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0755-88840386杯裝咖啡自動(dòng)充填封口包裝機(jī)的研制
發(fā)布時(shí)間：2020-06-08 11:16:06 |來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
1引言
目前市場(chǎng)上銷售的咖啡，基本是袋裝或瓶裝的速溶咖啡,速溶咖啡是炒制后的咖啡豆經(jīng)粉碎、噴霧凍結(jié)干燥 制成，咖啡油脂和芳香成分被分解氧化，失去了原有濃郁 芳香的味道，如果想要喝到傳統(tǒng)工藝制作、風(fēng)味地道的咖 啡飲品，只能到咖啡廳或?qū)ｉT場(chǎng)所去，而自己調(diào)制咖啡卻 必須有專門的器具且工序繁多，操作繁瑣。為使人們方便 地飲到傳統(tǒng)工藝制作、風(fēng)味地道的咖啡，我們研制了杯裝 咖啡自動(dòng)充填封口包裝機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)這種杯裝咖啡的批 量自動(dòng)生產(chǎn)。
該包裝機(jī)用于將只經(jīng)炒制、磨碎后的咖啡裝在帶過(guò) 濾功能的夾層杯子里，只要將燒開(kāi)的水沖入杯中，水就會(huì) 滲過(guò)上層的濾紙流入到夾層中將咖啡浸泡，并從下層濾 紙緩慢濾出。這樣沖泡出來(lái)的咖啡,其油脂和芳香被保護(hù) 下來(lái),色澤純正、原汁原味、方便快捷。
2工藝過(guò)程及機(jī)器的組成
該包裝機(jī)用的咖啡杯用環(huán)保植物紙槳材料做成，內(nèi) 表面噴塑，杯子部有一個(gè)可裝填咖啡的腔體，杯底開(kāi) 孔,腔體上下表面封裝過(guò)濾紙形成夾層，經(jīng)烘烤炒制磨碎 的咖啡就裝在夾層腔中。生產(chǎn)過(guò)程要先將咖啡杯的內(nèi)腔 下面熱封過(guò)濾紙，然后往杯內(nèi)腔充填咖啡,再在內(nèi)腔上面 熱封過(guò)濾紙。該包裝機(jī)系集落杯、沖切、吸送、充填、封口、 退杯為一體的高速多工位全自動(dòng)設(shè)備，主要特點(diǎn)是速度 高,產(chǎn)能大,多工位全自動(dòng)機(jī)電氣一體化。
生產(chǎn)工藝過(guò)程為：自動(dòng)落杯一＞下層濾紙沖裁吸送， 下層濾紙封口一咖啡定量充填-上層濾紙沖裁吸送-上 層濾紙封口一退杯。
機(jī)器的主要組成:機(jī)器由自動(dòng)落杯機(jī)構(gòu)、 下層濾紙自動(dòng)裁切吸送機(jī)構(gòu)、下層濾紙熱封機(jī)構(gòu)、插板式 定量充填機(jī)構(gòu)、上層濾紙自動(dòng)裁切吸送機(jī)構(gòu)、上層濾紙熱 封機(jī)構(gòu)、頂杯機(jī)構(gòu)、退杯機(jī)構(gòu)、步進(jìn)模板傳送機(jī)構(gòu)及電氣
1.帶模板的傳輸鏈2.自動(dòng)落杯機(jī)構(gòu)3.紙杯4.下層濾紙自 動(dòng)裁切吸送機(jī)構(gòu)5.下層濾紙熱封機(jī)構(gòu)6.插板式充填機(jī)構(gòu)
7.上層濾紙自動(dòng)裁切吸送機(jī)構(gòu)8.上層濾紙熱封機(jī)構(gòu)9.電氣 控制系統(tǒng)10.退杯機(jī)構(gòu)11.頂杯機(jī)構(gòu)12.電型機(jī)，減速器， 步進(jìn)器13.機(jī)架控制系統(tǒng)組成。
