專利名稱：間歇式包裝機橫封和縱封傳動系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于包裝機械設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種間歇式包裝機橫封和縱封傳動系統(tǒng)及其控制方法，尤其適用于間歇式包裝機。
背景技術(shù)：
間歇式全自動包裝機是世界包裝機行業(yè)的一大主流，與連續(xù)式全自動包裝機相比，具有物料包裝成品袋成形效果好、機械結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護成本低的特點，故而廣泛使用，特別是制藥行業(yè)。但目前間歇式包裝機的橫封加熱棒和縱封加熱棒運動操作是依靠主機運動過程的凸輪旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)。基于機械結(jié)構(gòu)動作原理因素導(dǎo)致整機運行時(尤其閉合環(huán)節(jié))噪音極大；且與主機相連的凸輪旋轉(zhuǎn)運運動需要時間，故橫縱封運動時間長；同樣基于機械傳動結(jié)構(gòu)限制整機包裝速度，且整機包裝速度只能到60袋/min，而拉袋走紙最大長度只能鎖定在150mm，整機包裝速度和有限的袋長范圍抑制了間歇式全自動包裝機的發(fā)展。 故目前國內(nèi)外連續(xù)式包裝機技術(shù)控制方式基于以下幾種模式。1.拉袋牽引的離合、制動模式1)基本原理該間歇式全自動包裝機的運動原理主要由兩部分組成①拉袋牽引部分通過電磁制動和電磁離合的分時動作完成的。即在拉袋信號作用下，電磁離合打開，實現(xiàn)拉袋操作；拉袋時間到，電磁閥閉合，結(jié)束拉袋操作。②橫封、縱封的封合操作是依靠間歇式全自動包裝機上的機械凸輪實現(xiàn)橫封、縱封間歇運動的。即在主電機的及拉袋信號作用下，機械凸輪驅(qū)動橫封、縱封機構(gòu)打開，屆時拉袋機構(gòu)執(zhí)行拉袋操作；拉袋結(jié)束，且機械凸輪將使橫封、縱封機構(gòu)閉合，故橫縱的封合操作。③以此循環(huán)，間歇式全自動包裝機完成自動拉袋、充填、封合的三要素運動。幻存在的問題①電磁制動、離合片的為金屬構(gòu)件，長期制動、離合摩擦操作，容易造成制動、離合片打滑，制動效果受到很大影響，最終導(dǎo)致拉袋袋長精度誤差極大。②電磁制動、離合動作時間上的滯后(一般是幾十ms)，增大了縱封拉袋牽引時間，導(dǎo)致拉袋速度無法提高。③橫封、縱封的封合操作基于機械凸輪驅(qū)動過程，機械凸輪的運行時間，無法保證橫封、縱封的快速打開和封合，故而成為影響整機運行速度的主要原因。④橫封和縱封的每路加熱回路均采用110VAC串聯(lián)供電，該供電模式兩加熱棒的靜態(tài)直流電阻必須一致，否則在加熱過程中，兩加熱棒的加熱中功率差異會使其中的一根易損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種間歇式包裝機橫封和縱封傳動系統(tǒng)及其控制方法，橫封機構(gòu)、縱封機構(gòu)均用兩組步進電機分別驅(qū)動與控制，橫封和縱封的加熱均采用220VAC直接供電，實現(xiàn)在系統(tǒng)控制器一按鍵作用下，完成間歇式包裝機自動拉袋、充填、封合運動，安裝、調(diào)試簡單，系統(tǒng)操作簡便快捷。