本发明专利技术涉及一种颗粒物料包装机高速下料充填装置及其控制方法,该装置包括颗粒物料搅拌机构、转鼓型充填泵机构和包装机系统控制器,转鼓型充填泵机构包括泵体和转鼓型充填泵,转鼓型充填泵包括V型凹槽计量杯、转鼓驱动步进电机、转鼓分度变速齿轮组和转鼓型充填泵旋转轴。本发明专利技术采用独立颗粒物料包装机颗粒物料下料充填装置,颗粒物料下料充填过程是由步进电机直接驱动转鼓型充填泵旋转过程,即是颗粒物料下料充填和在转鼓型充填泵中多个V型凹槽计量杯的储料过程,颗粒物料的下料充填过程只需出料时间,有效缩短了颗粒物料的下料充填时间,提高了包装机整机包装速度。本发明专利技术适用于连续式颗粒物料包装、间歇式(夹板式)颗粒物料包装。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于包装机械设备领域,涉及一种颗粒物料包装机高速下料充填装置及其 控制方法,尤其适用于颗粒包装机高速下料充填的生产过程的控制。
技术介绍
目前国内外包装机设备生产使用的颗粒物料包装机下料充填装置均普遍采用如 下下料充填模式: 结构原理:在包装机主轴上安装一个八字齿轮将主电机动力传给一个颗粒料盘旋转机 构,而料盘上根据需要安装4、6、8 (称为工位)个计量量杯(简称计量杯)。当料盘旋转时,依 次将颗粒物料灌满计量杯;当料盘旋转至下料位置时,通过机械控制方式,把计量杯的开关 门打开,颗粒物料以自由落体运动方式送入塑料包装袋内。即而完成颗粒物料的下料充填 操作。 现有的颗粒物料下料充填装置的特点和不足之处: 1)颗粒物料料盘的旋转速度取决于包装机主电机的速度。传统间歇式包装机是依靠凸 轮旋转运动实现横纵封封合操作,它的主机运行速度一般是60袋/min左右;连续式包装机 是依靠偏心轮机械机构,实现纵封拉袋和横封封合在横封封合点线速度同步原理操作,它 的主机运行速度一般是100袋/min左右。显然提高整机颗粒物料下料充填速度受到限制。 2 )颗粒物料下料控制是利用计量杯的门的开闭实现下料充填控制。显然下料充填 时间与计量杯开关门动作时间有关;而开关门动作时间又与料盘的旋转速度有关。同样与 主电机速度有关,均也成为限制颗粒物料下料充填速度的关键因素。 3)颗粒物料料盘、计量杯、计量杯开关门等机械加工处理复杂,且与加工精度有 关。 ①颗粒物料计量杯加工精度决定了颗粒物料包装的计量精度; ② 计量杯开关门的加工精度决定了开关门动作的灵敏度、可靠性; ③ 颗粒物料在料盘旋转时的物料流动性和负荷量决定了下料充填速度和颗粒物料包 装的计量精度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于,克服现有技术的不足,提供一种颗粒包装机高速下 料充填装置及其控制方法,该装置采用独立的颗粒包装机高速下料充填装置,颗粒物料高 速下料充填过程是由步进电机直接驱动转鼓型充填泵旋转过程,即是高速颗粒物料下料充 填和在转鼓型充填泵中多个V型凹槽计量杯的储料过程,在颗粒物料出料口的颗粒物料, 直接通过出料漏斗依据自由落体运动方式进入塑料包装袋,高速颗粒物料的下料充填过程 只需出料时间,即颗粒物料的下料充填过程只需出料时间,有效缩短了颗粒物料的下料充 填时间,提高了包装机整机包装速度。 本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的: 依据本专利技术提供的一种颗粒物料包装机高速下料充填装置,包括颗粒物料搅拌机构、 转鼓型充填泵机构和包装机系统控制器,所述的颗粒物料搅拌机构由搅拌电机、料斗和搅 拌扇叶组成,搅拌电机通过搅拌电机轴与料斗内的搅拌扇叶连接;所述的转鼓型充填泵机 构包括泵体和转鼓型充填泵,泵体装在料斗下方,泵体上部设有进料口,泵体下部设有出 料口,出料漏斗装在泵体下部;所述的转鼓型充填泵包括V型凹槽计量杯、转鼓驱动步进电 