步進(jìn)模板傳送機(jī)構(gòu):由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器、步進(jìn)器帶動(dòng) 傳輸鏈間歇步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，傳輸鏈上安裝傳送模板,傳送模板 上開(kāi)孔用于放置紙杯。當(dāng)紙杯傳送到各個(gè)工位時(shí)，模板停 止運(yùn)動(dòng)，等各工位完成相應(yīng)加工作業(yè)后，模板再前進(jìn)一 步,各工位再完成相應(yīng)加工作業(yè)，如此反復(fù)。
自動(dòng)落杯機(jī)構(gòu)：疊套在一起的紙質(zhì)杯由落料筒下落 到預(yù)定位置，先由兩側(cè)的氣缸左右?jiàn)A住杯子，再由垂直方 向運(yùn)動(dòng)的氣缸推動(dòng)兩側(cè)氣缸安裝板向下運(yùn)動(dòng)，取出紙杯， 到達(dá)預(yù)定位置后兩側(cè)氣缸松開(kāi)，紙杯下落到傳送模板杯 孔里，從而完成自動(dòng)落杯動(dòng)作。
，下層濾紙自動(dòng)裁切吸送機(jī)構(gòu)：要求韌性柔軟的濾紙 要整片切下，切邊工整，且不漂移準(zhǔn)確地落到了紙杯下部 腔體的下表面。裁切吸送機(jī)構(gòu)將釆用帶尖刃齒刀裁切模 具和真空負(fù)壓吸附推送的方法，利用氣動(dòng)沖壓機(jī)帶動(dòng)齒 刀裁切模具快速下行壓緊并裁切濾紙，使韌性柔軟的濾
紙?jiān)趶埦o狀態(tài)下受瞬間沖切力作用，將濾紙纖維瞬間裁 斷，再通過(guò)真空負(fù)壓吸附推送桿下行將濾紙牢牢吸附向 下推送到杯底腔體的下表面,釋放真空讓濾紙脫離推桿, 濾紙定位留下，有效實(shí)現(xiàn)濾紙裁切移送。
下層濾紙熱封機(jī)構(gòu)：放置了下層濾紙的噴塑紙杯移 送到熱封位置，由發(fā)熱棒加熱的熱封模具在氣缸推動(dòng)下 下移，將下層濾紙緊壓在腔體的下表面，使熱封塑層熔 化，粘住濾紙,實(shí)現(xiàn)下層濾紙的熱封。
插板式定量充填機(jī)構(gòu):經(jīng)炒制磨粹的咖啡放到料斗, 料斗下面開(kāi)孔，在料斗與落料管之間裝有抽屜式插板"I, 插板上開(kāi)孔裝量筒，量筒的大小按填充的咖啡量設(shè)計(jì)，插 板由氣缸推動(dòng)左右運(yùn)動(dòng),當(dāng)插板的量筒口對(duì)準(zhǔn)料斗的孔 時(shí)，為裝料位置,此時(shí)插板的量筒口與落料管口錯(cuò)開(kāi)，落 料管口處于關(guān)閉狀態(tài);充填時(shí),汽缸推動(dòng)插板移動(dòng)，插板 的量筒口對(duì)準(zhǔn)落料管口，咖啡經(jīng)由落料管填充到紙杯中， 此時(shí)插板的量筒口與料斗的孔錯(cuò)開(kāi)，由此實(shí)現(xiàn)定量充填。 為使料斗中咖啡均勻分布，可在料斗中加裝攪料棍,攪料 棍由小電機(jī)帶動(dòng)純上層濾紙自動(dòng)裁切吸送機(jī)構(gòu)：裁切吸送原理及結(jié)構(gòu) 與下層濾紙自動(dòng)裁切吸送機(jī)構(gòu)相同，只是上層濾紙裁切 模具尺寸要比下層濾紙裁切模具尺寸大，因?yàn)榧埍惑w 上表面直徑比下表面大；真空負(fù)壓吸附推送桿下移的行 程比下層的短。
上層濾紙熱封機(jī)構(gòu)：熱封原理及結(jié)構(gòu)與下層濾紙熱 封機(jī)構(gòu)相同，只是上層濾紙熱封機(jī)構(gòu)的熱封模具尺寸比下層大。
