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0簡介
包裝是產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件。現(xiàn)代包裝的普遍意義是為不同批次的產(chǎn)品選擇一些保護(hù)性和裝飾性的包裝材料或容器，用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段進(jìn)行包裝操作，達(dá)到規(guī)定的數(shù)量和質(zhì)量。同時(shí)，盡量改善外部結(jié)構(gòu)，降低包裝成本，使其在從流通到消費(fèi)的全過程中易于儲存和運(yùn)輸，防止產(chǎn)品損壞變質(zhì)，便于廢舊材料的識別和應(yīng)用，不斷促進(jìn)再生產(chǎn)的擴(kuò)大。自動(dòng)包裝機(jī)可以根據(jù)被包裝貨物的要求和所需的形狀和尺寸，獲得規(guī)格一致的包裝質(zhì)量。設(shè)置好程序后，實(shí)現(xiàn)無人操作，產(chǎn)品自動(dòng)包裝，使用方便，高效節(jié)能，清潔環(huán)保。目前，我國包裝機(jī)械企業(yè)規(guī)模小，技術(shù)裝備不完善，自主開發(fā)和技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)能力弱。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)包裝機(jī)械在食品、化工、醫(yī)藥、輕工等行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。
1自動(dòng)包裝機(jī)的組成
自動(dòng)包裝機(jī)一般分為半自動(dòng)包裝機(jī)和全自動(dòng)包裝機(jī)。手動(dòng)供應(yīng)包裝材料和內(nèi)容物但能自動(dòng)完成其他包裝過程的機(jī)器稱為半自動(dòng)包裝機(jī)。能夠自動(dòng)輸送和供應(yīng)包裝材料和內(nèi)容物，并自動(dòng)完成主包裝過程和其他輔助包裝過程的機(jī)器稱為全自動(dòng)包裝機(jī)。
自動(dòng)包裝機(jī)由動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)部分和執(zhí)行部分組成。為了掌握和研究包裝機(jī)械的工作原理和結(jié)構(gòu)性能，包裝機(jī)械通常分為以下幾個(gè)部分:
1)包裝貨物的計(jì)量和進(jìn)料系統(tǒng)。該系統(tǒng)是指測量、分類和排列包裝好的貨物并將它們運(yùn)送到預(yù)定站的設(shè)備系統(tǒng)。有的還完成了包裝商品的成型和分割。
2)主傳動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是指將包裝好的物品和包裝材料從一個(gè)包裝站順序轉(zhuǎn)移到下一個(gè)包裝站的設(shè)備系統(tǒng)。
3)包裝致動(dòng)器。該機(jī)構(gòu)是指直接進(jìn)行包裝、灌裝、封口、貼標(biāo)、捆扎、容器成型等包裝操作的機(jī)構(gòu)。
4)成品輸出機(jī)制。該機(jī)構(gòu)是指從包裝機(jī)上卸下、定向排列和運(yùn)輸包裝好的成品的機(jī)構(gòu)，也可以由主輸送系統(tǒng)直接完成或由成品的自重卸下。
5)動(dòng)力機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)。是指將動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)行器和控制元件，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作的裝置系統(tǒng)。通常由機(jī)械、電氣、光學(xué)、液壓和氣動(dòng)傳動(dòng)、操作、控制和輔助裝置組成。
6)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)包括包裝過程及其參數(shù)的控制，包裝質(zhì)量、失效和安全的控制。
在這個(gè)系統(tǒng)中，被包裝的商品(也叫布)是以商品的長度或直徑來計(jì)量的，包裝材料是PE膜(也可以是紙、金屬等)。)，包裝好的商品用密封裝置包裝。包裝機(jī)的送布站和輸送裝置由在線升降系統(tǒng)和傳送帶組成。在線升降系統(tǒng)設(shè)置在送布工位上，兩端分別與送布輸送系統(tǒng)和傳送帶連接，實(shí)現(xiàn)送布和包裝工位的連續(xù)包裝。
2自動(dòng)包裝機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1硬件設(shè)計(jì)。
