[发明专利]间歇式包装机拉袋走纸传动系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于包装机械设备领域，涉及一种间歇式包装机拉袋走纸传动系统及其控制方法，尤其适用于间歇式包装机。

背景技术

间歇式全自动包装机是世界包装机行业的一大主流，与连续式全自动包装机相比，具有物料包装成品袋成形效果好、机械结构简单、安装维护成本低的特点，故而广泛使用，特别是制药行业。间歇式包装机拉袋走纸环节运行效果直接关系物料包装成品袋成形的质量，传统拉袋走纸结构是两牵引辊一个是主动辊，依靠与其相连步进电机驱动；另一是被动辊，依靠弹簧作用，与主动辊的相对摩擦实现拉袋走纸牵引运动。基于这种运动基理，在拉袋走纸运行过程中，会出现两牵引辊运行不同步现象；同时被动辊压紧弹簧的弹力大小、与主动辊相对摩擦力的大小、两牵引辊旋转运行的平稳性等诸多因素而导致走纸过程脱纸、打滑现象，故拉袋走纸传动结构成为目前间歇式包装机拉袋走纸过程需重点解决的问题，也是提高拉袋走纸运行精度，保证包装成品袋质量关键。但间歇式全自动包装机基于机械结构动作原理因素导致整机运行时噪音极大，同样基于机械传动结构限制整机运行速度，且整机包装速度只能到60袋/min，包装机拉袋长度最大为150mm，且整机功率又很大。诸多因素抑制了间歇式全自动包装机的发展。故目前国内外连续式包装机技术控制方式基于以下几种模式。

1.拉袋走纸牵引的离合、制动模式

1)基本原理：

该间歇式全自动包装机的运动原理主要由两部分组成：

①拉袋牵引部分通过电磁制动和电磁离合的分时动作完成的。即在拉袋信号作用下，电磁离合打开，实现拉袋操作；拉袋时间到，电磁阀闭合，结束拉袋操作。

②横封、纵封的封合操作是依靠间歇式全自动包装机上的机械凸轮实现横封、纵封间歇运动的。即在主电机的及拉袋信号作用下，机械凸轮驱动横封、纵封机构打开，届时拉袋机构执行拉袋操作；拉袋结束，且机械凸轮将使横封、纵封机构闭合，故横纵的封合操作。

③以此循环，间歇式全自动包装机完成自动拉袋、充填、封合的三要素运动。

2)存在的问题：

①电磁制动、离合片的为金属构件，长期制动、离合摩擦操作，容易造成制动、离合片打滑，制动效果受到很大影响，最终导致拉袋袋长精度误差极大。

②电磁制动、离合动作时间上的滞后(一般是几十ms)，增大了纵封拉袋牵引时间，导致拉袋速度无法提高。

③横封、纵封的封合操作基于机械凸轮驱动过程，无法保证横封、纵封的快速封合，故而影响了整机的运行速度。

④横封和纵封的每路加热回路均采用110VAC串联供电，该供电模式两加热棒的静态直流电阻必须一致，否则在加热过程中，两加热棒的加热中功率差异会使其中的一根易损。

2.拉袋走纸牵引的步进电机驱动模式

该间歇式全自动包装机的运动原理同样由两部分组成：

1)基本原理：

①拉袋牵引机构采用步进电机驱动。即在拉袋信号作用下，根据设置的拉袋袋长参数，完成相应的拉袋操作。

②横封、纵封的封合操作与1-②③相同

2)存在的问题：

①拉袋牵引机构采用步进电机驱动，在一定程度上使拉袋的定长精度及拉袋速度方面均得到很大改善和提高。基于整机运动的机械因素在速度方面很难进一步提高；

②传统拉袋走纸两牵引辊一个是主动辊，依靠与其相连步进电机驱动，另一是被动辊，依靠弹簧作用，与主动辊的相对摩擦实现拉袋走纸牵引运动。基于这种运动基理，在拉袋走纸运行过程中，会出现两牵引辊运行不同步现象；同时被动辊压紧弹簧的弹力大小、与主动辊相对摩擦力的大小有关，故两牵引辊旋转运行的平稳性等因素而导致走纸过程脱纸、打滑现象。

③拉袋走纸过程的关键部件成型器目前均采用手工制作，故一致性差，无法保证批量生产成型器的包装袋成型质量。

④间歇式包装机主电机及其相应机械式调速器的配置，增加整机安装的成本和系统运行噪音及系统电气接线复杂性。

⑤横封、纵封的封合操作同样采用机械凸轮驱动，它的机械驱动过程同样需要时间，提高整机的运行速度这是关键；同时横纵封加热方式等问题有待于解决。

⑥现有的下料机构(颗粒机-转盘旋转下料；粉剂机-螺杆旋转下料)下料过程也需要时间，故该下料机构的下料过程也是抑制整机包装速度的重要因素，也是有待于解决的问题之一。

发明内容