CN2573377Y - 全自动电子定量包装机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种适用于粉末状和颗粒状物料的全自动电子定量包装机，由机械部分和电控部分组成：机械部分包括采用称重传感器采集重量信号的定量充填机构，使用成型器成型的自动制袋机构，汽动封合的封口机构和传动机构；电控部分包括采用可编程控制器与微机处理结合程序控制的电子定量部分、逻辑控制单元和独立的温度控制单元。本实用新型的特点是由两个或两个以上底部带卸料门且连接称重传感器的称重料斗对粉状或颗粒状的物料进行定量计量，同时自动制袋机构及封口机构对包装膜成型并将定量物料进行包装封合，两个或两个以上的计量装置既独立又相互交替的定量计量，使物料得以准确、快速的自动包装。

Description

全自动电子定量包装机

技术领域

本实用新型涉及一种物料包装机，特别是一种适用于粉末状和颗粒状物料的全自动电子定量包装机。

背景技术

到目前为止，尚未发现国内自行设计制造的全自动机电一体化的电子定量包装机，目前湖北省武汉利德电器有限公司研制的自动称重包装机，该机是以粉料或颗料为典型物料，由机械部分和电控部分构成，其传动机构采用同步带轮组和链条传动；其计量方式是采用机械量杯转盘的方法，当转盘转动时，物料填满量杯，并在转到下料口时放料。电控部分采用微机和处理程序控制。这套装置的不足之处是其计量部分采用容积法，用量杯计量，这种方法的称量精度完全由物料的容积密度决定，当物料单位容积的密度变化较大时，称重的误差幅度就大。另外，该设备的自动制袋机构是固定安装的，没有调节功能；光电开关也是固定位置的，不能调节。使得厂家调机和客户在使用时难以方便准确快捷地将包装袋定位，在此过程会浪费大量的包装膜，增加了产品的成本。

发明内容

本实用新型是在保证机械传动精度和计量精度的性能条件下，以简单的机械结构和方便灵活的调节功能实现对物料的快速、准确、自动化包装。本实用新型采用电子定量的方法来计量，传动机构采用多组垂直同步带轮组，料门开合、拉纸垂直同步带轮组的松合和封口机构均采用汽缸驱动，电控部分是采用可编程控制器和微机处理结合程序控制。