机、转鼓分度变速齿轮组和转鼓型充填泵旋转轴,转鼓分度变速齿轮组由初级齿轮、传动齿 轮一、传动齿轮二、驱动齿轮组成,转鼓驱动步进电机的电机轴上装有初级齿轮,初级齿轮 与传动齿轮一相哨合,传动齿轮一与传动齿轮二相哨合,传动齿轮二与驱动齿轮相哨合,传 动齿轮一上装有转鼓定位感应片,初级齿轮上装有转鼓定位传感器,驱动齿轮装在转鼓型 充填泵旋转轴上,驱动齿轮与转鼓型充填泵旋转轴相配合;所述的V型凹槽计量杯是沿泵 体圆周均匀分成六份或者六份以上而形成的六个或者六个以上均匀分布的V型凹槽,V型 凹槽计量杯之间装有隔板,转鼓型充填泵两端分别设置有左调整盘和右调整盘,左调整盘 和右调整盘与V形凹槽计量杯及隔板相吻合,左调整盘上分别设有光孔一、螺纹孔一,右调 整盘上分别设有光孔二、螺纹孔二,左调整盘、右调整盘分别与容量调节丝杆相配合,容量 调节丝杆的一端装有容量调节手柄。 颗粒物料包装机高速下料充填装置的控制方法,它包括以下步骤: (1) 系统上电,包装机系统控制器通过搅拌电机控制接口,驱动搅拌电机运行,实现颗 粒物料的搅拌操作; (2) 包装机系统控制器采集转鼓定位传感器信号,根据此信号,系统控制器通过转鼓 型充填泵脉冲控制接口或转鼓型充填泵方向控制接口,向步进电机驱动器输出相应步长信 号、速度信号和方向信号,驱动转鼓驱动步进电机执行转鼓型充填泵的移动操作,保证V型 凹槽计量杯对应颗粒物料下料充填装置的出料口位置; (3) 包装机系统运行,横封封合操作结束,即横封位置信号到,包装机系统控制器会自 动按照要求输出对应转鼓驱动步进电机旋转半圈所需脉冲步数和速度信号,根据转鼓分度 变速齿轮组的总传动比1:3传动关系,驱动转鼓型充填泵旋转一个V型凹槽计量杯的工位, 以此类推,实现颗粒物料的下料充填循环。 本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现: 前述的包装机系统控制器的输出端通过搅拌电机控制接口连接搅拌电机,包装机系统 控制器的输出端分别通过转鼓型充填泵脉冲控制接口、转鼓型充填泵方向控制接口连接步 进电机驱动器,步进电机驱动器的输出端连接转鼓驱动步进电机,横封位置传感器、转鼓定 位传感器分别连接包装机系统控制器的输入端。 本专利技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果: 1.在机械结构上 1)颗粒物料搅拌机构,一是保证颗粒物料在下料充填过程中料仓内颗粒物 料的流动性;二是保证颗粒物料进入转鼓型充填泵中各V型凹槽计量杯内物 料的均匀性和一致性,且搅拌环节性能和搅拌方式是保证颗粒物料计量精度 的重要因素。 2)转鼓型充填泵机构:转鼓型充填泵结构主要由步进电机、转鼓型充填泵泵 体、V型凹槽计量杯、转鼓型分度变速齿轮组、手动容量调整机构等组成。该 装置是本专利技术的主要内容,它主要依据中国农用水车运动原理实现颗粒物料 下料充填操作:一是有效缩短颗粒物料下料充填时间,提高整机包装速度; 二是独立简捷的颗粒物料下料充填机构,安装调试方便快捷;三是方便快捷 的手动V型凹槽计量杯中颗粒物料容量调整环节配置。颗粒物料容量调整范 围0.l-100g。当下料充填泵执行颗粒物料下料充填操作时,在颗粒物料出料 口的颗粒物料直接通过出料漏斗依据自由落体运动方式进入塑料包装袋,实 现颗粒物料包装。 2.在电气控制基理上 1)系统控制器采用嵌入式控制理论和控制模式。 2)系统控制器采用集中管理、各环节分别控制模式。实现拉袋走纸、横纵封封合、 颗粒物料下料充填以及包装成品袋切断的控制与操作。 3)颗粒物料的下料充填采用自动启动运行输出控制。是在横封封合操作结束,包 装机系统控制器会:一是自动按设置下料参数(转鼓驱动步进电机旋转的步长和速度)执行 下料充填操作;二是当转鼓型充填泵操作运行至下一下料运行点(对应转鼓型充填泵V型 凹槽计量杯出料口的位置,即转鼓定位感应片-下料充填基准点)时,下料充填停止运行。 