摘要：自动包装机主要应用于大量散装物料的定量包装，以方便运输、销售和使用，按照定量原理，可将自动包装机分为称重式和定容式两大类。近年来，随着自动检测和控制技术的发展，对自动包装机精度要求越来越高，利用称重方式更便于提高包装机称量精度。
关键词：自动包装机；设计要点；
包装机械是一种可以完成成形、充填、封合等包装工序的工业设备，自动包装机能够自主且有序地完成包装过程。塑料薄膜的热封合作为一个关键技术在很大程度上决定了包装效率和产品质量。塑料薄膜热封是指通过加热将边角封口处的塑料薄膜变成粘流状态，此时借助外界压力使其融为一体，冷却后封口仍具有一定粘合强度的热封合技术。
1.系统特点
控制系统是包装机械的重要组成部分，它的作用在于对整个自动工作循环进行控制和协调，包括使各种包装运动按一定顺序进行，必要的压力、温度、时间、速度的调节及其控制，各种质量检测，自动安全保护，自动计量、计数的实现；物料的供停，故障的自动报警等控制。传统的包装机械控制系统多采用继电器、接触器控制电路，其复杂程度随着执行机构的增多，以及调整部位的增加而加大，使得机器也越来越复杂。而机电一体化，可用微机、传感技术、新型传动技术取代笨重的电气控制柜和驱动装置，使零部件数量剧减，结构大为简化，体积也随之缩小。模块化控制通常是指对单个包装机而言，以模块化设计为基础划分其功能模块，通过对功能模块的控制实现对整个机器的控制。但是，对于不同的包装机其具体要完成的包装任务是不同的，因此功能模块的配置也就不同，控制系统也不尽相同。对于每种包装机都要重新对它进行模块化分析，设计出相应的控制方案。随着科学发展和自动化程度的提高，要求一种适应性强、功能完备、通用化的控制系统来适应包装机械的改变，并且使成本降至最低、控制准确。这正是本文阐述的模块化控制系统与一般模块化控制不同之处。
2.自动包装机的设计要点
2.1定量称重系统称量部分设计
定量称重系统是包装机的核心部分，称量部分完成对物料重量的称量，来保证包装的精度。本部分主要包括秤体、秤斗、传感器等。一是秤体。是钢制的装配式的箱体结构，它能支撑并把秤的全部部件包容在箱形结构内。箱体上装有二扇较大的门，在安装和维护时可以方便地接触内部部件。在箱体的侧面开有二个通风口，可以用来安装除尘系统。二是秤斗。是在称量循环中用来盛料的，秤斗用二根垂直的杆悬挂着，杆的下端用螺栓与秤斗固定，上端用二个轴承与传感器相连。料斗上装有二块挡板式卸料门，是用气缸来控制的。当秤斗门全部闭合时有一个接近开关提供关的信号，当秤斗门还未关闭时又有连锁装置可以防止进料门动作。在称量料斗的底部装有支撑架，用来安装和校核时放置砝码。秤斗的侧面装有一扇可开启的门，以便清扫料斗内部的积灰。三是称重式传感器。与称量斗相连，可以及时测得物料重量，本系统采用电阻应变式称重传感器，其结构为悬臂梁式。传感器的下端用二个轴承与二根垂直的杆悬挂着的杆相连，杆的下端用螺栓与秤斗固定。当实测重量大于目标重量时，预测小给料重量有减小趋势；当实测重量小于目标重量时，预测小给料重量有增大趋势，将下一次包装的实测重量向目标重量调回。理想状态下小给料结束后，还有一部分空间落料重量，其值应该是一个恒定的值，实际中物料性质以及工作环境等因素影响引起的系统误差会导致空间落料量的变化，最终影响称量结果的不准确。加入智能补偿算法后，达到系统自动调整空间落料量效果，减小了包装机系统误差，保证该系统的设计要求得以满足。利用两组辊轮楔形带的相对运动将料口袋夹住同时往后端输送。其原理与人工套袋相似，加入双工位理念使得机器连续运转能力大幅提升。
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2.2自动重袋包装机拓扑结构设计要点
