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ENGLISH0755-86329511发布时间:2021-02-22 16:11:10 |来源:网络转载
1引言
随着社会的发展、人们越来越重视包装的质量、品种类型,包装机械在包装领域中起着重要的作用[1]。自动化技术和计算机控制技术改变了包装的制造方法及控制方式。自动控制的包装系统能够极大地提高生产效率和产品质量,有效减轻职工的劳动强度并降低能源和资源的消耗。但是,由于目前国内现有自动包装机存在的软硬件问题,自动包装机的工作效率一直不高。本文对全自动包装机生产性能及特征进行了分析,从而引导设计人员科学地提出改进措施,对提高生产效率具有十分重要的指导意义。
2国内外包装机发展现状
我国包装机械发展较晚,通过参考国外产品,进行消化、吸收及自主开发、研制,技术上有了很大的提高,特别是产品功能和自动化方面也有了长足的进步[2]。尽管经过多年的发展与完善,但我国生产的自动包装机综合性能与国外先进的产品相比还存在着很大差距。比较突出的问题是;机械加工工艺技术水平低;机构动作的网步、协调性差;关键零部件、易损件、电气元件寿命短、可靠性差:生产速度一般都比较慢,自动化水平不高,自动化调节、自动化控制水平低:设备的可操控性差,维护保养比较麻烦;充填精度低、速度慢;外观造型和表面质量差。
国外袋成型包装机发展全面,优势明显,主要特点有以下特点:结构设计标准化、模组化;包装速度高速化;结构运动高精度化;控制智能化、弹性化;包装形式多样化等特点。并且国外的包装机执行机构和传动系统趋于简单,横封、纵封等动作的执行机构采用气动元件,包装动作简捷快速,整机噪声小;采用变频调速装置,实现无级变速,不仅调速范围大、平滑性好、低速特性,而且可实现恒转矩调速,节电效果也十分明显。因此,我国应开始不断发展适应多品种、小批量的通用包装机械和设备,包装机朝着高度自动化和集成化方向发展。
3全自动包装机的特点及功能
全自动真空包装机也叫全自动拉伸膜真空包装机/全自动塑料盒热成型真空包装机, 其工作原理为:包装机是通过下膜拉伸成型,然后将包装物装入成型了的下膜腔中,接着在封合箱中对包装物进行真空或真空充气,并将上膜与下膜热合,再通过横切、纵切将包装物进行分割,最后包装的成品输送到下一工序,余下的废膜料由收集器收回。全自动包装机是一种集自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品,它是根据预先设置的程序自动完成物料的供给、计量、充填、包装及成品输送等功能[3]。全自动包装机的结构框图如图 1 所示。
全自动包装机的设计采用先进技术,在对产品功能分析的基础上,通过创新构思、系统建模、动力分析、动态优化,从而得到广泛应用并具有如下特点:1、自动化程度高;自动包装机采用当前最为流行的组态软件进行开发设计,画面逼真,组态灵活,将中央处理单元及二次仪表等设备进行连接,构成有机的整体。2、模块化设计;采用模块化设计思想,根据需要选用双头秤、三头秤或四头秤自由组合的方式,这样既可保证定量准确,又能提高计量速度。3、可操作性好;只需按下操作按钮或在组态画面上点击相应按钮就能完成所需要的工作,大大提高了劳动生产率,满足现代化生产的需要。4、可靠性好;由于采用高可靠性能的中央处理器(一般采用PLC)及工控机进行控制, 同时采用CAD 进行优化设计,保证系统具有较高的可靠性。5、可塑性强;与上位机进行通信,并将数据传送给上位机进行处理,并可通过中央处理单元的裕量接口与外围设备进行联络,保证现场的设备都能准确完成所需的功能。
4、全自动包装机的可靠性和生产效率分析
全自动包装机的工作可靠性与全自动包装机的工艺、结构、动力特性、制造精度、机件材料、产品和工具特性,以及自动包装机的控制、检测系统的完善程度等因素有关。要提高包装机可靠性, 根本办法在于提高每个部件的可靠性,即降低每个部件的故障率,而包装机的可靠性与它的生产效率有着非常密切的关系,下面将对全自动包装机的工作效率和可靠性相结合进行分析。
包装机的生产率是指包装机在单位时间内生产的产品数量。设一个工件所需的加工时间为 T ,
也T 称为包装的循环时间。由基本工艺时间与循环内辅助时间两部分组成。包装机的生产效率的表达式为:
Q = 1/ T =1/( t工作 + t空程)(1)
式中t工作 为工作行程所需的时间(即基本工艺时间); t空程为空行程所需的时间(即循环内辅助时间),如果自动包装机的t空程 = 0,即不考虑空程时间,那么这样的生产率称之为自动包装机的工艺生产率以K 表示:
K = 1/t工作(2)
令η 为生产效率系数,生产率系数表示包装机的理论生产率与工艺生产率之比
η = Q/K 或η = t工作/T(3)
生产效率系数表示自动包装机在时间上的利用程度,也就是反应工艺过程连续化程度。有上式可以看出,包装机的生产率数值的范围为0 <η < 1,包装机的实际生产率往往低于包装机的理论生产率,因为包装机的执行机构发生故障,自动包装机更换加工产品时的调整,自动包装机运动部件磨损后的修复或更换,以及其他种种原因造成自动包装机的停车等等造成时间损失,所以自动包装机的实际生产率Q实为:
Q = 1/( t工作 + t空程 + t损)(4)
式中t损为自动包装机循环外的时间损失。图 1 是包装机的理论生产率 Q 和一般包装机的生产率Q1 和全自动包装机的生产率 Q2 与工艺生产率 K 之间的关系曲线,图中曲线 1 表示连续工作的包装机理论生产率(即t空程 = 0)曲线;曲线 2 表示为全自动包装机的实际生产率曲线;曲线 3 代表一般包装机的实际生产率曲线。
从图 1 可以看出,如果包装机的可靠性和包装机的工艺生产率得到提高,则实际生产率曲线将向右延伸, Q实max 值将增大,反之 Q实max 值将减小。因此可以发现全自动包装机的伸长率比一般包装机的生产率要高,其可靠性和工艺生产率也比一般包装机要高。
5 结论
全自动包装机保证包装产品质量高、生产效率高、品种多、生产环境好、生产成本低、环境污染小,因而获得较强的市场竞争能力,带来巨大的社会效益和经济效益。因此, 具有革命意义的全自动化改变着包装机械行业的制造方法及其产品的传输方式。设计、安装的全自动控制包装系统, 无论从提高包装机械行业的产品质量和生产效率方面,还是从消除加工误差和减轻劳动强度方面, 都表现出十分明显的作用。尤其是对食品、饮料、药品、电子等行业而言,都是至关重要的。相对于以往的包装机,全自动包装机其优良的工作特性和较高的生产率水平必将成为前景较好的包装机械,随着自动装置和系统工程方面的技术正在进一步深化,并得到更广泛的应用。
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