CN210882864U - 激光喷码颗粒自动定量包装机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于包装机领域，具体涉及一种激光喷码颗粒自动定量包装机，包括喷码机构、开袋机构、自动下料机构、封口机构、机架和与各个设备电性连接的控制器，其还包括转运机构，所述喷码机构包括喷码模块和送袋板，所述喷码模块固定在机架上，所述送袋板水平滑动设置在滑轨上。与传统的包装机相比，本方案可根据客户的需求，进行包装袋外观设计，包括产品LOGO、二维码信息等，还可进行不同包装重量，满足了个性化的需求。同时，从外包装的喷绘，到产品的包装封口，所有包装任务在一台设备上完成，大幅度地提高智能化水平和工作效率。

Description

激光喷码颗粒自动定量包装机

技术领域

本实用新型属于包装机领域，具体涉及一种激光喷码颗粒自动定量包装机。

背景技术

包装产业是与国计民生密切相关的服务型制造业，在国民经济与社会发展中具有举足轻重的地位。食品、药品、工业颗粒产品等颗粒类产品的包装需求，所占比重越来越大，对包装装备智能性、安全性、个性化等要求也越来越高。2016年12月，工信部、商务部在《关于加快我国包装产业转型发展的指导意见》中明确指出：包装产业在快速发展的同时，仍存在大而不强的问题，行业自主创新能力弱，重大科技创新投入和企业技术研发投入严重不足，高新技术难以实现重大突破，先进装备和关键技术进口依赖度高，包装制造过程自动化、信息化、智能化水平有待提高。

目前产品包装主要工作任务有：包装袋外观信息印刷喷绘、包装袋供给、罐装、包装袋封口，由于喷码模块与封装机的工作环境不同，大部分企业都是将包装袋的信息印刷喷绘工作外协加工，或者购置喷绘专用设备在另一个车间进行喷绘，工作效率低，额外增加了人力、物力的投入。

因此现在急需一种工作效率高的包装机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光喷码颗粒自动定量包装机，以提高包装机的工作效率。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种激光喷码颗粒自动定量包装机，包括喷码机构、开袋机构、自动下料机构、封口机构、机架和与各个设备电性连接的控制器，还包括转运机构，所述喷码机构包括喷码模块和送袋板，所述喷码模块固定在机架上，所述送袋板水平滑动设置在滑轨上；所述开袋机构包括第一真空发生器和第二真空发生器，所述机架上设有第一升降器，所述第一真空发生器固定在机架上，所述第二真空发生器固定在机架上，且第二真空发生器与送袋板平齐；所述转运机构包括第一滑块、第二滑块和夹爪，所述机架上设有第二升降器，所述第一滑块固定在第一升降器上，所述第二滑块滑动设置在第一滑块上，所述夹爪转动设置在第二滑块上，且夹爪的数量为两个；所述自动下料机构与夹爪的位置对应设置，且自动下料机构的出料口处设有包装袋夹持机构，所述包装袋夹持机构和封口机构之间设有传送带。

本实用新型的原理和有益效果在于：将包装袋放置在送袋板上，然后经过激光喷码模块喷涂后从送袋板上输送到开袋机构处，此时第一升降器下降，第一真空发生器下降；然后第一真空发生器和第二发生器启动，分别吸住包装袋的两个面；之后第一升降器上升，带动第一真空发生器上移，从而使得包装袋的开口打开。然后转运机构启动，滑动到指定位置后两个夹爪分别夹爪包装袋，将其开口撑开并转运到自动下料机构的下方。自动下料机构完成称量后实现定量自动下料，然后通过传送带运送至封口机构处进行封口，即完成了整个的包装流程。

与传统的包装机相比，本方案可根据客户的需求，进行包装袋外观设计，包括产品LOGO、二维码信息等，还可进行不同包装重量，满足了个性化的需求。同时，从外包装的喷绘，到产品的包装封口，所有包装任务在一台设备上完成，大幅度地提高智能化水平和工作效率。

