枕式包裝機(jī)是一種包裝能力非常強(qiáng),且能適合多種規(guī)格用于食品和非食品包裝的連續(xù)式包裝機(jī)。它不但能用于無(wú)商標(biāo)包裝材料的包裝,而且能夠使用預(yù)先印有商標(biāo)圖案的卷筒材料進(jìn)行高速包裝。在包裝生產(chǎn)中,由于包裝材料上印刷的定位色標(biāo)之間存在誤差,包裝材料的拉伸以及機(jī)械傳動(dòng)等因素的影響,包裝材料上預(yù)定

的封切部位有可能偏離正確的位置,而產(chǎn)生誤差。為了消除誤差而達(dá)到正確封切的目的,包裝設(shè)計(jì)必須考慮自動(dòng)定位問(wèn)題,解決這一問(wèn)題大都是根據(jù)包裝材料的定位標(biāo)完成連續(xù)式光電自動(dòng)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而連續(xù)式光電定位系統(tǒng)按誤差補(bǔ)償工作方式分為進(jìn)退式、制動(dòng)式和兩傳動(dòng)系統(tǒng)同步式。

1 枕式包裝機(jī)制動(dòng)式光電自動(dòng)定位系統(tǒng)的基本原理

包裝紙?jiān)谧詣?dòng)包裝機(jī)上連續(xù)進(jìn)給,成形制袋,充填和封口的過(guò)程中,由于定位色標(biāo)的印刷誤差,機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的偶然波動(dòng)以及操作等綜合因素,使包裝紙的輸送速度與橫封、切紙速度不同步而產(chǎn)生封、切位置的偏差,因此需要隨時(shí)予以校正,連續(xù)地進(jìn)行誤差補(bǔ)償。綜合誤差是個(gè)變量,但由于具較高質(zhì)量和印刷精度的包裝材料來(lái)說(shuō)在一定的包裝速度下,這個(gè)誤差在檢測(cè)的各個(gè)周期內(nèi)應(yīng)保持在很小的范圍內(nèi)。這樣就能通過(guò)光電定位系統(tǒng)定期地(每?jī)蓚€(gè)包一次)測(cè)量和比較送紙速度和封切速度。如果包裝紙過(guò)快,正誤差系統(tǒng)給出一個(gè)負(fù)的補(bǔ)償量,也就是送紙機(jī)構(gòu)減速來(lái)達(dá)到補(bǔ)償;如果包裝紙過(guò)慢,是一個(gè)負(fù)誤差,系統(tǒng)給出一個(gè)正的補(bǔ)償量,使送紙機(jī)構(gòu)增速。但是給定的補(bǔ)償值不可能消除誤差,可能補(bǔ)償過(guò)頭,
也可能不足。即使誤差被消除了,下次還會(huì)出現(xiàn)。

因此枕式包裝機(jī)設(shè)計(jì)總是使系統(tǒng)給予補(bǔ)償過(guò)頭一點(diǎn),給定一個(gè)稍大于誤差值的補(bǔ)償量,人為地使它超差。當(dāng)這次測(cè)定誤差為負(fù),則補(bǔ)償一個(gè)過(guò)量的正值。下一次測(cè)定、比較之后必定出現(xiàn)正的誤差。定位系統(tǒng)自動(dòng)地補(bǔ)償一個(gè)給定的負(fù)值之后,又恢復(fù)出現(xiàn)負(fù)誤差。如此循環(huán),正負(fù)交替使誤差控制在一定范圍內(nèi)。這樣包裝紙的切斷部位就在正確的位置附近跳動(dòng)。這種包裝紙一進(jìn)一退來(lái)達(dá)到連續(xù)定位的方式稱(chēng)為“進(jìn)退式”自動(dòng)定位方式。因?yàn)樗难a(bǔ)償量是超越離合器工作,把機(jī)械送紙機(jī)構(gòu)進(jìn)入工作時(shí)設(shè)計(jì)成具有包裝紙滯后效果來(lái)給出的,所以采用這種原理定位的系統(tǒng)稱(chēng)為“制動(dòng)進(jìn)退式”自動(dòng)光電定位系統(tǒng)。以決定包裝紙速度的橫向封、切速度作為參考基準(zhǔn),以調(diào)整送紙速度與之同步來(lái)控制包裝紙的封切位置誤差,這就是連續(xù)定位系統(tǒng)最基本的原理。

