連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)設(shè)計(jì)

摘 要：本文將對(duì)一種連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)進(jìn)行詳細(xì)介紹，此種連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)具有自動(dòng)跟蹤喂料器，可自行往復(fù)擺動(dòng)且對(duì)待灌裝罐予以自動(dòng)跟蹤，在灌裝盤上的待灌裝罐隨著其做圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)自動(dòng)跟蹤喂料器可跟隨待灌裝罐行往復(fù)擺動(dòng)動(dòng)作，并于待灌裝罐中依次裝入經(jīng)定量稱重后的罐頭內(nèi)容物，可將以往傳統(tǒng)罐頭裝罐包裝機(jī)的低效率問題及因灌裝盤間歇運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的沖擊有效規(guī)避掉，使罐頭裝罐包裝機(jī)的工作效率與工作性能得到大幅度提升。

關(guān)鍵詞：裝罐包裝機(jī)；自動(dòng)跟蹤；連續(xù)回轉(zhuǎn)；喂料器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.014

0 引言

與國(guó)外罐頭加工設(shè)備的技術(shù)水平相比較，我國(guó)大部分罐頭生產(chǎn)廠家的設(shè)備技術(shù)水平均較為落后，此種情況是導(dǎo)致我國(guó)罐頭加工業(yè)實(shí)際發(fā)展水平落后于國(guó)外罐頭加工業(yè)發(fā)展水平的根本原因，在很大程度上對(duì)我國(guó)罐頭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展存在制約。在罐頭加工企業(yè)的罐頭生產(chǎn)過程中，罐頭裝罐包裝機(jī)極為重要，時(shí)至今日，我國(guó)仍未能自主研發(fā)成功具有較高生產(chǎn)效率的罐頭裝罐包裝機(jī)技術(shù)，導(dǎo)致我國(guó)各個(gè)罐頭生產(chǎn)廠商均不得不投入巨大資金來購(gòu)進(jìn)進(jìn)口罐頭裝罐包裝機(jī)。本文所介紹的這種連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)可有效實(shí)現(xiàn)罐頭裝罐工藝的自動(dòng)化，將罐頭裝罐包裝機(jī)的工作效率與工作性能有效提升上去。

1 罐頭裝罐及包裝工藝

罐頭生產(chǎn)廠家在對(duì)罐頭予以裝罐包裝過程中所必須使用到的一種機(jī)械設(shè)備即為罐頭裝罐包裝機(jī)，即將罐頭內(nèi)容物定量裝入罐頭罐中，利用電子組合多頭稱來稱重定量罐頭中內(nèi)容物。在罐頭內(nèi)容物經(jīng)一系列處理后利用輸送帶將其輸送至多頭稱料斗內(nèi)完成稱重定量，待其重新分離組合定量之后落入灌裝自動(dòng)跟蹤喂料器的集料斗，通過喂料筒與灌裝盤的集料斗將罐頭內(nèi)容物灌入待灌裝罐當(dāng)中。在罐頭裝罐的實(shí)際過程當(dāng)中，輸送帶將待灌裝罐送至具體作用為對(duì)待灌裝罐予以分送的變螺距螺桿處，由變螺距螺桿與小撥盤對(duì)待灌裝罐同時(shí)產(chǎn)生作用將其送入灌裝盤，令灌裝盤上的待灌裝罐隨之一起做連續(xù)圓周運(yùn)動(dòng)。由跟蹤喂料器在待灌裝罐進(jìn)入灌裝盤之初便對(duì)其進(jìn)行跟蹤，直至罐頭內(nèi)容物被裝至待灌裝罐當(dāng)中。在裝滿內(nèi)容物的罐頭移動(dòng)過程中，連續(xù)罐頭裝罐包裝機(jī)的活動(dòng)底盤會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，將罐頭內(nèi)容物完全振動(dòng)至罐口下方。最后由另一個(gè)小撥盤對(duì)罐頭發(fā)生作用，令罐頭返回至罐頭輸送帶，并行下一道工序[1]。

2 裝罐包裝機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 包裝機(jī)構(gòu)成

支承底座、主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、分送變螺距螺桿、灌裝盤、罐傳輸帶、跟蹤喂料器、小撥盤（2個(gè)）、振動(dòng)機(jī)構(gòu)、電子組合多頭稱以及控制系統(tǒng)等為本文所介紹連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)的主要組成部分。其中電子多頭稱位于連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)的頂部，發(fā)揮稱重定量的作用；自動(dòng)跟蹤喂料器、整機(jī)電控箱位于連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)的中部，發(fā)揮跟蹤裝罐與控制整機(jī)的作用；由傳輸帶、小撥盤（2個(gè)）、變螺距螺桿與灌裝盤所組成的輸送系統(tǒng)位于連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)的下部，發(fā)揮輸送罐的作用；主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位于連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)的底部，發(fā)揮對(duì)灌裝盤、小撥盤（2個(gè)）及變螺距螺桿的驅(qū)動(dòng)作用[2]。

2.2 主要機(jī)構(gòu)及工作原理

（1）連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)電子組合多頭稱。本文所介紹連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)中所運(yùn)用的電子組合多頭稱為市場(chǎng)上采購(gòu)獲得的集成標(biāo)準(zhǔn)件，其稱重精度與一般罐頭生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)要求相符，可對(duì)罐頭內(nèi)容物予以組合定量，并通過控制系統(tǒng)的控制輸送至喂料器當(dāng)中。

（2）連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)自動(dòng)跟蹤喂料器。支架、同步帶、集料斗、喂料筒、伺服電機(jī)、喂料器回轉(zhuǎn)軸與跟蹤檢測(cè)傳感器為本文所介紹連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)自動(dòng)跟蹤喂料器的具體組成部分，此自動(dòng)跟蹤喂料器是通過支架來固定在裝罐機(jī)機(jī)架上的。

