藥板裝盒機(jī)的設(shè)計(jì)

河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 趙慶龍 李鐸

引言

隨著制藥企業(yè)的快速發(fā)展，制藥裝備也應(yīng)跟上制藥企業(yè)發(fā)展的步伐。而包裝機(jī)械的快速發(fā)展為制藥企業(yè)的大批量生產(chǎn)提供了有力的保障，促進(jìn)了藥品現(xiàn)代化加工的進(jìn)程[1]。藥品的包裝是藥品進(jìn)入市場前的必要手續(xù)，以便于藥品的運(yùn)輸和儲藏。藥品包裝機(jī)械種類繁多，分別對應(yīng)藥品包裝的不同環(huán)節(jié)。藥品出潔凈區(qū)域后就進(jìn)入藥品的裝盒環(huán)節(jié)，而藥品裝盒機(jī)就是實(shí)現(xiàn)這一環(huán)節(jié)的機(jī)器[2-3]。隨著我國藥品行業(yè)的快速發(fā)展，以提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本為目標(biāo)的高速度、全自動化的藥品裝盒機(jī)具有廣闊的潛在市場。但我國的藥品裝盒機(jī)主要是半自動和中低速的裝盒機(jī)，急需研發(fā)高速度、全自動化的藥品裝盒機(jī)[4]。

1 藥板裝盒機(jī)的參數(shù)及功能

1.1 藥板裝盒機(jī)的參數(shù)

藥板參數(shù)：高15mm、長110mm、寬60mm；

裝盒機(jī)的生產(chǎn)能力：10～20盒/分鐘；

紙盒要求：200～450g/m2；

說明書要求：50～60g/m2；

紙盒尺寸：封盒后，長130mm、寬70mm、高 20mm。

1.2 藥板裝盒機(jī)的功能

本文設(shè)計(jì)的是某一特定的藥板裝盒機(jī)，實(shí)現(xiàn)開盒、裝填、封盒等功能。設(shè)計(jì)此裝盒機(jī)，需裝入一板藥和說明書，得到紙盒規(guī)格：紙板大小為225g/m2，厚度為0.1mm的紙材。紙盒具體尺寸為長130mm、寬70mm、高20mm。

2 藥板裝盒機(jī)總體設(shè)計(jì)

藥板自動裝盒機(jī)的部件在整個機(jī)械中都應(yīng)有合理的位置，其總體方案設(shè)計(jì)圖如圖1所示，其主要包括機(jī)架、開盒機(jī)構(gòu)、壓蓋機(jī)構(gòu)、折副搖翼機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、吸說明書機(jī)構(gòu)、折說明書機(jī)構(gòu)等。

其工作原理是：將存儲在儲盒倉中的紙盒盒坯通過吸盤將其從儲盒倉吸出并通過氣缸推動順利進(jìn)行開盒，然后通過盒底左右副搖翼撥桿對副搖翼進(jìn)行折疊，通過插舌機(jī)構(gòu)折疊盒底插舌，之后通過底部壓蓋機(jī)構(gòu)完成底部封盒，接著通過送料機(jī)構(gòu)將藥板通過推桿將藥板和說明書推入紙盒，再通過盒頂左右副搖翼撥桿對副搖翼進(jìn)行折疊，再進(jìn)行盒頂插舌，最后通過頂蓋壓蓋機(jī)構(gòu)完成頂部封盒，并將其送出，完成包裝過程。

圖1 總體裝配圖

3 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

3.1 開盒機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

開盒機(jī)構(gòu)主要包括開盒導(dǎo)桿、吸盤以及開盒執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡圖見圖2。工作時(shí)，氣缸推動導(dǎo)桿運(yùn)動，開盒機(jī)構(gòu)在吸盤8吸住紙盒10后做直線運(yùn)動，開盒導(dǎo)桿9和氣缸活塞桿相互固定。吸盤8從儲盒倉3中吸住儲盒倉最底部的一個紙盒10，開盒導(dǎo)桿8在氣缸活塞桿的牽引下做直線運(yùn)動，直到將紙盒放置在指定的開盒位置。開盒導(dǎo)桿另一端與真空吸盤相連，將開盒導(dǎo)桿設(shè)計(jì)為空心的，使真空吸盤和真空設(shè)備能夠有效接通。

