[发明专利]连续式步进电机驱动横纵封辊包装机及其控制方法

说明书

技术领域

 本发明属于包装机械设备领域，涉及一种连续式步进电机驱动横纵封辊包装机及其控制方法，尤其适用于连续式步进电机驱动横纵封辊包装机的制袋、封合、充填生产过程的控制。

背景技术

连续式全自动包装机是世界包装机行业的一大主流，与间歇式全自动包装机相比，具有物料包装速度快、效率高的特点，故而广泛使用。且由全自动包装机生产过程三要素（制袋、封合、充填）可知：其中制袋、封合两过程的工作性能直接关系到物料包装袋的产品质量。目前连续式包装机机械传动机构中横封辊和纵封辊在横封封合点的速度同步措施是依靠机械传动机构的不等速偏心轮运动实现，基于这一原理包装机设备上使用多个齿轮（按传动过程的数学模型）模拟实现。故而多个齿轮的组合带来机械结构的复杂、装配调试周期长；齿轮传动过程造成拉袋走纸误差；拉袋走纸长度规格调整无法实现简单快捷。目前国内外连续式包装机运动技术及控制方式主要基于以下几种模式：

1.  纵封牵引差动调整、横封不等速（偏心轮）机构，该机构仍在包装机设备产品上配套使用，存在的问题：

①基于机械传动部件加工误差、装配和调试技术熟练程度、加之袋长控制器性能因素等综合原因导致包装袋成品袋的擁袋、岑袋现象在一定程度上很难克服；

②当走纸长度出现偏差时，需要更换相应的传动齿轮（即变换包装机定长齿轮齿数）进行偏差调整，且调整范围有限；

③当袋长误差较大时，基于机械传动配合因素，使误差难以消除；

④当袋长改变时，需要更换相应的传动齿轮齿数和横封不等速（偏心轮）传动机构的传动比，且袋长范围有限（常规包装设备的袋长范围为55-110mm）；

⑤纵封辊牵引差动调整、横封不等速（偏心轮）机械结构，该机械部件占据整机机械传动部件的70％和整机空间的60％，由此也增加了装配和调试成本，以及整机的生产周期。

⑥主机速度决定了整机包装速度，现包装机整机包装仅为100袋/分。

2.  纵封辊步进电机牵引、横封辊不等速（偏心轮）机构，该机构为连续式包装机设备上使用的主流结构，存在的问题：

①袋长改变时，一是要通过对控制器的袋长参数进行调整，二是还要通过调整不等速偏心轮的偏心量，保证制袋封合要求，故调整麻烦、且每改变一次袋长规格就要调整一次，同样给用户操作、使用带来不便；

②常规包装设备的袋长范围仍控制为55-110mm；

③袋长和商标跟踪精度的最佳效果为±1mm，难以满足高标准包装袋的袋长精度要求；

3.  国家发明专利《连续式包装机控制系统及控制方法》专利文献号：CN101559846A，该项控制模式只在部分包装机设备上使用，存在的问题：

①不等速偏心轮机械传动机构传动过程带来的固有问题依然存在，如2①所示；

②尽管袋长范围可扩展到500mm，但定长和跟标精度大于4mm,无法满足连续式包装机拉袋控制的精度要求。

4.国家发明专利《采用了控制电机的横封器控制装置及其控制方法》专利文献号：CN101104445，该项控制方法只在样机上使用，没形成产品市场，存在的问题：

①偏心轮机械传动机构传动过程带来的固有问题依然存在，如2.①所示；

②使用控制电机自动调整不等速偏心轮的偏心量，同样在不等速偏心轮机械传动机构存在状态下，又增加了一部分机械传动和电气控制部分，导致连续式包装机设备更加复杂化。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种连续式步进电机驱动横纵封辊包装机及其控制方法，采用嵌入式控制技术，将纵封辊拉袋、横封辊旋转直接由步进电机驱动实现，并保证两者的运动速度在横封封合点的线速度一致，合理解决和避免该速度不一致导致包装成品袋雍袋和岑袋现象和不足。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

    依据本发明提供的一种连续式步进电机驱动横纵封辊包装机，包括纵封

牵引驱动机构、横封旋转驱动机构、成品袋切断机构、物料充填装置和包装