。與此同時，其他 通道一直工作，其計(jì)量的鈕扣暫時存放在臨時儲存盒 中，待此次包裝袋封口完畢，所有臨時儲存盒的底板 在氣缸的作用下全部打開，繼續(xù)下一袋循環(huán)。結(jié)語 鈕扣自動計(jì)量裝袋機(jī)研制成功后，投入到鈕扣生 產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行試生產(chǎn)，各項(xiàng)功能達(dá)到了預(yù)先設(shè)計(jì)的目標(biāo)。 計(jì)量與裝袋效率大大提高，目前已經(jīng)正式投產(chǎn)，經(jīng)過 一年多的實(shí)踐證明，系統(tǒng)運(yùn)行良好，整機(jī)穩(wěn)定可靠， 取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)1 曹巨江，張利平 .通用自動包裝機(jī)模型的研究 J. 包裝與食品機(jī)械， 2006（05）.2 云蘇蘇.NJBI型鈕扣計(jì)數(shù)包裝機(jī)的研制J.無 錫輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)， 1991.3 趙曉麗. 粉粒制袋 -充填-封口包裝虛擬樣機(jī)設(shè) 計(jì)及工藝參數(shù)的試驗(yàn)研究 D. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2006（06）.4 袁華祥，潘坡.顆粒型全自動包裝機(jī)計(jì)量轉(zhuǎn)盤極 限轉(zhuǎn)速的分析計(jì)算 J. 包裝工程， 2007（02）.5 吳鐫峰.G.D卷煙包裝機(jī)裝箱臺系統(tǒng)的研制J. 機(jī)械管理開發(fā)， 2008（04） .6 周銳鵬.基于 INTERBUS 現(xiàn)場總線的 P