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的依據(jù)本發(fā)明提供的一種間歇式包裝機橫封和縱封的傳動系統(tǒng)，包括橫封步進電機、橫封傳動機構(gòu)、橫封加熱棒，縱封步進電機、縱封傳動機構(gòu)和縱封加熱棒，所述的橫封傳動機構(gòu)包括橫向?qū)螨X輪、橫向?qū)螨X軸、橫向直線導(dǎo)軌、直線軸承和橫封活動支撐架，橫向?qū)螨X輪固裝在橫封步進電機的電機軸上，橫向?qū)螨X輪分別與橫向?qū)螨X軸一和橫向?qū)螨X軸二相配合，橫向?qū)螨X軸一、橫向?qū)螨X軸二、橫向直線導(dǎo)軌一、橫向直線導(dǎo)軌二均與橫封活動支撐架裝接，橫封主支撐架分別通過直線軸承三、直線軸承四、直線軸承五裝在橫向直線導(dǎo)軌一、橫向?qū)螨X軸一和橫向直線導(dǎo)軌二上，橫封支撐架二分別通過直線軸承六、直線軸承七裝在橫向直線導(dǎo)軌一和橫向直線導(dǎo)軌二上，并且將橫封支撐架二固裝在橫向?qū)螨X軸一的一端上，橫封支撐架一裝在橫向直線導(dǎo)軌一和橫向直線導(dǎo)軌二的一端上，直線軸承一.直線軸承二分別裝在橫向直線導(dǎo)軌一和橫向直線導(dǎo)軌二的另一端上，橫封支撐架一和橫封支撐架二上分別固裝橫封加熱棒一和橫封加熱棒二，分切控制氣缸、切刀分別固裝在橫封支撐架一上；所述的縱封傳動機構(gòu)包括縱向?qū)螨X輪、縱向?qū)螨X軸和縱封活動支持架，縱向?qū)螨X輪固裝在縱封步進電機的電機軸上，縱向?qū)螨X輪與縱向?qū)螨X軸相配合，導(dǎo)向齒軸連接縱封活動支撐架，縱封活動支撐架上固裝有縱封導(dǎo)向塊，縱封封合塊固裝在縱封步進電機支撐架上，縱封導(dǎo)向塊與縱封封合塊相配合來完成縱封封合操作。一種間歇式包裝機橫封和縱封的傳動系統(tǒng)的控制方法，由系統(tǒng)控制器采集拉袋啟動信號、光電信號，并按設(shè)置袋長參數(shù)、完成設(shè)備的拉袋走紙操作；同時系統(tǒng)控制器根據(jù)橫封加熱棒和縱封加熱棒打開和閉合步長、速度參數(shù)輸出脈沖給橫封加熱棒和縱封加熱棒驅(qū)動步進電機驅(qū)動電源相應(yīng)步數(shù)和速度信號，實現(xiàn)在拉袋走紙操作結(jié)束的橫封加熱棒和縱封加熱棒封合操作。且包括以下步驟(1)制袋、封合的準備階段1)系統(tǒng)上電，系統(tǒng)控制器、拉袋走紙步進驅(qū)動器、拉袋走紙驅(qū)動步進電機、橫封和縱封步進電機驅(qū)動器、橫封和縱封驅(qū)動步進電機均帶電；2)系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)控制器自動驅(qū)動橫封加熱棒打開80mm、縱封加熱棒打開8mm ；3)系統(tǒng)上電后，按系統(tǒng)控制器的拉袋走紙點動鍵可執(zhí)行拉袋走紙的點動運行；(2)制袋、封合的第一階段1)在系統(tǒng)拉袋走紙啟動信號作用下，系統(tǒng)控制器按設(shè)置的袋長參數(shù)和速度參數(shù)輸出相應(yīng)的脈沖信息給步進電機驅(qū)動器，且使步進電機驅(qū)動拉袋走紙傳動機構(gòu)完成拉袋走紙定長操作；2)在系統(tǒng)拉袋走紙啟動信號作用下，系統(tǒng)控制器按設(shè)置的光標跟蹤信息完成包裝袋商標的跟標操作，系統(tǒng)控制器檢測到光電信號，則系統(tǒng)停止拉袋走紙操作；3)在拉袋走紙操作期間，橫封加熱棒和縱封加熱棒均處于打開狀態(tài)，且等待拉袋走紙結(jié)束；(3)制袋、封合的第二階段
