氣動直線式自動定量灌裝機(jī)在飲料、制藥等行業(yè)已得到廣泛的應(yīng)用,由于它采用了觸摸屏和PLC,使灌裝機(jī)定量調(diào)整變得直觀和簡捷,因此受到很多需要經(jīng)常調(diào)整灌裝量的包裝企業(yè)的歡迎。但由于直線式灌裝機(jī)灌裝過程是輸送進(jìn)瓶→停止→灌裝→輸送出瓶,整個(gè)生產(chǎn)過程是間隙運(yùn)行,生產(chǎn)效率較低;另外,直線式灌裝機(jī)在進(jìn)出瓶時(shí)要求輸送設(shè)備頻繁啟停,易造成灌裝物外溢或容器傾倒。氣動旋轉(zhuǎn)式自動定量灌裝機(jī)繼承了直線式灌裝機(jī)定量調(diào)整便捷、灌裝精度高的優(yōu)點(diǎn),而且還能在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中進(jìn)行灌裝和進(jìn)出瓶,大大提高了工作的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。
1總體結(jié)構(gòu)
氣動旋轉(zhuǎn)式自動定量灌裝機(jī)由機(jī)械傳動部分、電氣控制部分和氣動控制部分組成。機(jī)械傳動部分主要完成進(jìn)出瓶工作;電氣控制部分主要完成定量調(diào)整、存儲、速度調(diào)整以及故障監(jiān)測報(bào)警功能;氣動控制部分主要完成氣源的分配及各灌裝閥的開閉。
2關(guān)鍵技術(shù)及其解決方案
2.1灌裝量轉(zhuǎn)換為灌裝閥開閉時(shí)間
氣動旋轉(zhuǎn)式自動定量灌裝機(jī)沿用了直線式灌裝機(jī)定時(shí)灌裝的方式,即在恒壓狀態(tài)下將灌裝量轉(zhuǎn)換為角座閥開閉時(shí)間,并根據(jù)生產(chǎn)過程中檢測出的每個(gè)灌裝頭的灌裝誤差,由觸摸屏對各個(gè)灌裝頭進(jìn)行校正,將校正參數(shù)存儲于PLC內(nèi)部,所有這些參數(shù)在觸摸屏上均以ml為單位進(jìn)行顯示,因此定量調(diào)整直觀、快捷。
2.2灌裝頭定位的處理
直線式灌裝機(jī)在灌裝時(shí),每個(gè)頭的位置相對固定,所有灌裝頭在瓶子輸送到位后同時(shí)開啟,而旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)是在旋轉(zhuǎn)過程中進(jìn)瓶和灌裝,由于每個(gè)頭的校正參數(shù)不一樣,因此必須在開啟灌裝閥之前判斷是哪一個(gè)灌裝頭處于灌裝區(qū)域,從而確定開啟哪一個(gè)灌裝閥和通過計(jì)算確定閥開啟的時(shí)間。在該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中,為了使灌裝頭信號準(zhǔn)確送入PLC,將電感式接近開關(guān)固定安裝,并在其下方有效距離內(nèi)安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)分度盤,該分度盤與灌裝頭準(zhǔn)確對應(yīng)并隨灌裝頭旋轉(zhuǎn),通過旋轉(zhuǎn)分度盤上的金屬感應(yīng)片和固定安裝架上的接近開關(guān)確定哪一個(gè)灌裝頭進(jìn)入灌裝區(qū),并將信號送入PLC,確保灌裝閥的開啟不會發(fā)生錯(cuò)誤動作。
2.3無瓶不灌裝的處理
灌裝過程中確保無瓶不灌裝是非常必要的,由于旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)采用下凸輪結(jié)構(gòu)將瓶子抬起并送入導(dǎo)瓶套內(nèi),從而確保灌裝嘴與瓶口對齊,當(dāng)有瓶子時(shí),在瓶口送入導(dǎo)瓶套的同時(shí)推動信號板抬起,擋住光電開關(guān),發(fā)出有瓶信號,灌裝閥開啟;如無瓶則信號板不會抬起,光電開關(guān)不發(fā)出信號,灌裝閥也不會開啟,從而實(shí)現(xiàn)了無瓶不灌裝。
2.4旋轉(zhuǎn)儲氣罐進(jìn)氣端品的處理
在旋轉(zhuǎn)式氣動灌裝機(jī)中,負(fù)責(zé)為各灌裝閥提供氣源的儲氣罐是隨灌裝頭旋轉(zhuǎn)的,因此,在設(shè)計(jì)中選用了德國 Festo旋轉(zhuǎn)型快插接頭QSRL-G3/8-10作為進(jìn)氣端口接頭,固定進(jìn)氣端與氣源聯(lián)接,旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣端與儲氣罐聯(lián)接,從而有效地解決了為旋轉(zhuǎn)中的儲氣罐輸送壓縮空氣的問題。該旋轉(zhuǎn)接頭較大旋轉(zhuǎn)速度可達(dá)25r/min,可滿足該產(chǎn)品的較大工作速度的要求。
2.5電源的分配
灌裝閥的準(zhǔn)確開閉關(guān)系到灌裝精度,為保障在灌裝過程中對每一個(gè)電磁閥的準(zhǔn)確控制,采用了全封閉式過孔導(dǎo)電滑環(huán)對PLC輸出端的信號進(jìn)行傳遞,以確保灌裝閥的準(zhǔn)確開關(guān)。
3PLC程序設(shè)計(jì)
灌裝機(jī)啟動運(yùn)轉(zhuǎn)后,PLC根據(jù)固定在安裝架上的接近開關(guān)的信號,確認(rèn)進(jìn)入灌裝機(jī)的灌裝頭號;同時(shí)置瓶臺上升,PLC確認(rèn)灌裝頭下是否有瓶,如有瓶,則調(diào)用存儲在PLC內(nèi)的灌裝量,確認(rèn)灌裝閥開啟時(shí)間;使用壓力開關(guān)和浮球開關(guān)確認(rèn)氣壓和液位正常后,打開灌裝閥開始灌裝,在到達(dá)灌裝時(shí)間后,關(guān)閉灌裝閥;灌計(jì)完畢后置瓶臺下降,出瓶撥盤將完成灌裝的瓶子送出到輸送線上。
4結(jié)論
氣動旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)不僅保留了氣動直線式灌裝機(jī)定量調(diào)整方便、直觀的優(yōu)點(diǎn),而且還有效解決了氣動直線式灌裝機(jī)生產(chǎn)效率低,間歇式的生產(chǎn)過程,大大提高了生產(chǎn)效率和工作的穩(wěn)定性。由于采用了以PLC為核心的控制系統(tǒng),因此能適時(shí)監(jiān)測氣壓不足、液位不足、卡瓶等故障并及時(shí)報(bào)警,保障生產(chǎn)穩(wěn)定可靠地進(jìn)行。
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