本实用新型由机械部分和电控部分组成；如图1-图7所示，机械部分包括定量充填机构，自动制袋机构，封口机构和传动机构，定量充填机构是依次由贮料罐、下料槽1、下料控制管道2、称重料斗9、出料盆12和下料管13构成：贮料罐位于下料槽1的上方，贮料罐出口与下料槽1连通，下料槽1的末端连接均匀分布的两条或两条以上的下料控制管道2，下料控制管道2自上向下向外延伸，各下料控制管道2的出口安装控制物料流量的粗计料门7和精计料门5，各下料控制管道底部相互连接之间安装一个振动器3；对应每个下料控制管道2出口的正下方都安装着底部带卸料门8的称重料斗9，卸料门8两边均连接一个卸料汽缸10，称重料斗9底部连接称重传感器11的一端，称重传感器11的另一端固定在定量充填机构底座的支架上，称重料斗9的下方安装着一个固定在定量充填机构底座和支架上的圆锥型出料盆12，称重料斗9与上方的下料控制管道2、下方的出料盘12没有任何的接触，出料盆12出口连通下料管13。所述的贮料罐内安装料位计。自动制袋机构由焊接在位于包装机中前部的下料管13中上部的菲林成型器28和位于包装机中后部的菲林架25以及菲林架25内的菲林滚筒20、菲林夹送滚筒21、张紧杆22、水平过渡轴23、色标电眼机架18共同对包装膜进行成型制袋：菲林滚筒20的一端固定在菲林架25的侧板上，另一端无固定且其对应的侧板避空，以便更换卷膜；张紧杆22、菲林夹送滚筒21、水平过渡轴23都是两端固定在菲林架25两侧板上，菲林滚筒20和菲林夹送滚筒21的转动轴与安装在菲林架25侧板外的带杀车微电机传动轴相接；上述菲林架25设计为电动调节：垂直同步带轮组62主动轮固定在正反转微电机61传动轴上并与其垂直，其被动轮同轴固定在罗纹转动轴63的一端上，罗纹转动轴63的另一端与菲林架25相连。上述色标电眼机架18也设计为电动调节，其传动机构位于菲林架25内：垂直同步带轮组52主动轮固定在正反转微电机51的传动轴上，其被动轮同轴固定在主动罗纹传动轴53的一端上，主动罗纹传动轴53与另一根被动罗纹传动轴57相互平行且在同一水平面上，分别安装在菲林架25两侧板的内侧，两根罗纹传动轴53和57的一端分别对称地固定一个伞齿轮54和56，两伞齿轮54和56分别咬合着两端都固定一个伞齿轮的传动轴55上的伞齿，传动轴55与两根罗纹转动轴53和57相互垂直安装，在两根罗纹传动轴53和57上分别对称地套装两个坐，两个坐上横跨固定色标电眼机架18，色标电眼机架18上安装色标电眼19，当微电机51带动主动罗纹传动轴53转动时，被动罗纹传动轴57亦同速转动，同时转动使色标电眼机架18沿罗纹转动轴53和57方向水平移动。封口机构：位于下料管正面的纵封密封器16内安装一对纵封器、位于下料管下方安装一对横封器27、横封器27内安装一把切刀，纵封器和横封器27内均含有发热管。本实用新型传动机构安装在下料管13背部的密封箱内：主电机41和刹车电磁离合器43分别固定在密封箱顶板上，垂直同步带轮组42主动轮固定在主电机41的传动轴上并与其垂直，其被动轮固定在刹车电磁离合器43一端的传动轴上；同步带轮组44的主动轮固定在刹车电磁离合器43另一端的传动轴上并与其垂直，同步带轮组44的被动轮同轴固定在主传动轴45的一端上；主传动轴45水平地安装在密封箱内与下料管13接近的侧板上，主传动轴45上水平对称加工两条凹陷的滑动槽，伞齿轮46同轴套装在主传动轴45上并与滑动槽配合，两组拉纸垂直同步带轮组14和47的主动轮分别与两个伞齿轮46配合，这两组伞齿轮将水平方向的转动变换为其前方与主传动轴45垂直、与下料管13方向一致的转动，伞齿轮46和两组拉纸垂直同步带轮组14和47的主动轮、被动轮都固定在下料管13两侧的拉纸轮架上，拉纸轮架上分别连接两个汽缸，且这两个汽缸的气路上连接压力调节阀17，以调节皮带15与下料管13外壁的包装膜之间的压力；另外一组垂直同步带轮组主动轮同轴固定在主传动轴45的另一端上，其被动轮固定在旋转编码器的传动轴上。本实用新型的电控部分包括采用可编程控制器与微机处理结合程序控制的电子定量部分、逻辑控制单元和独立的温度控制单元。电子定量部分：可编程控制器81安装在包装机自动制袋机构左边的电控箱内，微机处理智能称重控制节点82和83分别并排固定在定量充填机构左侧电控箱内，称重传感器11和29的一端分别固定在定量充填机构底座机架上，另一端分别固定不同的带卸料门的称重料斗9，称重传感器11用信号线连接微机处理智能称重控制节点82，称重传感器29用信号线连接微机处理智能称重控制节点83，微机处理智能称重控制节点82和83分别通过电缆连接可编程控制器81。逻辑控制单元：可编程控制器81的输入点分别按顺序用导线连接下述位于不同位置的电器元件：安装在色标电眼机架上的光电开关、安装在自动制袋机构左边电控箱内的旋转编码器、安装在菲林架上张紧杆侧面的接近开关和固定在自动制袋机构左边电控箱外操作面板上的多个接触开关，可编程控制器81的输出点分别按顺序以导线连接下述位于不同位置的电器元件：并排安装在定量充填机构左边电控箱内的两个或两个以上的精计汽缸4、电磁阀、粗计汽缸6电磁阀、精计料门5电磁阀、粗计料门7电磁阀、卸料汽缸10电磁阀以及并排安装在包装机底坐密封箱内的印字、切刀、横封、纵封的电磁阀和固定在自动制袋机构左边电控箱内的报警、拉纸、落料、振动继电器。人机界面84由通信电缆与可编程控制器81联接，人机界面84安装在自动制袋机构左边电控箱外操作面板的最上部。温度控制单元：温度控制器92安装在自动制袋机构左边电控箱外操作面板靠下部位上，其输入端连接安装在横封器纵封器内的温度传感器91，输出端连接安装在纵封器和横封器内的发热管93。

