高效高精度絲襪自動(dòng)包裝機(jī)的設(shè)計(jì)

摘 要：為實(shí)現(xiàn)絲襪包裝從手工方式向自動(dòng)化方式轉(zhuǎn)變，設(shè)計(jì)了一套能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)折疊、絲襪傳輸、單體包裝及整體裝箱的高效高精度絲襪自動(dòng)包裝機(jī)。在分析國內(nèi)外絲襪自動(dòng)包裝設(shè)備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢和絲襪包裝工藝和使用要求的基礎(chǔ)上，提出了絲襪自動(dòng)包裝工藝并給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。該絲襪包裝機(jī)采用PLC精確控制，設(shè)計(jì)了可靠的轉(zhuǎn)移傳輸機(jī)構(gòu)，具有自動(dòng)包裝成型功能，可實(shí)現(xiàn)絲襪的自動(dòng)折疊、傳輸、包裝、裝箱功能，提高了包裝速度和質(zhì)量，產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)，市場前景廣闊。

關(guān)鍵詞：絲襪包裝 自動(dòng)折疊 轉(zhuǎn)移傳輸機(jī)構(gòu) 控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（b）-0079-01

隨著生活水平的提高，人們越來越重視商品包裝的質(zhì)量、品種類型，由此自動(dòng)化、智能化、多功能、高效率、低成本的包裝機(jī)械受到行業(yè)的青睞。它能夠大幅度地提高生產(chǎn)效率；降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品包裝質(zhì)量，增強(qiáng)市場銷售的競爭力。本文在分析絲襪自動(dòng)包裝設(shè)備包裝工藝和使用要求的基礎(chǔ)上，提出一種實(shí)用、簡單的控制系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，并對工作流程進(jìn)行了分析，給出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

1 絲襪自動(dòng)包裝設(shè)備的整體方案

1.1 包裝工藝

本項(xiàng)目產(chǎn)品“高效高精度絲襪自動(dòng)包裝機(jī)”為全自動(dòng)型絲襪包裝機(jī)器，產(chǎn)品由絲襪整理成型、單體包裝、半打包裝及整箱包裝四部分組成，產(chǎn)品的開發(fā)過程主要研究內(nèi)容如下：（1）絲襪包裝成型機(jī)器的研究開發(fā)以及同步跟蹤技術(shù)的研究；（2）絲襪轉(zhuǎn)移傳輸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；（3）能適應(yīng)多種包裝形式的包裝機(jī)械的開發(fā)。

每一個(gè)工作流程對應(yīng)一臺(tái)自動(dòng)化設(shè)備，各設(shè)備流程組成自動(dòng)化流水線，實(shí)現(xiàn)絲襪包裝的全自動(dòng)化，每條流水線節(jié)省25個(gè)勞動(dòng)力，生產(chǎn)效率與人工包裝相比提高1倍。

1.2 絲襪自動(dòng)包裝設(shè)備的控制技術(shù)

本項(xiàng)目主要研究是如何將絲襪包裝過程升級為全自動(dòng)，從絲襪整理成型、單體包裝、半打包裝及整箱包裝全部過程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，我們主要采用了以下控制技術(shù)：

1）內(nèi)置位移傳感器，采用基于PLC同步跟蹤技術(shù)

PLC是以微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，由傳統(tǒng)的繼電器控制發(fā)展而形成的新型工業(yè)控制器。它以程序控制為主，回路調(diào)節(jié)為輔，能完成邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)運(yùn)算等功能，既能控制開關(guān)量、也能控制模擬量，控制規(guī)模從幾十點(diǎn)到上萬點(diǎn)。PLC內(nèi)部輸入輸出接點(diǎn)是數(shù)字邏輯接點(diǎn)而不是實(shí)物接點(diǎn)，開關(guān)性能非常可靠，而且 PLC能夠完成邏輯控制功能，從而避免了繁雜的外部連線。PLC技術(shù)的最大特點(diǎn)是采用了存儲(chǔ)邏輯，即控制過程以程序方式存放在存儲(chǔ)器里，存儲(chǔ)邏輯的特點(diǎn)是具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性。通過修改存儲(chǔ)器里的程序就能改變工藝的控制過程。