2  枕式包裝機(jī)制動(dòng)進(jìn)退式定位系統(tǒng)的分析
   下面分析制動(dòng)進(jìn)退式光電定位系統(tǒng),包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖1。
   包裝過(guò)程如下:片狀包裝紙由卷筒1引出,經(jīng)光電檢測(cè)器2再由成形器5成形和牽引輥6,縱封輥7制成包裝。已充填包裝物的包裝袋上下整形輸出,經(jīng)輸送帶送到橫封頭8橫封并切斷排出成品。傳動(dòng)部分是:主電機(jī)M1將運(yùn)動(dòng)傳入橫封傳動(dòng)軸,再經(jīng)不等速機(jī)構(gòu)9帶動(dòng)橫封頭傳動(dòng),不等速機(jī)構(gòu)是用來(lái)調(diào)整橫封頭8的封切瞬時(shí)速度,使之與包裝袋移動(dòng)速度同步的。另一路則經(jīng)無(wú)級(jí)變速差動(dòng)機(jī)構(gòu)13的調(diào)節(jié),可以手動(dòng)或通過(guò)單相伺服電機(jī)控制完成。調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速差動(dòng)機(jī)構(gòu)13可以得到所需袋長(zhǎng)。路經(jīng)差動(dòng)機(jī)構(gòu)18到勾爪輸送鏈。差動(dòng)機(jī)構(gòu)18為自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu),主要用來(lái)調(diào)節(jié)勾爪輸送鏈與橫封頭同步。在包裝過(guò)程中,用光電傳感器檢測(cè)包裝紙移動(dòng)速度與橫封速度作比較,判別它是慢是快,通過(guò)超越離合器電氣系統(tǒng)控制超越電機(jī)M3動(dòng)作使之運(yùn)轉(zhuǎn)或制動(dòng)停止,以達(dá)到誤差補(bǔ)償?shù)哪康?/span>。

3 速度檢測(cè)與包裝紙長(zhǎng)度測(cè)量
   為保證包裝過(guò)程中的精準(zhǔn)定位,送紙速度與橫封切口速度是必需準(zhǔn)確的測(cè)量?jī)蓚€(gè)參數(shù),同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中包裝紙(每張)有長(zhǎng)有短,從而如何在定位過(guò)程中自動(dòng)測(cè)定包裝紙長(zhǎng)度使之與我們生產(chǎn)設(shè)定相符合,也是非常重要的。枕式包裝機(jī)紙速的測(cè)量是由光電接近開(kāi)關(guān)17來(lái)完成的,我們把測(cè)量紙速的光電接近開(kāi)關(guān)輸出的脈沖周期記為T紙它的導(dǎo)數(shù)1/T紙即為送紙輥的傳動(dòng)速度。橫封切口速度是由光電接近開(kāi)關(guān)來(lái)測(cè)量的。我們把刀切速度光電接近開(kāi)關(guān)輸出的脈沖周期記為T刀,它的倒數(shù)1/T刀即為橫封速度間接計(jì)算得到的。在包裝設(shè)計(jì)中,包裝紙被緊壓在送紙輥上,壓輥的線速度則為包裝紙的送紙速度V紙=πD/T紙,式中的D為送紙輥直徑。經(jīng)過(guò)橫封切口后的被切長(zhǎng)度L紙=V紙T刀=πDT刀/T紙

4 色標(biāo)對(duì)標(biāo)方法與調(diào)整
   為保證包裝全自動(dòng)定位,需要控制伺服電機(jī)M2使送紙速度與橫封頭切口速度同步。然而對(duì)設(shè)計(jì)為同步的系統(tǒng),由于運(yùn)轉(zhuǎn)的偶然波動(dòng)以及操作擾動(dòng)等方面因素都會(huì)使原來(lái)同步系統(tǒng)失步。從而需要在基本同步的系統(tǒng)中加入色標(biāo)檢測(cè)與控制電路,隨時(shí)校正,連續(xù)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。保證切封位置不變,這就需要借助包裝紙上的色標(biāo)來(lái)定位完成。色標(biāo)定位對(duì)標(biāo)對(duì)包裝材料、光電檢測(cè)方法、色標(biāo)的印刷等都提出一定的要求。枕式包裝機(jī)就包裝材料而言,要求有較高的密度,滑度厚度均勻、而且要有一定的抗拉伸能力。光電檢測(cè)方法隨不同的包裝材料有透射式和反射式兩種。

   透射多用于透明包裝材料的檢測(cè),而反射式則用于難以透光或不能透光的包裝材料的檢測(cè)。通常高速度的枕式包裝機(jī)設(shè)計(jì),大多采用反射式光電檢測(cè)方法,因?yàn)樗哂休^高的檢測(cè)靈敏度。對(duì)色標(biāo)印刷要求,定位色標(biāo)必須能有遮光或通光的作用,同時(shí)隨包裝產(chǎn)品的大小和檢測(cè)方法的不同,定位色標(biāo)要有足夠的遮光面積,以保證光電檢測(cè)時(shí)信號(hào)的可靠性。

有了良好的包裝材料,合適定位色標(biāo)與正確的光電遮光反射式傳感器測(cè)量色標(biāo)方法,就可以進(jìn)行色標(biāo)對(duì)標(biāo)與調(diào)整。按上述原理與方法設(shè)計(jì)的枕式多功能枕式包裝機(jī),配上微電腦控制的紙長(zhǎng)設(shè)定調(diào)節(jié)以及色標(biāo)定位系統(tǒng),解決了全自動(dòng)光電定位問(wèn)題。系統(tǒng)高速運(yùn)平穩(wěn)可靠,封切準(zhǔn)確,是目前的機(jī)型之一。