圖2 開盒機(jī)構(gòu)整體方案

3.2 封盒機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

當(dāng)開盒機(jī)構(gòu)將紙盒開盒完成后，相對應(yīng)的就開始進(jìn)行底部封盒，依次完成盒底左右搖翼的折疊、盒底蓋插舌的折舌以及盒底蓋的壓入。之后在送料機(jī)構(gòu)將袋泡茶送入到紙盒內(nèi)后，開始進(jìn)行頂部封盒，依次要完成盒頂左右搖翼的折疊、盒頂蓋插舌的折舌以及盒頂蓋的壓入。在此設(shè)計(jì)的封盒機(jī)構(gòu)的原理簡圖如圖3所示。

圖3 封蓋機(jī)構(gòu)簡圖

3.3 折副搖翼機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

折副搖翼機(jī)構(gòu)如圖4所示，主要由導(dǎo)軌、機(jī)架、左連桿、右連桿、氣缸等組成。從圖3可以看出，左搖翼撥桿位置與紙盒封盒完成后的盒蓋水平，位置固定不動，只是通過在氣缸的推動下導(dǎo)桿的擺動使其轉(zhuǎn)動來進(jìn)行左搖翼的折疊，右搖翼撥桿主要是在導(dǎo)桿的帶動下沿著導(dǎo)軌斜向運(yùn)動，為了防止對開盒產(chǎn)生干涉，設(shè)置右搖翼撥桿高于盒蓋45mm，兩個撥桿之間水平間距為80mm。

圖4 折副搖翼機(jī)構(gòu)簡圖

3.4 傳送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

為了更加順利地實(shí)現(xiàn)裝盒過程，在封底盒、推料、封頂盒的過程中使傳送帶停止運(yùn)動，進(jìn)行間歇運(yùn)動。本設(shè)計(jì)采用槽輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)此運(yùn)動。傳送機(jī)構(gòu)主要由減速電機(jī)、機(jī)架、聯(lián)軸器、主動撥盤、從動槽輪、鎖緊螺母、同步帶輪、同步帶、擋板組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖5所示。

圖5 傳送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種藥品自動裝盒機(jī)，根據(jù)藥品裝盒機(jī)的動作要求，選用氣缸來實(shí)現(xiàn)其自動控制的目標(biāo)，根據(jù)藥板自動裝盒機(jī)的工藝路線制定出了合理的總體方案。采用調(diào)速電機(jī)帶動槽輪來實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動，在停止時(shí)實(shí)現(xiàn)放盒、推料及封盒過程，短暫的運(yùn)動可以使各個機(jī)構(gòu)的位置互不重疊，消除干涉現(xiàn)象。在紙盒的儲盒及開盒方面，考慮可以到把儲盒及開盒的功能放在一起，采用了傾斜式儲盒倉且外倉壁上固定有氣缸，來進(jìn)行吸盒操作，在倉口緊挨著一預(yù)開盒板，再經(jīng)過一恰好距離的兩擋板來開盒。在封盒的過程中，先進(jìn)行折側(cè)翼，再進(jìn)行折大舌及蓋蓋運(yùn)動。先通過氣缸的伸縮來控制兩個撥桿運(yùn)動進(jìn)行折側(cè)翼；再通過氣缸的伸縮來控制插刀運(yùn)動來進(jìn)行蓋蓋。

[1]林永健.我國食品和包裝機(jī)械的現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略研究[D].天津大學(xué),2008.

[2]江勇.袋泡茶自動裝盒機(jī)及控制系統(tǒng)的研究[D].陜西科技大學(xué),2014.

[3]楊建龍.送料裝置中的推料機(jī)構(gòu)[P].玉環(huán)縣佳頌工業(yè)自動化設(shè)備廠,2013.

[4]陳靖菲等.間歇式藥瓶自動裝盒機(jī)的設(shè)計(jì)[J].包裝與食品機(jī)械,2009.