1.3 PLC同步跟蹤技術(shù)具體控制過程

原有絲襪包裝基本都是純手工包裝，因?yàn)閭€(gè)體差異、工作狀態(tài)等因素，包裝質(zhì)量參差不起，其同步誤差達(dá)1 mm以上。本項(xiàng)目中采用數(shù)字技術(shù)作為同步跟蹤結(jié)構(gòu)的核心技術(shù)，絲襪輸送鏈條采用4級交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，變頻器調(diào)速；PLC與變頻器構(gòu)建RS-485通訊，實(shí)時(shí)讀取變頻器當(dāng)前輸出頻率（單位：0.01HZ，讀取后的數(shù)據(jù)需除以100，將單位換成HZ），經(jīng)CPU數(shù)據(jù)運(yùn)算，輸出相應(yīng)頻率的脈沖驅(qū)動(dòng)交流伺服系統(tǒng)。由于采用的是數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)同步跟蹤，跟蹤部件和被跟蹤部件的驅(qū)動(dòng)元件通過PLC無縫聯(lián)接，因而同步精度很高，同步誤差控制在0.1 mm以下（主要是機(jī)械零件誤差所至）。

2 絲襪自動(dòng)包裝設(shè)備自動(dòng)包裝成型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

本機(jī)開創(chuàng)性的研制了整機(jī)集成型，自動(dòng)貼數(shù)字標(biāo)簽、自動(dòng)撕自貼膠保護(hù)膜并自動(dòng)封口、自動(dòng)包裝成型、單體包裝、半打包裝、整箱包裝等功能于一體的絲襪包裝機(jī)，減少了中間環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，提高了工作效率。

包裝機(jī)作為獨(dú)立模塊式設(shè)計(jì)，可以根據(jù)客戶的需求更換各種不同的包裝機(jī)以適應(yīng)多種包裝形式。此模塊的生成，極大地方便客戶根據(jù)銷售的需求自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)形式，大大降低成本與消耗，設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)，可以適應(yīng)國內(nèi)生產(chǎn)廠家產(chǎn)品種類多的需求。

3 結(jié)論

本項(xiàng)目設(shè)備采取模塊化設(shè)計(jì)，每一個(gè)模塊對應(yīng)一臺(tái)機(jī)器設(shè)備。從完成功能角度項(xiàng)目總體可拆分為絲襪折疊小包裝、絲襪單體包裝、絲襪半打包裝及絲襪紙箱包裝四個(gè)模塊。四個(gè)模塊對應(yīng)四臺(tái)設(shè)備分別完成襪子折疊小包裝、小包裝襪子入廣告包裝、六個(gè)廣告包裝入中包裝、72包中包裝入紙箱的功能。

絲襪包裝不同于食品等其它物品包裝，其包裝對象是軟體，同時(shí)還有水晶勾、色標(biāo)、襯板等很多附屬物需要組裝，產(chǎn)品柔性非常大。包裝設(shè)備項(xiàng)目研發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵就是用自動(dòng)化設(shè)備取代25個(gè)人類完成對軟體絲襪的自動(dòng)化包裝，所以項(xiàng)目研發(fā)的高柔性度和工序流程節(jié)拍緊湊性是技術(shù)關(guān)鍵。而且我國是加工制造大國，當(dāng)下是我國產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵時(shí)期，如何針對我國加工制造行業(yè)實(shí)際需求，設(shè)計(jì)符合我們實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)需要的自動(dòng)化設(shè)備，是今后幾年、十幾年甚至幾十年自動(dòng)化設(shè)備行業(yè)的一個(gè)大課題，也是發(fā)展的必然趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1]趙霞.國外包裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀[J].機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2012（10）.

[2]陳建民.我國包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2012（4）.

[3]楊寶才.某鏈?zhǔn)絺鬏敊C(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)和動(dòng)力學(xué)分析[D].南京理工大學(xué)，2009.