进一步，还包括用于防止包装袋偏移的夹紧机构。对包装袋进行限位，可有效地防止包装袋偏移。

进一步，所述夹紧机构包括两个气动伸缩气缸，所述气动伸缩气缸分别位于包装袋的两侧。通过气动伸缩气缸可有效地控制位置，根据不同型号的包装袋或者每次包装袋的装载量进行调整两个气动伸缩缸的位置，以确保进行良好地限位效果。

进一步，所述气动伸缩气缸的活塞杆上设有弹性件。弹性件的设置，能够给袋子足够的夹紧力，自适应能力更强。

进一步，所述自动下料机构为螺旋出料机。螺旋出料机快速、稳定、进给量大，并且可在收到反馈后停止下料。

进一步，所述控制器为plc控制器。通过PLC控制器控制，该系统可靠性高、抗干扰能力强、功能完善、适用性强、系统设计的工作量小、维护方便、容易改造

进一步，所述机架的底部设有滑轮。可非常方便地移动设备。

附图说明

图1为本实用新型实施例的示意图。

图2为本实用新型实施例的右视图；

图3为本实用新型实施例的正视图；

图4为本实用新型实施例的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架10、滑轮11、喷码机构20、送袋板21、开袋机构30、第一真空发生器31、第二真空发生器32、转运机构40、第一滑块41、夹爪42、下料机构50、封口机构60、控制器70。

实施例基本如附图1、图2、图3和图4所示：

本实施例中的激光喷码颗粒自动定量包装机，主要机架10和设置在机架10上的五个主要机构，各个机构均是通过plc控制器70进行控制。为了方便移动设备，还在机架上设有滑轮11.按照包装袋的运动路径，分别是喷码机构20、开袋机构30、转运机构40、自动下料机构50和封口机构60。各个机构之间通过模块化的形式组成，可根据用户的需求增加删减功能。

喷码机构20包括送袋板21和喷码机，喷码机固定在机架10上，并采用上升可调节设计，通过步进电机带动四线程丝杆实现喷码机的位置调整，用以适应不同高度的物体的喷绘作业工作。下端固定平面采用云梯升降式结构，通过大扭矩步进电机，带动从动件实现物体的高度上升。

喷码系统采用压电式喷墨技术、电磁阀式喷墨技术和热发泡式喷墨技术。每种喷码机的工作原理大致相同，差别主要是在墨路系统、喷印系统、软件控制、电子系统上实现方式上。

由于PVE材质的塑料袋塑性较好，激光喷码后容易破损起皱等现象。所以对于聚焦系统提出成像校验了严格的要求。为此设备选用f-θ透镜，不同的f-θ透镜的焦距不同，打标效果和范围也不一样，其标准配置的透镜焦距f=160mm，有效扫描范围Φ110mm。也可以根据用户需求选配型号的透镜。

送袋板21位于喷码机的下方，滑动设置在机架10上，设备采用步进电机驱动带轮配合同步带传动，为保证动作点准确可靠，为此安装KW11-3Z-2 直柄三脚开关，磁性开关，防止意外发生，确保动作的准确可靠。此过程的运动细节能够与三菱PLC进行通讯，并在配电柜的上位机中显示运行过程。激光喷码完成后通过送料板运送至开袋机构30。

轴向运动上采用同步带传动，配合同步带轮。因为步进电机驱动器设置为10000细分，所以10000个脉冲步进电机转动一圈，通过带轮传动速度公式和直径，所以步进电机旋转一圈为6mm，步进电机所以步进电机转动一度可以带动可控出高度为1/360·8≈0.02mm。当袋子送到撑袋装置的距离为81.6mm时步进电机需要转4080。因为中央控制器70输出375000个脉冲即可到达指定位置。在输送过程中，创新的采用两组SCS8UU滑块，这种连接方式大大提高了传动的流畅度和装配的精度。

开袋机构30包括第一真空发生器31和第二真空发生器32，机架10上设有第一升降器，第一真空发生器31固定在机架10上，第二真空发生器32固定在机架10上，且第二真空发生器32与送袋板21平齐。