本实用新型具有结构紧凑，功能齐全，调节方便灵活，计量和包装快速、准确，下料控制和封口机构均为气动装置，拉膜机构的传动采用同步带轮组，整体运行性能可靠，质量稳定。本实用新型采用电子定量方式进行计量，典型物料为咖啡粉，典型计量值为500g，包装速度≥50包/分钟，计量平均误差≤0.4％，封口合格率≥99％，使粉末状和颗粒状物料能够快速、准确地进行包装。

附图说明

图1为本实用新型正视机械结构示意图；

图2为图1中包装机体A方向侧视机械结构示意图；

图3为本实用新型传动机构示意图；

图4为本实用新型色标电眼机架前后调节传动机构示意图；

图5为本实用新型菲林架左右调节传动机构示意图；

图6为本实用新型电子定量和逻辑动作控制单元框图；

图7为本实用新型温度控制单元框图；

图中：

1-下料槽                                2-下料控制管道

3-振动器                                4-精计汽缸

5-精计料门                                       6-粗计汽缸

7-粗计料门                                       8-卸料门

9-称重料斗                                       10-缷料汽缸

11-称重传感器                                    12-出料盆

13-下料管                                        14-拉膜垂直同步带轮组

15-皮带                                          16-纵封密封器

17-压力调节阀                                    18-色标电眼机架

19-色标电眼                                      20-菲林滚筒

21-菲林夹送滚筒                                  22-张紧杆

23-水平过渡轴                                    24-打印机

25-菲林架                                        26-臭氧杀菌灯

27-横封器                                        28-菲林成型器

29-称重传感器                                    41-主电机

42-垂直同步带轮组                                43-刹车电磁离合器

44-垂直同步带轮组                                45-主传动轴

46-伞齿轮                                        47-拉膜垂直同步带轮组

51-正反转微电机                                  52-垂直同步带轮组

53-主动罗纹传动轴                                54-伞齿轮

55-传动轴                                        56-伞齿轮

57-被动罗纹传动轴                                61-正反转微电机

62-垂直同步带轮组                                63-罗纹转动轴

81-可编程控制器                                  82-智能称重控制节点

83-智能称重控制节点                              84-人机界面

91-温度传感器                                    92-温度控制器

93-横封纵封发热管

具体实施方式

如图1和图2所示，物料从下料槽1进入下料控制管道2，当开机进行计量包装时，振动器3启动，粗计汽缸6和精计汽缸4分别驱动粗计料门7和精计料门5打开，物料以最大流量流进称重料斗9，称重传感器11将重量转变成电子信号传送给智能称重控制节点82(图6)，当重量达到设定的粗计量值时，粗计料门7闭合，当重量达到设定的目标计量值时，精计料门5闭合；料门闭合后物料悬空下落造成的过冲量由微机进行处理，使料门闭合物料完全下落后的重量与目标计量值一致。计量完毕的称重料斗9处于等待放料指令状态，接收到放料指令的称重料斗9由卸料汽缸10驱动卸料门8打开放料，物料经出料盆12进入下料管13，再落入自动制袋机构制成的薄膜袋中。预制的包装薄膜卷固定在菲林架25中的菲林滚筒20上，包装膜经过菲林夹送滚筒21、张紧杆22和一组水平过渡轴23由菲林成型器28自动卷成圆筒状沿下料管13外壁下行，期间，位于水平过渡轴下方的打印机24在包装膜经过时在膜上打印日期，位于水平过渡轴上方的臭氧杀菌灯26对经过的包装膜内表面进行杀菌处理；对于预先印有黑色定位色标的包装膜，先电动调节位于水平过渡轴23下方的色标电眼机架18的位置，然后由色标电眼机架18上的色标电眼19识别色标信号，控制每次送纸的长度；张紧杆22受包装膜牵引而上下运动，位于其上方和下方的接近开关分别控制菲林滚筒20和菲林夹送滚筒21上刹车微电机的启停，使包装膜的张力自动保持在合适的范围内；位于下料管13两旁的拉纸垂直同步带轮组14和47压紧成筒状围在下料管13外壁的包装膜，拉纸垂直同步带轮14和47转动时利用其皮带15的摩擦力将包装膜垂直往下送，每次下行间歇时即由下料管13正面的纵封密封器16内的纵封器将包装膜纵缝热合，与此同时，位于下料管下方的横封器27亦将包装膜袋的底部热合，位于横封器内的切刀将包装膜切断，物料在同时亦由称重料斗9被释放下落到包装膜袋中，在拉纸垂直同步带轮14和47拉动包装膜下行的同时，电动调节菲林架25移动至合适位置，使包装膜沿下料管13下行时左右对称，下料管13上有一孔连接抽空机，利用负压除粉尘使横封口不夹料，纵封器与横封器松开后，拉纸垂直同步带轮组14和47拉动包装膜继续往下送，前一袋成品落在输送带上被送出装箱。

