鈕扣自動(dòng)計(jì)量與裝袋機(jī)的研制

邱建忠

（溫州技師學(xué)院，浙江 溫州 325000）

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，存在著計(jì)量不準(zhǔn)確和浪費(fèi)勞動(dòng)力成本的缺陷。本文所研制出鈕扣自動(dòng)計(jì)量裝袋機(jī)采用多通道同時(shí)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(duì)整個(gè)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(dòng)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(dòng)盤啟動(dòng)，使鈕扣自動(dòng)整理排列成三列，沿三個(gè)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?？刂崎yA、B、C同時(shí)開啟，當(dāng)包裝袋中的鈕扣總數(shù)量≥95粒時(shí)，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(shí)振動(dòng)盤與激光計(jì)數(shù)傳感器繼續(xù)進(jìn)給與計(jì)數(shù)，當(dāng)包裝袋中的總數(shù)量＝100粒時(shí)，控制閥A關(guān)閉。滾輪在步進(jìn)電機(jī)的作用下向下拉伸70mm，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(dòng)控制

圖2 紙帶控制原理

圖1 鈕扣自動(dòng)計(jì)量裝袋機(jī)工作原理

圖3 鈕扣激光精確計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)過程

紙帶運(yùn)動(dòng)控制在整個(gè)鈕扣自動(dòng)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(shí)時(shí)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(dòng)作，說明紙帶垂下距離過小，送料電機(jī)啟動(dòng)，使紙帶垂下距離加大。當(dāng)配重棒下移至S2檢測位置，光電傳感器 S2動(dòng)作，說明紙帶垂下距離過大，送料電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。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(dòng)狀態(tài)。

3 激光精確計(jì)數(shù)系統(tǒng)

鈕扣的自動(dòng)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(hào)處理器等。其工作過程如圖3所示，鈕扣在振動(dòng)盤的作用下逐個(gè)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(dòng)盤的通道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)，它的輸出脈沖就會(huì)丟失，進(jìn)而導(dǎo)致計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，出現(xiàn)漏計(jì)、錯(cuò)計(jì)等現(xiàn)象。

針對(duì)局部重合問題，最理想的辦法是使每個(gè)鈕扣一個(gè)個(gè)能分開，鈕扣振動(dòng)排列時(shí)的速度比較慢，若是在出口處以更快的速度使鈕扣運(yùn)動(dòng)，這樣就能達(dá)到逐個(gè)分開鈕扣的目的，于是我們?cè)阝o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(huì)以較快的速度脫離通道，這樣與原來振動(dòng)盤中的運(yùn)動(dòng)速度形成了明顯的速度差，從而使鈕扣能逐個(gè)分開能過，達(dá)到了準(zhǔn)確計(jì)數(shù)的目的。

4 臨時(shí)儲(chǔ)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(shí)儲(chǔ)存盒來輔助計(jì)數(shù)，見圖5。開始計(jì)數(shù)時(shí)，多通道共同計(jì)數(shù)，當(dāng)總鈕扣數(shù)快接近設(shè)定值時(shí)，臨時(shí)儲(chǔ)存盒底板氣缸推出、使臨時(shí)儲(chǔ)存暫時(shí)封閉，其鈕扣不會(huì)掉入包裝袋中，此時(shí)僅留一個(gè)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(shí)，其他通道一直工作，其計(jì)量的鈕扣暫時(shí)存放在臨時(shí)儲(chǔ)存盒中，待此次包裝袋封口完畢，所有臨時(shí)儲(chǔ)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)。

圖4 噴氣和光纖計(jì)數(shù)系統(tǒng)示意圖

結(jié)語

鈕扣自動(dòng)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。

圖5 臨時(shí)儲(chǔ)存盒

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