在开袋机构30的内侧安装有KW11-3Z-2 直柄三脚开关，用以限制轴向运动的运动位置和上位机查找工作位置。当KW11-3Z-2 直柄三脚开关触发时，向三菱PLC发送信号，在由PLC发送输出信号驱动电磁换向阀，为保证开口的准确性，设备采用两对气动吸盘配合真空发生器并在气动伸缩缸上安装有磁传感器，便于与控制系统通讯，以确保完成撑袋动作准确。在稳定性方面，采用PLA软性材料，减轻连接重量。两侧采用φ8的光轴增加其稳定性。

为了使得开袋的效果更好，在第一真空发生器31和第二真空发生器32上均设置一个真空吸盘。吸盘选用F-26真空吸盘。F-26真空吸盘为橡胶材质，不易损伤袋子、并且易使用、无污染。真空吸盘特别环保，不会污染环境。由于这种真空吸盘的特殊结构，在由于内部纹理与物体接触后会形成一个临时性的密闭空间。设备通过气动管路或者负压装置，抽走或者稀薄密闭空间里面的空气。这样，密闭空间里面的气压就低于外界的一个大气压了。于是，内外压力差产生了。外面的大气压会把物体和真空吸盘牢牢地挤压在一起。

转运装置是实现下料机构50和开袋机构30之间转换的重要组成部分。转运机构包括第一滑块41、第二滑块和夹爪42。机架上设有第二升降器，第一滑块41固定在第一升降器上，第二滑块滑动设置在第一滑块41上，夹爪42转动设置在第二滑块上，且夹爪42的数量为两个。转运装置是实现包装袋沿X轴Y轴方向移动的机械机构。可以实现袋子在两个平台上的衔接还能够使袋子运输到准确的位置，并装有LD2701舵机和机械臂来抓取袋并实现90°旋转功能。

X轴向运动，由同步带和带轮构成，通过KW11-3Z-2 直柄三脚开关控制，使其运动位置精确可靠。

抓取袋子的机械臂采用MHC2-20D气动伸缩缸，通过杠杆原理，抓取袋子，动作快速灵活。在手臂处采用防滑处理，防止在运动途中袋子脱落。

机械臂与LD2701舵机采用舵机盘连接，当袋子需要旋转90°时，舵机进行旋转对应的占空比为10%，此时舵机的轴进行旋转带动舵盘旋转，实现机械臂的旋转。

Y轴的运动装置为实现两装置高度落差问题而设计，使袋子在两装置之间能够灵活运输。Y轴动力部分采用步进电机配合T8*4丝杆，通过丝杠传动速度公式为导程·转速即4·2mm·转速，所以步进电机旋转一圈为8mm，因为电机为步进电机所以步进电机转动一度可以带动台面的高高度为1/360·8≈0.02mm。上升速度快，自锁性能好。

自动下料机构50由螺旋给料方式，螺旋给料的目的是对粉末状、颗粒状散料进行连续给料、控制进料。由于运行所需力矩大，因此设备采用24V减速电机作为动力，当FW静态称重模块达到一定数值后，控制系统会停止下料。下料方式采用螺旋叶片下料方式，根据螺旋下料计算公式可知L1（X-2H）=L2X，

X=2L1H/(L1-L2)，在2.9秒内便可达到预期的量。为防止出现卡料的现象，在螺旋叶片的做了过度处理。

同时，自动下料机构50还集成了定量下料的功能，主要是在其内部设置有一个FW静态称重传感器。其原理为：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号电压，从而完成了将外力变换为电信号的过程。

