全自动打包机智能生产线的研制

乔国昌 包 君

（山东交通职业学院，山东 潍坊261206）

1 背景

自动打包机应用极其广泛，多应用于食品包装，医药包装，邮政包裹包装等包装类行业，并且它能有效地降低企业成本，使用更少的劳动力却能有更好的收益，还能提高工作效率。随着科学技术的发展，计算机技术、自动化技术以及电子技术在包装机械上应用越来越多。包装企业对包装机械的精度、性能以及功能的要求也越来越高。高度自动化、智能化已经成为包装机械未来发展的主要趋势，机械制造企业在为用户提供生产自动线或生产流水线设备时更注重成套完整性。技术性能趋向于速度高、准确度高、可靠性高；其应用性趋向综合性、组合性。检测技术从最初的依靠人工目视检测到现在以无损检测、计算机视觉检测为主技术阶段的发展。

全自动打包机是目前国内所有包装企业紧缺的先进设备之一,打包机能完成将多个包装物用捆扎带紧束在一起的功能，本企业涉及生产的全自动打包机智能生产线是根据企业客户的要求量身定做的，经过市场调查分析，淘汰过去的纸绳、塑料绳、钢带等不合适的材料，使用制造方便、强度适中的塑料带，作为捆扎材料，对产品进行捆扎打包。在保证产品整齐美观的同时，为产品的安全运输提供保障，使产品在运输和贮存过程中不发生四处散落的现象。

为此，根据我国包装行业的实际要求和发展趋势，研发高质量、高可靠性的自动打包机是非常必要的。

2 设计来源及思路

近几年，随着吹塑机、贴标机、测漏机等包装机械发展，推动了包装企业的发展，但在包装方面的自动化设备，缺少全自动机械产品，手动半自动打包机可以说是打包机新型先进的气动包装机械。虽然适于包装各种塑料产品，但它耗时久，不能完全达到取代人力减少劳动力的效果，因此需要一款全自动打包机来弥补当前行业的缺陷。将全自动生产线进一步完整化，同时也提高了企业的自主创新能力（图1）。

图1

本项目生产的自动打包机机械部分的设计有三部分组成：制袋机构、送瓶机构及辅助机构。其中制袋机构的主要作用是完成包装带的输送与制造工作，以及通过热合板加热将袋子烫熨，通过撑袋机构使袋口张开到合适高度，便于瓶子放进去；送瓶机构的作用是将传送带输送过来的瓶子一排排规整起来，通过进瓶导向机构整体推入袋中，并在包装袋收口后通过热合板将袋口熨烫封死，实现打包。为避免瓶子在推送过程中滑倒掉落，设计了辅助结构防止瓶子歪倒，通过推板将瓶子推入袋中。当前企业使用的包装膜是市场上常用的标准膜，每捆的重量较大，为了在换用上方便快捷，不影响生产的效率，设计时将捆座单独放在外侧。在气路部件上经过查阅资料及反复试验后选用合适性能和规格的气缸，该气缸耐用，成本低，使用方便。电磁阀按照就近原则，分为多组，减少气路的复杂化，电路上将设计一个专用的配电箱。

3 生产线的工作原理及装配

全自动打包机智能生产线可调性高，适合于大小610mm×1000mm 以及1016mm×1219mm 的塑料胶袋。该打包机能够在占地空间极小的情况下准确定位并和吹瓶机实现连线，符合最少的地面使用空间的要求，拥有自动进料输送带。该全自动打包机设计适合于塑料袋包装，通过制袋机做好塑料袋并放置塑料袋在固定位置上，包装好的瓶子从机器上移开并放置到托盘或滑轨上。

研发设计的全自动打包机其可调性高，能包装从500ml-5000ml 的不同大小、不同形状的容器，无需更换部件即可实现。该机采用人机界面操作管理机器的所有操作。操作员可以在机器上储存瓶子的设置和参数，以供将来使用。全自动打包机智能生产线的工作过程如下，首先打包物通过链板线到达容器储存平台位置进行储存，按设定好的数据储存相应的打包物，同时制袋机进行制袋流程，首先通过张袋结构把塑料薄膜做成要用的塑料袋的尺寸，然后通过传送装置传至撑袋结构把袋口打开，使用推瓶装置把生产线上摆好的塑料瓶推至塑料袋中，然后封袋结构对产品进行封袋并推至翻板结构上进行下一步动作，最后通过皮带输送装置输出，操作员将包装好的瓶子从机器上移开并放置到托盘或滑轨上。

