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包装机气动卷材控制机构设计

发布日期：2020-10-12 06:58:45 浏览次数：307

包装机气动线圈张力控制机构设计文摘：介绍了一种新型包装材料张力控制机构。该机构利用气动执行机构的柔性特性，使包装机既能实现高速开卷，又能保证包装材料的小而恒定的张力，以满足现代高速包装机构对其包装材料开卷的要求。近年来，气动技术在包装机械行业得到了广泛的应用，这使得包装机械行业取得了长足的进步。由于采用了大量气动、计算机控制等先进技术，使现代包装机械的机械结构大大简化，降低了设备成本。同时，包装速度和自动化率以及产品外观技术人员的可靠性都没有得到很大的提高。
气动机构轻便、快速，不污染环境。能满足包装机械对速度和环境的要求。在现代包装机械中，气缸通常作为执行元件使用，这主要是因为气缸具有线性输出和可调速的特性。从而取代了传统的由旋转运动到直线运动的减速转换机构。有效简化了包装机械的传动机构，降低了成本，缩短了生产周期。另外，采用气缸作为执行机构，通过调整控制软件可以解决整个执行机构的定时要求。与传统的凸轮控制机构相比，它可以节省大量的安装调试工作，这也是气动技术在包装机械行业普及的重要原因。气动执行机构具有良好的柔性，或者气缸活塞的速度和行程可以受到其他机构的约束。利用气动执行机构的这一特性，可以设计成气动与机械结合的复合机构，实现精确的协调和同步，也可以设置成柔性执行机构，完成一些具体的工作。气动张力控制机构是利用气缸柔性工作的一个例子。
1、包装机气动线圈张力控制机构简介
包装机气动线圈张力控制分为两个阶段：
1）开膜期：如图1所示，伺服电机不运行，真空吸盘吸收包装材料，送膜辊制动缸释放送膜辊制动盘，送膜辊处于自由状态，在力的共同作用下从摆杆和吸膜浮动缸上拉下，摆杆向下摆动，送膜辊通过拉动包装材料打开薄膜而旋转。当摆杆向下移动到接近开关动作位置时，传感器发出信号，PLC控制制动缸制动送膜辊，同时控制吸膜浮气
缸电磁阀向下摆动，摆杆在重力。
2）拉膜周期：首先真空吸盘释放真空，释放包装材料。同时，控制拉膜浮动缸向上运动的两位三通电磁阀通电，使缸产生向上运行的推力。通过调节减压阀（图2），气缸向上的推力小于摆杆重力作用在缸杆上的合力（一般相差1.5-2kg）。此时，拉膜浮动缸的活塞杆不动。此时，拉膜浮动缸的作用是减轻摆杆的重量，使填料有一定的张力，然后伺服电机开始拉膜。伺服电机的拉膜动作是间歇的，每次拉膜的长度由包装材料上的定位色码决定。{hottag}包上的颜色代码是等距的。当PLC检测到包装材料的颜色时，它向传感器发送颜色信号。PLC确定定位膜块，控制伺服电机快速停止，实现定长快速拉膜。同时控制电磁阀，使真空吸盘吸收填料，减少填料的前冲。同时，在控制活塞杆向上摆动的同时，使活塞杆自然关闭。否则，当填料前进行程较大时，虽然浮缸产生的向上推力小于摆杆自重，但由于浮缸下腔室的压缩空气将缠绕杆拉紧，摆杆不能靠自身重量完全落回，因此需要暂时释放浮筒下腔室内的压缩空气，然后打开电磁阀控制浮筒向上运动，待摆杆完全回落后，为下一次拉膜做好准备。这种机构可以使包装材料具有很小的恒张力，同时又有足够的开膜张力，从而提高包装速度。该机构利用气动执行机构的柔性工作，使摆杆向下摆动打开薄膜，具有浮动的特点。该机构已在400g全自动充氮奶粉包装机上应用，效果良好。
2包装机气动线圈张力控制机构动态参数计算。膨胀轴的转动惯量可用圆柱来计算，其公式为
J！==1/2m·R12（1）
式中：J1为膨胀轴的转动惯量，aem2；
M1为膨胀轴的质量，kg；
R1为膨胀轴的半径，M。式中：
J2==1/2M2（R22+R2）（2）
，式中J2为薄膜的惯性矩，kgm2；
m2为薄膜的质量，kg；
R2是薄膜的外径，m；
r是薄膜的内径，m。
需要注意的是，薄膜卷的质量和外径在工作过程中逐渐减小，并且在包装机的工作过程中，卷膜辊的转动惯量和半径发生变化填料的张力作用也是可变的。为了确定开卷最大张力，应在两种极限状态下分别计算。以最大值作为选择系统参数的依据。根据包装机的动作要求，计算开卷时间t≤0.4S；开卷长度L≥0.2m，所需张力f。

关键词： 卷材机构

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