为了防止在运行过程中发生倾倒现象和袋子开口问题，为此设计了辅助封袋装置和夹紧机构，夹紧机构由两气动伸缩杠构成,通过PLC控制同时加紧，并在内部设置有弹簧，能够给袋子足够的加紧力，上端加紧装置由曲柄滑块配合步进电机上端夹紧，目的是为了使袋口能够闭合便于封装。辅助封装装置由曲柄滑块配合步进电机辅助封袋，目的是为了使袋口能够闭合便于封装。步进电机驱动器设置为10000细分，所以10000个脉冲步进电机转动一圈，曲柄滑块一周转动，完成辅助封袋功能。

包装袋夹持机构和封口机构60之间设有传送带，用于将装袋好的保证传送至封口机构60处。封口机构60采用市面上的封口机即可。

整个设备的控制集成在控制柜中，采用plc控制器70进行控制。采用PLC配电柜内部包括：

1、一个总的空气开关，这个是整个柜体的电源控制。2、一个PLC：用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等，并与上位机通讯使用。3、继电器：自动、遥控、监测、保护的作用。4、接线端子：PLC与上位机通讯配合使用，接各种控制信号线。设备采用PLC控制柜目的可完成设备自动化和过程自动化控制，实现完美的功能，性能稳定、可扩展、抗干扰强等。当然，还配套有电机模块以及上位机等，均为本领域的公知技术，就不过多的赘述了。

设备的具体使用过程为：将包装袋放置在送袋板21上，然后经过激光喷码模块喷涂后从送袋板21上输送到开袋机构30处，此时第一升降器下降，第一真空发生器31下降；然后第一真空发生器31和第二发生器启动，分别吸住包装袋的两个面；之后第一升降器上升，带动第一真空发生器31上移，从而使得包装袋的开口打开。然后转运机构40启动，滑动到指定位置后两个夹爪42分别夹爪42包装袋，将其开口撑开并转运到自动下料机构50的下方。自动下料机构50完成称量后实现定量自动下料，然后通过传送带运送至封口机构60处进行封口，即完成了整个的包装流程。

与传统的包装机相比，本方案可根据客户的需求，进行包装袋外观设计，包括产品LOGO、二维码信息等，还可进行不同包装重量，满足了个性化的需求。同时，从外包装的喷绘，到产品的包装封口，所有包装任务在一台设备上完成，大幅度地提高智能化水平和工作效率。

需要提前说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.激光喷码颗粒自动定量包装机，包括喷码机构、开袋机构、自动下料机构、封口机构、机架和与各个设备电性连接的控制器，其特征在于：还包括转运机构，所述喷码机构包括喷码模块和送袋板，所述喷码模块固定在机架上，所述送袋板水平滑动设置在滑轨上；所述开袋机构包括第一真空发生器和第二真空发生器，所述机架上设有第一升降器，所述第一真空发生器固定在机架上，所述第二真空发生器固定在机架上，且第二真空发生器与送袋板平齐；所述转运机构包括第一滑块、第二滑块和夹爪，所述机架上设有第二升降器，所述第一滑块固定在第一升降器上，所述第二滑块滑动设置在第一滑块上，所述夹爪转动设置在第二滑块上，且夹爪的数量为两个；所述自动下料机构与夹爪的位置对应设置，且自动下料机构的出料口处设有包装袋夹持机构，所述包装袋夹持机构和封口机构之间设有传送带。

2.根据权利要求1所述的激光喷码颗粒自动定量包装机，其特征在于：还包括用于防止包装袋偏移的夹紧机构。

3.根据权利要求2所述的激光喷码颗粒自动定量包装机，其特征在于：所述夹紧机构包括两个气动伸缩气缸，所述气动伸缩气缸分别位于包装袋的两侧。

4.根据权利要求3所述的激光喷码颗粒自动定量包装机，其特征在于：所述气动伸缩气缸的活塞杆上设有弹性件。

5.根据权利要求1所述的激光喷码颗粒自动定量包装机，其特征在于：所述自动下料机构为螺旋出料机。

6.根据权利要求1所述的激光喷码颗粒自动定量包装机，其特征在于：所述控制器为plc控制器。

7.根据权利要求1所述的激光喷码颗粒自动定量包装机，其特征在于：所述机架的底部设有滑轮。

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