1)拉袋走紙結(jié)束，系統(tǒng)控制器快速輸出相應(yīng)步進脈沖信息給橫縱封步進電機驅(qū)動器，進而使步進電機驅(qū)動橫封加熱棒和縱封加熱棒，且同步閉合；2)橫封加熱棒和縱封加熱棒閉合結(jié)束，一是等待下料信號，執(zhí)行下料充填操作； 二是下料充填結(jié)束，等待拉袋走紙信號，執(zhí)行下一制袋循環(huán)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點和有益效果由于本發(fā)明分別采用步進電機驅(qū)動橫封棒和縱封棒，代替原間歇式包裝機與主機連接的凸輪旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動橫封棒和縱封棒的機械傳動驅(qū)動機構(gòu)，從根本上解決了機械傳動驅(qū)動機構(gòu)(橫封棒和縱封棒打開及閉合)的時間過長問題，有效保證了橫封和縱封的動作時間。本發(fā)明將原間歇式包裝機的橫縱封加熱棒由110VAC串聯(lián)供電模式變?yōu)橹苯?220VAC供電模式，解決了串聯(lián)模式復(fù)雜的安裝過程及加熱棒易損問題，有效提高加熱棒的加熱時間。本發(fā)明與拉袋走紙環(huán)節(jié)的密切配合有效地提高整機包裝速度。本發(fā)明一是去掉主電機(主電機一般采用380VAC供電)，系統(tǒng)采用220VAC供電； 二是去掉橫縱封驅(qū)動的凸輪機械傳動機構(gòu)；極大精降低了整機的機械部件成本、機械安裝成本、機械調(diào)試成本，有效地提高和加快整機生產(chǎn)裝配周期?？傊景l(fā)明的制袋和封合的機械傳動結(jié)構(gòu)最簡、電氣控制功能最強、人性化效果最好。本發(fā)明的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.橫封步進電機21.橫向直線導(dǎo)軌一 22.橫向直線導(dǎo)軌二 31.直線軸承一 32.直線軸承二 33.直線軸承三34.直線軸承四35.直線軸承五36.直線軸承六37.直線軸承七4.橫向?qū)螨X輪51.橫向?qū)螨X軸一 52.橫向?qū)螨X軸二 61.橫封支撐架一 62.橫封支撐架二 7.橫封主支撐架81.橫封活動支撐架82.分切控制汽缸83.切刀91.橫封加熱棒一 92.橫封加熱棒二 10.包材11.縱封導(dǎo)向塊12.縱封封口塊13.縱封活動支撐架 14.縱封支撐導(dǎo)軌15.縱封步進電機16.縱封步進電機支撐架17.縱封導(dǎo)向齒軸18.縱封導(dǎo)向齒輪
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。如圖1所示的一種間歇式包裝機橫封和縱封的傳動系統(tǒng)，包括橫封步進電機、橫封傳動機構(gòu)、橫封加熱棒，縱封步進電機、縱封傳動機構(gòu)和縱封加熱棒，所述的橫封傳動機構(gòu)包括橫向?qū)螨X輪、橫向?qū)螨X軸、橫向直線導(dǎo)軌、直線軸承和橫封活動支撐架，橫向?qū)螨X輪4固裝在橫封步進電機1的電機軸上，橫向?qū)螨X輪分別與橫向?qū)螨X軸一 51和橫向?qū)螨X軸二 52相配合，橫向?qū)螨X輪分別與橫向?qū)螨X軸一和橫向?qū)螨X軸二相配合， 