图3是本实用新型拉纸传动机构示意图：主电机41通过垂直同步带轮组42带动刹车电磁离合器43，刹车电磁离合器43再通过垂直同步带轮组44、主传动轴45、伞齿轮46同时带动拉纸垂直同步带轮组14和47，拉纸垂直同步带轮组14的皮带15和拉纸垂直同步带轮组47的皮带同时紧压包围下料管13外壁的包装膜，两组拉纸垂直同步带轮组转动时将包装膜往下输送。

图4是本实用新型色标电眼机架18前后调节的传动机结构示意图：正反转微电机51通过垂直同步带轮组52带动主动罗纹转动轴53，同轴固定在主动罗纹转动轴53上的伞齿轮通过伞齿轮54、传动轴55、伞齿轮56带动被动罗纹转动轴57，主动罗纹转动轴53和被动罗纹转动轴57的同速转动使色标电眼机架18沿罗纹转动轴方向前后水平移动。

图5是本实用新型菲林架25调节的传动结构示意图：正反转微电机61通过垂直同步带轮组62、罗纹转动轴63带动菲林架25的左右水平移动。

图6是本实用新型的电子定量和逻辑控制单元，称重传感器11和29分别将重量转变为模拟信号传送给微机处理智能称重控制节点82和83，微机处理智能称重控制节点82和83对收到的信号进行模数转换和程序处理后，再将数据发往可编程控制器81，同时可编程控制器81兼负着逻辑控制单元的工作，可编程控制器81的其他输入点同时接收光电开关、旋转编码器、接近开关、接触开关等处输入信号，经内部程序处理后由输出点发出控制指令，分别控制主电机41的启停，刹车电磁离合器43的开合，各个下料控制的粗计料门气阀、精计料门气阀和纵封器气阀、横封器气阀、切刀气阀、冷却气阀的开关以及报警信号，保证机械动作按设定的程序工作，确保计量的准确性和稳定性。人机界面84由通信电缆与可编程控制器81联接，显示工作过程数据和更改设定程序参数。

图7所示为温度控制单元，采集温度传感器91的输入信号，经温度控制器92处理后对纵封器和横封器内的发热管实施温度控制，使包装膜袋口封合所需的温度保持在最佳范围内，如气源输出压力为0。6兆帕时，纵封器的温度可为180℃、横封器的温度可为195℃。

Claims (4)

1、一种全自动电子定量包装机，由机械部分和电控部分组成，机械部分包括定量充填机构，自动制袋机构，封口机构和传动机构；电控部分包括采用可编程控制器和微机处理结合程序控制的电子定量部分、逻辑控制单元和独立的温度控制单元，其特征在于：

[1]定量充填机构：贮料罐位于下料槽(1)的上方，贮料罐出口与下料槽(1)连通，下料槽(1)的末端连接均匀分布的两条或两条以上的下料控制管道(2)，下料控制管道(2)自上向下向外延伸，各下料控制管道(2)的出口安装粗计料门(7)和精计料门(5)，各下料控制管道底部相互连接之间安装一个振动器(3)；对应每个下料控制管道(2)出口的正下方都安装着底部带卸料门(8)和称重料斗(9)，卸料门(8)两边均连接一个卸料汽缸(10)，称重料斗(9)底部连接称重传感器(11)的一端，称重传感器(11)的另一端固定在底座的支架上，称重料斗(9)的下方安装着一个固定在底座和支架上的圆锥型出料盆(12)，称重料斗(9)与上方的下料控制管道(2)、下方的出料盘(12)没有任何的接触，出料盆(12)出口连通下料管(13)；