4 结构工艺性要求

全自动打包机智能生产线所需的零部件，在设计时都以便于加工、费用不高为原则，根据订货企业实际生产条件、生产环境进行设计，保证订货商企业的生产效益。要求生产线操作人员提高生产线零部件的工艺性，设计人员根据设计要求选择毛坯，进行结构设计，利用软件进行仿真计算，模拟现实的生产环境，提高全自动打包机智能生产线的精度。

全自动打包机智能生产线是一个新型的包装设备，在国内包装行业处于领先地位。生产线上零部件的失效是常见的情况，所以保障生产线上零部件的可靠性就显得十分重要，为保障全自动打包机智能生产线零部件的可靠性，我们必须在可控的价格范围内，选择工作性能相对好的零部件。同时，操作人员在使用该生产线时，根据零部件的要求定期进行维护和保养，以保证生产线的工作可靠性，能够高精度的完成包装任务。

全自动打包机智能生产线的机架部分，满足设计要求的同时，选材是重点，机架的选择必须满足质量轻、生产成本低的原则。从机架的合理性为出发点，来设计生产线的机架部分。这就为后期生产线的调试安装，以及使用过程中生产线上零部件的维护和修理，提供了便利。该生产线有效降低操作人员的劳动强度，大大的节省了劳动力，在提高企业生产效率的同时大幅度降低企业的生产成本，为企业获得更大的利润空间。

该全自动打包机智能生产线设备精度要求很高，所以在装配时遇到很多装配难题，要高精度的装配才能保证设备的工作精度。例如轴承装置后应进行旋转实验，首先用手旋转轴或轴承箱，在没有出现异常的情况下，连接动力设备，进行无负荷、低速作业，然后依据生产线的作业状况逐步提高旋转速度和加大负荷，同时检测生产线的工作噪音、振荡及温度变化的情况。若在装配过程中发现异常现象，技术人员应立即中止作业并全面检查生产线。作业试验正常后方可交付商家。由于该智能生产线的多数零部件质量较大、精度要求又非常高，生产线在车间装配时多使用人力操作，这也给生产线装配带来了许多不便，占用了大部分的装配时间（图2）。

装配后将电路盘固定，连接各气阀与传感器电路进一步检查线路，而后送上电源进行调试，调试中先进行各部件动作试行，再进行连贯动作运转，防止提前运转给机器造成损坏。

在调试中重点解决运输过程中存在瓶倒现象。进一步调整机械部分，通过添加传感器改变动作的顺序，同时通过节流阀调整气流使推动气缸动作便缓慢。

图2

将热合部分采用热电偶结构调控温度，并进一步调整增大间隔，防止了瓶子的烫伤，增加了保护结构防止将人烫伤或将包装膜烫破。达到客户要求的包装质量，达到客户的满意度。

5 全自动打包机智能生产线的优势及创新点

该智能生产线是全自动塑料瓶制袋机和打包机的组合，是用于包装HDPE 瓶、PET 瓶等等塑料瓶，该设备替代了传统的手工包装作业，实现生产线自动化作业，大大地节省人工成本以及提高效率和效益。设备的设计简约实用，操作灵活方便，占地面积小。控制系统采用松下PLC 控制，增加功能扩展的灵活性。人机界面触摸屏操作，方便快捷。

5.1 全自动打包机智能生产线是打包机和制袋机的组合，在设计时要重点考虑两者的连接问题，实现打包和制袋功能的完美结合。

5.2 针对打包机和制袋机地脚的调整进行详细的计算，调整打包机和制袋机中间的过渡板的宽度达到两者完美结合的程度。

5.3 在制袋机的选材时，重点考虑翻板结构的稳定性能，同时考虑型材的重量问题。对此处进行了许多新的改进，最终达到生产线的性能要求。