橫向直線導(dǎo)軌一 21、橫向直線導(dǎo)軌二 22和橫向?qū)螨X軸一 51、橫向?qū)螨X軸二 52均與橫封活動支撐架81裝接，橫封主支撐架7分別通過直線軸承三33、直線軸承四34、直線軸承五35裝在橫向直線導(dǎo)軌一、橫向?qū)螨X軸一和橫向直線導(dǎo)軌二上，橫封支撐架二 62分別通過直線軸承六36、直線軸承七37裝在橫向直線導(dǎo)軌一和橫向直線導(dǎo)軌二上，并且將橫封支撐架二固裝在橫向?qū)螨X軸一的一端上，橫封支撐架一 61裝在橫向直線導(dǎo)軌一和橫向直線導(dǎo)軌二的一端上，直線軸承一 31.直線軸承二 32分別裝在橫向直線導(dǎo)軌一和橫向直線導(dǎo)軌二的另一端上，橫封支撐架一和橫封支撐架二上分別固裝橫封加熱棒一 91和橫封加熱棒二 92，分切控制氣缸82、切刀83分別固裝在橫封支撐架一上；所述的縱封傳動機構(gòu)包括縱向?qū)螨X輪、縱向?qū)螨X軸和縱封活動支持架，縱向?qū)螨X輪18固裝在縱封步進電機15 的電機軸上，縱向?qū)螨X輪與縱向?qū)螨X軸17相配合，導(dǎo)向齒軸連接縱封活動支撐架13， 縱封活動支撐架上固裝有縱封導(dǎo)向塊11，同時縱封封合塊12固裝在縱封步進電機支撐架 16上，縱封導(dǎo)向塊與縱封封合塊相配合來完成縱封封合操作。工作時，橫封步進電機1，其電機軸上固定的橫向?qū)螨X輪4，帶動兩個橫向?qū)螨X軸一 51、橫向?qū)螨X軸二 52，通過這兩個橫向?qū)螨X軸將電機軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為兩個方向相反的齒軸軸向直線運動，并分別驅(qū)動橫封支撐架一 61和橫封支撐架二 62作相向運動，實現(xiàn)固定在橫封支撐架一 61和橫封支撐架二 62上的橫封加熱棒一 91和橫封加熱棒二 92的反復(fù)閉合與開啟，實現(xiàn)一種周而復(fù)始的相對運動，來完成對包材10的周期性橫封加熱操作。分切控制氣缸82在系統(tǒng)控制器的控制下控制切刀83的探出與回縮來完成對包裝袋的連切與分切操作；縱封步進電機15，其電機軸上固定的縱向?qū)螨X輪18帶動縱向?qū)螨X軸17，此縱向?qū)螨X軸將電機軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為縱向齒軸軸向直線運動，驅(qū)動固定在縱封活動支撐架13上的縱封導(dǎo)向塊11作往復(fù)運動，縱封封合塊12固定在縱封步進電機支撐架16上，位置固定的縱封封合塊與做往復(fù)運動的縱封導(dǎo)向塊相配合，實現(xiàn)對包材10的周期性縱封加熱封合操作。一種間歇式包裝機橫封和縱封的傳動系統(tǒng)的控制方法，由系統(tǒng)控制器采集拉袋啟動信號、光電信號，并按設(shè)置袋長參數(shù)、完成設(shè)備的拉袋走紙操作；同時系統(tǒng)控制器根據(jù)橫封加熱棒和縱封加熱棒打開和閉合步長、速度參數(shù)輸出脈沖給橫封加熱棒和縱封加熱棒驅(qū)動步進電機驅(qū)動電源相應(yīng)步數(shù)和速度信號，實現(xiàn)在拉袋走紙操作結(jié)束的橫封加熱棒和縱封加熱棒封合操作。