4)下料充填基准点检测。系统上电,包装机系统控制器首先执行转鼓型充填泵基 准点(转鼓型定位感应片位置)的检测,即转鼓型充填泵V型凹槽计量杯出料口位置检测: 一是转鼓型充填泵的机械传动部件使V型凹槽计量杯处于与出料口对应位置(即下料 的初始位置);二是转鼓型充填泵的多个V型凹槽计量杯已储备颗粒物料; 三是包装机系统控制器采样横封位置传感器和转鼓定位本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种颗粒物料包装机高速下料充填装置,包括颗粒物料搅拌机构、转鼓型充填泵机构和包装机系统控制器,其特征在于:所述的颗粒物料搅拌机构由搅拌电机、料斗和搅拌扇叶组成,搅拌电机通过搅拌电机轴与料斗内的搅拌扇叶连接;所述的转鼓型充填泵机构包括泵体和转鼓型充填泵,泵体装在料斗下方,泵体上部设有进料口,泵体下部设有出料口,出料漏斗装在泵体下部;所述的转鼓型充填泵包括V型凹槽计量杯、转鼓驱动步进电机、转鼓分度变速齿轮组和转鼓型充填泵旋转轴,转鼓分度变速齿轮组由初级齿轮、传动齿轮一、传动齿轮二、驱动齿轮组成,转鼓驱动步进电机的电机轴上装有初级齿轮,初级齿轮与传动齿轮一相啮合,传动齿轮一与传动齿轮二相啮合,传动齿轮二与驱动齿轮相啮合,传动齿轮一上装有转鼓定位感应片,初级齿轮上装有转鼓定位传感器,驱动齿轮装在转鼓型充填泵旋转轴上,驱动齿轮与转鼓型充填泵旋转轴相配合;所述的V型凹槽计量杯是沿泵体圆周均匀分成六份或者六份以上而形成的六个或者六个以上均匀分布的V型凹槽,V型凹槽计量杯之间装有隔板,转鼓型充填泵两端分别设置有左调整盘和右调整盘,左调整盘和右调整盘与V形凹槽计量杯及隔板相吻合,左调整盘上分别设有光孔一、螺纹孔一,右调整盘上分别设有光孔二、螺纹孔二,左调整盘、右调整盘分别与容量调节丝杆相配合,容量调节丝杆的一端装有容量调节手柄。...
【技术特征摘要】
1. 一种颗粒物料包装机高速下料充填装置,包括颗粒物料搅拌机构、转鼓型充填泵机 构和包装机系统控制器,其特征在于:所述的颗粒物料搅拌机构由搅拌电机、料斗和搅拌扇 叶组成,搅拌电机通过搅拌电机轴与料斗内的搅拌扇叶连接;所述的转鼓型充填泵机构包 括泵体和转鼓型充填泵,泵体装在料斗下方,泵体上部设有进料口,泵体下部设有出料口, 出料漏斗装在泵体下部;所述的转鼓型充填泵包括V型凹槽计量杯、转鼓驱动步进电机、转 鼓分度变速齿轮组和转鼓型充填泵旋转轴,转鼓分度变速齿轮组由初级齿轮、传动齿轮一、 传动齿轮二、驱动齿轮组成,转鼓驱动步进电机的电机轴上装有初级齿轮,初级齿轮与传动 齿轮一相哨合,传动齿轮一与传动齿轮二相哨合,传动齿轮二与驱动齿轮相哨合,传动齿轮 一上装有转鼓定位感应片,初级齿轮上装有转鼓定位传感器,驱动齿轮装在转鼓型充填泵 旋转轴上,驱动齿轮与转鼓型充填泵旋转轴相配合;所述的V型凹槽计量杯是沿泵体圆周 均匀分成六份或者六份以上而形成的六个或者六个以上均匀分布的V型凹槽,V型凹槽计 量杯之间装有隔板,转鼓型充填泵两端分别设置有左调整盘和右调整盘,左调整盘和右调 整盘与V形凹槽计量杯及隔板相吻合,左调整盘上分别设有光孔一、螺纹孔一,右调整盘上 分别设有光孔二、螺纹孔二,左调整盘、右调整盘分别与容量调节丝杆相配合,容量调节丝 杆的一端装有容...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋国治,武继刚,伊江平,刘印贵,
申请(专利权)人:天津工业大学,宋国治,武继刚,伊江平,刘印贵,
类型:发明
国别省市:天津;12
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