選用西門子的模塊化中小型PLC系統(tǒng)S7-300，能滿足中等性能要求的應(yīng)用，應(yīng)用范圍廣。S7-300的模塊化、無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、易于分配和用戶掌握使其成為從小型到中型控制任務(wù)的一種方便而經(jīng)濟(jì)的方案。S7-300系列有多種性能不斷提高的CPU和豐富的I/O擴(kuò)展模塊，功能非常方便，用戶可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴(kuò)大，更加復(fù)雜時(shí)，可以隨時(shí)使用附加模塊擴(kuò)展PLC。S7-300具有較高的電磁兼容性，較強(qiáng)的抗振動(dòng)性和抗沖擊性，使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。它具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，完善的指令集，以及將MPI接口與SINECLANS連接的能力，適合高速進(jìn)程處理。本系統(tǒng)使用的主機(jī)模塊為CPU315-2DP，可以通過MPI傳輸電纜或通信模塊與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。具有全面的診斷功能和完善的自我保護(hù)技術(shù)，可靠性高。另外，其自帶的STEP7編程軟件功能強(qiáng)大，使用方便，也使得開發(fā)過程簡單快捷。
2.2軟件設(shè)計(jì)。
自動(dòng)包裝機(jī)的程序設(shè)計(jì)如圖1所示。由于包裝過程是一個(gè)順序動(dòng)作，每一步都是基于上一步完成后再進(jìn)行下一步，所以控制程序是通過步驟順序控制指令法來編程的。
經(jīng)過PLC控制后，包裝機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行如下:
1)按下自動(dòng)開關(guān)，前送料輸送機(jī)啟動(dòng)；
2)通過進(jìn)給當(dāng)前輸送帶檢測光電，啟動(dòng)主輸送帶；
3)輸送到主輸送帶后，開始高度計(jì)數(shù)和網(wǎng)格計(jì)數(shù)；
4)當(dāng)所有的布輥都轉(zhuǎn)移到主輸送帶上時(shí)，開始計(jì)長，當(dāng)布輥到達(dá)中心時(shí)，主輸送帶停止運(yùn)行；
5)當(dāng)推桿的原定位磁簧開關(guān)檢測到布料時(shí)，推桿被推出；
6)當(dāng)推桿中的定位簧片開關(guān)檢測到有布時(shí)，啟動(dòng)主封吹電機(jī)；
7)升降微動(dòng)開關(guān)得到信號后，升降電機(jī)啟動(dòng)；
8)當(dāng)推桿前面的磁性彈簧開關(guān)檢測到卷布來了，推桿后退；
9)主密封座表面檢測到物體安全后，主密封座上升1/2布座后停止，升降電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；
10)主密封座升降停止后，主密封刀切下，下降電機(jī)停止，主密封吹電機(jī)停止，主密封座升降氣缸開始空油轉(zhuǎn)換，開始計(jì)時(shí)；
11)計(jì)時(shí)時(shí)間到，主密封座和主密封刀返回；
12)主密封座下放到位后，中間推桿開始推布，中間輸送帶啟動(dòng)；
13)檢測到布卷后，中段微動(dòng)開關(guān)開始夾住布；
14)夾布完成后，啟動(dòng)中段底部的吹風(fēng)電機(jī)，啟動(dòng)左右兩側(cè)的吸氣電機(jī)；
15)左右光電開關(guān)檢測到信號后，左右側(cè)封向內(nèi)移動(dòng)，側(cè)封座上升1/2布座，然后側(cè)封刀下降；
16)中段下部PE吹膜電機(jī)停止，側(cè)密封座升降缸開始空油轉(zhuǎn)換，開始計(jì)時(shí)；
17)計(jì)時(shí)時(shí)間到，側(cè)封刀和側(cè)封座回位；
18)側(cè)密封座回位后，左右側(cè)密封向外移動(dòng)，吸氣電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；
19)左右側(cè)密封定位后，松開夾布裝置，中間輸送帶運(yùn)行，最后一條輸送帶運(yùn)行，卷布機(jī)運(yùn)行，出布開始；
20)光電開關(guān)檢測到出布后，前輸送帶運(yùn)行，完成一個(gè)循環(huán)過程；
21)按下緊急停止按鈕時(shí)，包裝機(jī)停止運(yùn)行。
3結(jié)束語
實(shí)現(xiàn)包裝的主要手段是使用包裝機(jī)械。目前，我國包裝機(jī)械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的問題。現(xiàn)代社會對商品的包裝要求越來越高。為了使包裝好的商品整齊美觀，包裝質(zhì)量好，要求包裝機(jī)動(dòng)作精確，定位精度高，效率高，有一定的靈活性，因此對包裝機(jī)的控制要求越來越高。傳統(tǒng)的繼電器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，因此市場迫切需要開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)、靈活的新型包裝機(jī)械。介紹了全自動(dòng)包裝機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)了全自動(dòng)包裝機(jī)的系統(tǒng)。對定量包裝中商品凈含量的測量不確定度進(jìn)行了評定，為定量包裝中測量不確定度的評定提供了參考。

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