[2]自动制袋机构：菲林成型器(28)焊接在位于包装机中前部的下料管(13)的中上部，菲林滚筒(20)的一端固定在菲林架(25)的侧板上，另一端无固定且其对应的侧板避空，张紧杆(22)、菲林夹送滚筒(21)、水平过渡轴(23)都是两端固定在菲林架(25)两侧板上，菲林滚筒(20)和菲林夹送滚筒(21)的转动轴与安装在菲林架(25)侧板外的带杀车微电机传动轴相接；上述菲林架(25)设计为电动调节：垂直同步带轮组(62)主动轮固定在正反转微电机(61)传动轴上并与其垂直，其被动轮同轴固定在罗纹转动轴(63)的一端上，罗纹转动轴(63)的另一端与菲林架(25)相连，上述色标电眼机架(18)也设计为电动调节，其传动机构位于菲林架(25)内：垂直同步带轮组(52)主动轮固定在正反转微电机(51)的传动轴上，其被动轮同轴固定在主动罗纹转动轴(53)的一端上，主动罗纹转动轴(53)与另一根被动罗纹转动轴(57)相互平行且在同一水平上，分别安装在菲林架(25)两侧板的内侧，两根罗纹转动轴(53)和(57)的一端分别对称地固定一个伞齿轮(54)和(56)，两伞齿轮(54)和(56)分别咬合着两端都固定一个伞齿轮的传动轴(55)上的伞齿，传动轴(55)与两根罗纹转动轴(53)和(57)相互垂直安装，在两根罗纹转动轴(53)和(57)上分别对称地套装两个座，两个座上横跨固定色标电眼机架(18)，色标电眼机架(18)上安装色标电眼(19)；

[3]传动机构的主电机(41)和刹车电磁离合器(43)分别固定在密封箱顶板上，垂直同步带轮组(42)主动轮固定在主电机(41)传动轴上并与其垂直，其被动轮固定在刹车电磁离合器(43)一端的传动轴上；同步带轮组(44)主动轮固定在刹车电磁离合器(43)另一端的传动轴上并与其垂直，同步带轮组(44)的被动轮同轴固定在主动传动轴(45)的一端上；主传动轴(45)水平地安装在密封箱内与下料管(13)接近的侧板上，主传动轴(45)上水平对称加工两条凹陷的滑动槽，伞齿轮(46)同轴套装在主传动轴(45)上并与滑动槽配合，两组拉纸垂直同步带轮组(14)和(47)的主动轮分别与两个伞齿轮(46)配合，这两组伞齿轮将水平方向的转动变换为其前方与主传动轴(45)垂直、与下料管(13)方向一致的转动，伞齿轮(46)和两组拉纸垂直同步带轮组(14)和(47)的主动轮、被动轮都固定在下料管(13)两侧的拉纸轮架上，拉纸轮架上分别连接两个汽缸，且这两个汽缸的气路上连接压力调节阀(17)，另外一组垂直同步带轮组主动轮同轴固定在主动传动轴(45)的另一端上，其被动轮固定在旋转编码器的传动轴上；

[4]电子定量部分：可编程控制器(81)安装在包装机自动制袋机构左边的电控箱内，微机处理智能称重控制节点(82)和(83)分别并排固定在定量充填机构左侧电控箱内，称重传感器(11)和(29)的一端分别固定在定量充填机构底座机架上，另一端分别固定不同的带卸料门的称重料斗(9)，称重传感器(11)用信号线连接微机处理智能称重控制节点(82)，称重传感器(29)用信号线连接微机处理智能称重控制节点(83)，微机处理智能称重控制节点(82)和(83)分别通过电缆连接可编程控制器(81)。

2、根据权利要求1所述的全自动电子定量包装机，其特征是贮料罐内安装料位计。

3、根据权利要求1所述的全自动电子定量包装机，其特征是位于包装机中后部菲林架(25)内的水平过渡轴(23)下方设有打印机(24)。

4、根据权利要求1所述的全自动电子定量包装机，其特征是位于包装机中后部菲林架(25)内的水平过渡轴(23)上方设有臭氧杀菌灯(26)。

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