且包括以下步驟(1)制袋、封合的準備階段1)系統(tǒng)上電，系統(tǒng)控制器、拉袋走紙步進驅(qū)動器、拉袋走紙驅(qū)動步進電機、橫封和縱封步進電機驅(qū)動器、橫封和縱封驅(qū)動步進電機均帶電；2)系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)控制器自動驅(qū)動橫封加熱棒打開80mm、縱封加熱棒打開8mm ；3)系統(tǒng)上電后，按系統(tǒng)控制器的拉袋走紙點動鍵可執(zhí)行拉袋走紙的點動運行；(2)制袋、封合的第一階段1)在系統(tǒng)拉袋走紙啟動信號作用下，系統(tǒng)控制器按設(shè)置的袋長參數(shù)和速度參數(shù)輸出相應(yīng)的脈沖信息給步進電機驅(qū)動器，且使步進電機驅(qū)動拉袋走紙傳動機構(gòu)完成拉袋走紙定長操作；2)在系統(tǒng)拉袋走紙啟動信號作用下，系統(tǒng)控制器按設(shè)置的光標跟蹤信息完成包裝袋商標的跟標操作，系統(tǒng)控制器檢測到光電信號，則系統(tǒng)停止拉袋走紙操作；3)在拉袋走紙操作期間，橫封加熱棒和縱封加熱棒均處于打開狀態(tài)，且等待拉袋走紙結(jié)束；(3)制袋、封合的第二階段1)拉袋走紙結(jié)束，系統(tǒng)控制器快速輸出相應(yīng)步進脈沖信息給橫縱封步進電機驅(qū)動器，進而使步進電機驅(qū)動橫封加熱棒和縱封加熱棒，且同步閉合；2)橫封加熱棒和縱封加熱棒閉合結(jié)束，一是等待下料信號，執(zhí)行下料充填操作； 二是下料充填結(jié)束，等待拉袋走紙信號，執(zhí)行下一制袋循環(huán)。橫封和縱封傳動機構(gòu)的加工工藝采用國際標準加工工藝，保證機械傳動精度及運行效果；橫封棒位置配置一可活動切刀，連切時，切刀凸出；分切時，切刀在電磁閥作用下， 按設(shè)置的袋數(shù)，切刀凸出，將成品袋切斷。本發(fā)明的測試數(shù)據(jù)見下表
權(quán)利要求
1.一種間歇式包裝機橫封和縱封的傳動系統(tǒng)，包括橫封步進電機、橫封傳動機構(gòu)、橫封加熱棒，縱封步進電機、縱封傳動機構(gòu)和縱封加熱棒，其特征在于所述的橫封傳動機構(gòu)包括橫向?qū)螨X輪、橫向?qū)螨X軸、橫向直線導(dǎo)軌、直線軸承和橫封活動支撐架，橫向?qū)螨X輪固裝在橫封步進電機的電機軸上，橫向?qū)螨X輪分別與橫向?qū)螨X軸一和橫向?qū)螨X軸二相配合，橫向直線導(dǎo)軌一、橫向直線導(dǎo)軌二和橫向?qū)螨X軸一、橫向?qū)螨X軸二均與橫封活動支撐架裝接，橫封主支撐架分別通過直線軸承三、直線軸承四、直線軸承五裝在橫向直線導(dǎo)軌一、橫向?qū)螨X軸一和橫向直線導(dǎo)軌二上，橫封支撐架二分別通過直線軸承六、直線軸承七裝在橫向直線導(dǎo)軌一和橫向直線導(dǎo)軌二上，并且將橫封支撐架二固裝在橫向?qū)螨X軸一的一端上，橫封支撐架一裝在橫向直線導(dǎo)軌一和橫向直線導(dǎo)軌二的一端上，直線軸承一.直線軸承二分別裝在橫向直線導(dǎo)軌一和橫向直線導(dǎo)軌二的另一端上，橫封支撐架一和橫封支撐架二上分別固裝橫封加熱棒一和橫封加熱棒二，分切控制氣缸、切刀分別固裝在橫封支撐架一上；所述的縱封傳動機構(gòu)包括縱向?qū)螨X輪、縱向?qū)螨X軸和縱封活動支持架，縱向?qū)螨X輪固裝在縱封步進電機的電機軸上，縱向?qū)螨X輪與縱向?qū)螨X軸相配合， 導(dǎo)向齒軸連接縱封活動支撐架，縱封活動支撐架上固裝有縱封導(dǎo)向塊，縱封封合塊固裝在縱封步進電機支撐架上，縱封導(dǎo)向塊與縱封封合塊相配合來完成縱封封合操作。