（3）連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)罐頭傳輸系統(tǒng)。變螺距螺桿、罐傳輸帶、灌裝盤與小撥盤（2個(gè)）是本文所介紹連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)罐頭傳輸系統(tǒng)的具體組成部分，由罐傳輸帶來輸送待灌裝罐與灌裝完成罐；由變螺距螺桿來對(duì)待灌裝罐予以分離輸送，拉大待灌裝罐之間的間距并使其逐漸與小撥盤節(jié)距相符，完成待灌裝罐由罐傳輸帶—小撥盤a—灌裝盤—小撥盤b—罐傳輸帶的運(yùn)行軌跡，使待灌裝罐與灌裝盤同時(shí)做持續(xù)圓周運(yùn)動(dòng)，并在此過程中接收喂料器輸送的罐頭內(nèi)容物[3]。

（4）連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)罐頭振動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)、振動(dòng)板、偏心盤與活托板等為本文介紹連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)罐頭振動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部分，可在最大程度上使罐頭內(nèi)容物下落至罐口下方，為接下來的灌裝完成罐的傳輸與后續(xù)工序提供便利。

（5）連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。齒輪變速機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)是本文介紹連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的具體組成部分，可將動(dòng)力有效提供給變螺距螺桿、小撥盤（2個(gè)）及灌裝盤，充分協(xié)調(diào)灌裝盤的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)喂料器的自動(dòng)跟蹤功能。

3 罐頭包裝機(jī)控制系統(tǒng)

3.1 控制系統(tǒng)的控制流程

本文所介紹連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)控制系統(tǒng)在相關(guān)操作人員發(fā)布啟動(dòng)系統(tǒng)指令之后會(huì)對(duì)其主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳輸帶、罐頭原料提升機(jī)、振動(dòng)系統(tǒng)與電子組合多頭稱予以首先啟動(dòng)，保持準(zhǔn)備定量裝罐狀態(tài)。在系統(tǒng)成功啟動(dòng)之后，該連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)的控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)裝罐原始位置是否存在待灌裝罐予以持續(xù)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)裝罐原始位置存在待灌裝罐則命令喂料器對(duì)其予以實(shí)時(shí)跟蹤，并將落料申請(qǐng)發(fā)送至多頭稱，由多頭稱對(duì)罐頭內(nèi)容物予以稱重組合并落料完成裝罐。在上一待灌裝罐落料完畢之后，自動(dòng)跟蹤喂料器則立即向反方向旋轉(zhuǎn)并尋找下一個(gè)待灌裝罐，往復(fù)上述過程。與此同時(shí)，若多頭稱因某種原因未完成稱重定量則跟蹤喂料器對(duì)該待灌裝罐予以持續(xù)跟蹤，直至該待灌裝罐灌裝完畢。若多頭稱長(zhǎng)時(shí)間未完成稱重定量則該待灌裝罐會(huì)移動(dòng)至包裝機(jī)極限位置，此時(shí)連續(xù)罐頭裝罐包裝機(jī)的灌裝盤與喂料器將會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，等待多頭稱完成定量并成功供料[4]。

3.2 控制系統(tǒng)的控制流程

本文介紹連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)控制系統(tǒng)的功能主要分為兩方面：（1）用于實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)罐頭裝罐包裝機(jī)主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)、振動(dòng)電機(jī)、傳輸帶電機(jī)、跟蹤喂料器伺服電機(jī)、原料提升電機(jī)的控制；（2）用于檢測(cè)灌裝盤上是否存在待灌裝罐、待灌裝罐的具體位置、待灌裝罐的運(yùn)動(dòng)極限位置，并設(shè)定裝罐包裝機(jī)的生產(chǎn)參數(shù)及實(shí)現(xiàn)連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)與外部設(shè)備及電子組合多頭稱的通訊等。

3.3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)、運(yùn)行模式設(shè)定、信號(hào)檢測(cè)、故障提示、各種參數(shù)輸入、開機(jī)密碼設(shè)定、運(yùn)行模式設(shè)定、計(jì)數(shù)、通訊及各種信息顯示等均為本文介紹連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)的控制系統(tǒng)軟件功能。

4 結(jié)語

本文所介紹的這種連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)具有可連續(xù)回轉(zhuǎn)的灌裝盤，并在其上方設(shè)置了跟蹤喂料器，可使罐頭內(nèi)容物經(jīng)電子組合多頭秤定量稱重后由跟蹤喂料器喂料筒傳輸至罐頭待灌裝罐當(dāng)中。且此種連續(xù)式罐頭包裝機(jī)中的控制系統(tǒng)可對(duì)機(jī)器當(dāng)中的待灌裝罐予以有效檢測(cè)，并實(shí)時(shí)跟蹤其位置，使電子組合多頭稱的給料得到應(yīng)有控制。實(shí)現(xiàn)于連續(xù)式罐頭裝罐包裝機(jī)灌裝盤不間斷回轉(zhuǎn)過程中的連續(xù)稱重定量與自動(dòng)裝罐，令罐頭裝罐包裝機(jī)的工作效率與工作性能得到大幅度提升。

參考文獻(xiàn)：

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[3]劉豪川，彭彥平.連續(xù)式裝罐機(jī)懸臂喂料器的強(qiáng)度分析[J].現(xiàn)代機(jī)械，2014，14（01）：53-56，64.

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作者簡(jiǎn)介：林建飛（1964-），男，福建莆田人，本科，機(jī)械工程師，主要研究方向：食品生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)改造。