頂杯退杯機(jī)構(gòu)：完成充填封口的紙杯需要從機(jī)器上 移走，頂杯機(jī)構(gòu)為一凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速 器、步進(jìn)器帶動(dòng)，與傳送模板為分路傳動(dòng)，當(dāng)傳送模板間 歇停止時(shí)凸輪推動(dòng) 推桿上移，把紙杯 頂出模板，再由退 杯機(jī)構(gòu)把杯子掃 走。退杯機(jī)構(gòu)也由 電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器、 步進(jìn)器帶動(dòng)，與傳 送模板、凸輪機(jī)構(gòu) 同為分路傳動(dòng)，退 杯機(jī)構(gòu)為一傳動(dòng) 鏈，傳動(dòng)鏈上裝有 掃料棍，當(dāng)頂杯機(jī) 構(gòu)的推桿把紙杯頂 出模板時(shí)，掃料棍 把杯子掃走。
電氣控制系統(tǒng)： 負(fù)責(zé)控制機(jī)器中各 機(jī)構(gòu)動(dòng)作的時(shí)間及 次序,保證整臺(tái)機(jī)器 協(xié)調(diào)地工作。
3關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
3.1 濾紙自動(dòng)裁切吸送機(jī)構(gòu)
本機(jī)器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)為濾紙自動(dòng)裁切吸送機(jī)構(gòu)，該機(jī) 構(gòu)的組成如圖2所示，沖裁刀模10安裝在滑板9上，滑 板由沖裁氣缸2帶動(dòng)可在導(dǎo)柱5上滑動(dòng)，下模11固定 在下模安裝板12上，下模安裝板固定在機(jī)架上，沖裁時(shí) 刀?？焖傧滦袎壕o并裁切濾紙，裁切完成后刀模上移， 此時(shí)與真空泵連接的推桿7被抽真空,濾紙被真空負(fù)壓 吸附在推桿端面上，接著吸送氣缸4通過(guò)推桿連接板6 推動(dòng)推桿下行,把濾紙送到紙杯預(yù)定位置,釋放真空并 通正壓讓濾紙脫離推桿,濾紙定位留下，推桿上移，完成 裁切吸送動(dòng)作。
3.2沖裁模具
切刀11及切刀 固定圈13（焊接固定）通過(guò) 固定螺釘12 固定在刀模 固定板2上， 導(dǎo)柱螺釘3 穿過(guò)刀模固 定板2與刀 模內(nèi)壓板5、刀模外壓板6連接，壓縮彈簧4套在導(dǎo)柱螺 釘上，沖裁時(shí)滑板1帶動(dòng)整個(gè)上模下移，刀模內(nèi)、外壓板 先把濾紙壓緊在下模上，沖裁氣缸繼續(xù)加壓,此時(shí)壓縮彈 簧受壓收縮，刀模固定板帶動(dòng)切刀下移，對(duì)準(zhǔn)下模凹槽， 切斷濾紙。下模上的硅膠墊圈作用是保證濾紙周邊均勻 受壓，利于裁切。
4結(jié)語(yǔ)
本機(jī)器創(chuàng)新之處在于采用帶刃尖齒刀裁切原理和 真空負(fù)壓吸附推送方法，有效地解決了韌性柔軟纖維薄 片材料的沖切裁斷,突破了傳統(tǒng)的模切方法所無(wú)法解決 的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)垂直吸附推送將輕漂的濾紙小片準(zhǔn)確 移送定位，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)復(fù)雜繁瑣吸送機(jī)構(gòu)；機(jī)器釆用模 塊化設(shè)計(jì)，各模塊相對(duì)獨(dú)立又協(xié)同作業(yè)，便于整機(jī)的安 裝調(diào)試和維護(hù)。本機(jī)器適應(yīng)市場(chǎng)的需要,具有廣闊的應(yīng) 用前景。
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