拓扑结构设计就是以用户需求为设计理念，进行模块化、柔性设计，能够帮助包装机实现一机多用的功能，通过拓扑结构设计，可以满足不同产品对包装机的需求。其设计要点如下。产品元机构分解。也就是模块化分解。自动包装机成套设备的机械系统是非常复杂的，必须要对元机构进行准确划分，既不能太细也不能过粗，要划分适度，这样才能够保证模块拼装的柔性并保证灵活性和功能的独立性。模块系列设计。该设计要点是从包装机的功能性出发进行设计，在设计自动包装机时，为了保证其灵活性和柔性，设计时应该注意一下几个方面：第一，确保量的灵活性，这样既能够对单个产品进行包装，也能够对不同批量的产品进行包装；第二，确保构造具有灵活性的特征，整个包装设备要采用单元组合的方式，换用单个或者多个单元，以便能够适应产品变化对包装机的包装需求；第三，确保供货的灵活性，通过单元组合，将多个单元共同组合在一起进行供货，能够保证供货的灵活性。产品配置和组装。在设计包装机械时，先要考虑包装对象，按照操作要求进行选择，选择不同性能和用途的模块进行组合，形成模型机构，然后选择恰当的机构运动原理，使得指定运动所需要的机构得以实现。例如凸轮机构和连杆机构等。在进行设计和组装时，要尽可能地避免不确定因素对设计造成的不利影响，使得设计得到的机构得以平稳运行，保证机械的稳定性和运行的速度等。
2.3自动包装机热封温度控制系统
自动包装机的温度控制系统主要包括主控制系统和温度采集系统2 部分，其中主控制系统基于控制器搭建，由控制模块、存储模块、通信模块、人机交互模块和无线收发模块组成。温度采集系统主要由系列单片机和无线收发芯片组成，可实现热封温度采集和相关数据收发等功能。控制系统结构控制过程中，通过按键设置目标温度以及温度报警值。热封装置附近的温度采集系统通过热电偶采集温度信号，利用PIC 单片机内部A/D 模块将其转换为对应的数字信号，并通过无线收发模块将处理过的温度信息传送至主控制系统。主控制系统获得实时温度信息后，与目标值相比较，通过单神经元自适应PID 控制算法获得控制量，根据该控制量实现对执行器的控制，即通过PWM 脉冲信号控制固态继电器输出触点的连接或断开。操作人员可通过网络接口或RS232 与控制系统进行通信。主控制系统软件进行模块化设计，主要包括以下几个模块：人机交互模块，按键驱动和液晶驱动程序；单神经元自适应PID 控制算法模块，单神经元控制算法与传统PID控制算法相结合；通信模块，P2P 无线通信、串口通信、网口通信等。温度采集系统的软件设计主要包括温度采集滤波部分和P2P 无线通信。温度采集滤波程序主要涉及A/D 初始化和中值滤波等函数；而P2P 无线通信则可以实现无线收发模块的初始化和驱动。为提高系统自适应、自调整能力，基于模糊集理论，对速率进行了在线调整，同时自动包装机的实现过程的有效性。
结语：
在当前市场中，包装价值越来越受商家重视，不但关系到包装外观，而且与产品质量密切相连。为适应当前生产要求，自动包装机的作用愈发突出，在提高产品包装效率和精度方面颇具优势。为此，有必要加大此方面的研究力度，针对当前自动包装机应用中存在的不足，还应进一步完善。智能化是未来的主要发展方向，而且机器在设计上应更加简单灵活。
参考文献：
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[3]刘涛.DC-I V型食盐包装机的自动接膜装置设计[J].科技资讯，2016（25）：55.
论文作者:许晓飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：模块论文; 温度论文; 包装机论文; 自动包装机论文; 系统论文; 控制系统论文; 重量论文; 《基层建设》2019年第1期论文;