2.一種用于權(quán)利要求1所述的間歇式包裝機橫封和縱封的傳動系統(tǒng)的控制方法，其特征在于由系統(tǒng)控制器采集拉袋啟動信號、光電信號，并按設(shè)置袋長參數(shù)、完成設(shè)備的拉袋走紙操作；同時系統(tǒng)控制器根據(jù)橫封加熱棒和縱封加熱棒打開和閉合的步長、速度參數(shù)輸出脈沖給橫封加熱棒和縱封加熱棒的步進電機驅(qū)動電源相應(yīng)步數(shù)和速度信號，實現(xiàn)在拉袋走紙操作結(jié)束的橫封加熱棒和縱封加熱棒封合操作。且包括以下步驟(1)制袋、封合的準備階段1)系統(tǒng)上電，系統(tǒng)控制器、拉袋走紙步進驅(qū)動器、拉袋走紙驅(qū)動步進電機、橫封和縱封步進電機驅(qū)動器、橫封和縱封驅(qū)動步進電機均帶電；2)系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)控制器自動驅(qū)動橫封加熱棒打開80mm、縱封加熱棒打開8mm；3)系統(tǒng)上電后，按系統(tǒng)控制器的拉袋走紙點動鍵可執(zhí)行拉袋走紙的點動運行；(2)制袋、封合的第一階段1)在系統(tǒng)拉袋走紙啟動信號作用下，系統(tǒng)控制器按設(shè)置的袋長參數(shù)和速度參數(shù)輸出相應(yīng)的脈沖信息給步進電機驅(qū)動器，且使步進電機驅(qū)動拉袋走紙傳動機構(gòu)完成拉袋走紙定長操作；2)在系統(tǒng)拉袋走紙啟動信號作用下，系統(tǒng)控制器按設(shè)置的光標跟蹤信息完成包裝袋商標的跟標操作，系統(tǒng)控制器檢測到光電信號，則系統(tǒng)停止拉袋走紙操作；3)在拉袋走紙操作期間，橫封加熱棒和縱封加熱棒均處于打開狀態(tài)，且等待拉袋走紙結(jié)束；(3)制袋、封合的第二階段1)拉袋走紙結(jié)束，系統(tǒng)控制器快速輸出相應(yīng)步進脈沖信息給橫縱封步進電機驅(qū)動器， 進而使步進電機驅(qū)動橫封加熱棒和縱封加熱棒，且同步閉合；2)橫封加熱棒和縱封加熱棒閉合結(jié)束，一是等待下料信號，執(zhí)行下料充填操作；二是下料充填結(jié)束，等待拉袋走紙信號，執(zhí)行下一制袋循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種間歇式包裝機橫封和縱封傳動系統(tǒng)及其控制方法，傳動系統(tǒng)包括橫縱封步進電機驅(qū)動裝置、橫縱封傳動機構(gòu)及橫縱封加熱棒。系統(tǒng)的控制方法是首先由系統(tǒng)控制器完成設(shè)備的拉袋走紙操作，之后根據(jù)橫縱封加熱棒打開和閉合的步長、速度參數(shù)輸出脈沖給橫封和縱封步進電機驅(qū)動電源相應(yīng)步數(shù)和速度信號，實現(xiàn)在拉袋走紙操作結(jié)束的橫封加熱棒和縱封加熱棒封合操作。本發(fā)明在系統(tǒng)控制器一按鍵作用下，完成間歇式包裝機自動拉袋、充填、封合運動，安裝、調(diào)試簡單，系統(tǒng)操作簡便快捷。
文檔編號B65B65/02GK102530330SQ20121001084
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者于長清, 劉印貴, 劉銘哲, 宋國治, 李翔 申請人:于長清, 劉印貴, 劉銘哲, 天津工業(yè)大學(xué), 宋國治, 李翔