液體灌裝生產(chǎn)線

1、包裝機(jī)械概論隨著工業(yè)自動(dòng)化水平日益提高， 眾多工業(yè)企業(yè)將面臨著傳統(tǒng)生產(chǎn)線的改造和重新設(shè)計(jì)的問(wèn)題。 PLC（可編程控制器）是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，近年來(lái)在工業(yè)自動(dòng)控制， 機(jī)電一體化，改造傳統(tǒng)生產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)主要介紹基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的全自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線的基本概念。運(yùn)用單片機(jī)軟件程序來(lái)控制， 整個(gè)流水線由電動(dòng)機(jī)傳送帶，灌裝裝置，定位傳感器，滿瓶檢測(cè)傳感器，空瓶檢測(cè)傳感器等組成。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，灌裝裝置的灌裝，報(bào)警顯示，料箱自動(dòng)加料，都是由單片機(jī)控制的。流水線有傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控，由單片機(jī)控制，控制準(zhǔn)確，自動(dòng)化程度高?？梢酝ㄒ幌盗械?/p>

2、單片機(jī)控制達(dá)到我們的目的。 使得液體自動(dòng)裝， 自動(dòng)的移動(dòng)，讓我們能夠更加方便的控制。過(guò)去通過(guò)分立元件控制的灌裝生產(chǎn)線的系統(tǒng)有不少缺點(diǎn)，包括采購(gòu)成本高，設(shè)備大而重，安裝困難，維修費(fèi)用高等等問(wèn)題。但是，現(xiàn)在，灌裝生產(chǎn)線的缺陷已經(jīng)被先進(jìn)的科技和新的灌裝生產(chǎn)線系統(tǒng)所取代， 越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始關(guān)注和使用灌裝生產(chǎn)線， 他們開(kāi)始意識(shí)到灌裝生產(chǎn)線能夠給他們帶來(lái)的好處， 灌裝生產(chǎn)線在食品，醫(yī)藥，日化生產(chǎn)企業(yè)中扮演著重要的角色， 優(yōu)化灌裝生產(chǎn)線直接關(guān)系著產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的效率，因此成為各大生產(chǎn)企業(yè)不得不關(guān)注的話題。灌裝生產(chǎn)線優(yōu)勢(shì)在于為制造業(yè)提供性能優(yōu)良， 穩(wěn)定可靠的灌裝生產(chǎn)線。 材料浪費(fèi)少在大規(guī)模生產(chǎn)中節(jié)約成本。

3、 根據(jù)生產(chǎn)流程進(jìn)行編程控制， 生產(chǎn)效率高。 生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境污染小等等。液體灌裝生產(chǎn)線是由理瓶，灌裝，旋蓋，鋁箔封口，不干膠等單機(jī)組成的瓶裝生產(chǎn)線。各單機(jī)能獨(dú)立完成其工作， 有獨(dú)立的操作系統(tǒng)， 以及數(shù)控顯示等電器元件控制來(lái)調(diào)整各參數(shù)， 并顯示設(shè)定，能幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。 各單機(jī)聯(lián)動(dòng)，分離快捷，并且調(diào)整快速簡(jiǎn)單，保證生產(chǎn)的的每個(gè)工序能夠協(xié)調(diào)運(yùn)行。灌裝液體類型灌裝液體產(chǎn)品按其黏度可分為：（ 1） 流體 依靠自身重力作用即可以按一定速度流過(guò)圓管的液體成為流體， 其黏度范圍規(guī)定為 1100CP（ 1cp=0.0001pa· s），如礦泉水，酒類，果汁，汽水，牛奶，蒸餾水，醋，醬油，口服液，

4、針劑等。（ 2） 半流體 在大于自身重力的壓力作用下才能在圓管中流動(dòng)的液體成為半流體，其黏度范圍為10010000cp，如番茄醬，蜂蜜，糖漿，液態(tài)蠟等。灌裝容器的類型灌裝容器按照容器的強(qiáng)度可分為：（ 1） 硬質(zhì)容器用金屬，玻璃，陶瓷或塑料制成的任何可以承受6.8kg 的向下壓力而不變形且加封蓋后不漏液體的容器都成為硬質(zhì)容器。（ 2） 半硬質(zhì)容器用直板，復(fù)合紙材和輕量塑料制成的容器都成為半硬質(zhì)容器。（ 3） 軟質(zhì)容器 用塑料薄膜，金屬箔或是由它們的復(fù)合制組成的容器都成為軟質(zhì)容器，如紙袋，塑料袋，鋁箔復(fù)合袋此外，灌裝容器按其材料分主要有玻璃，金屬，紙質(zhì)，塑料，陶瓷容器等。當(dāng)前日益增長(zhǎng)的液體產(chǎn)品需要

5、對(duì)其灌裝的速度，精度和穩(wěn)定性各方面提出了更高的要求。自從美國(guó) Horix 公司首次制造了用于灌裝番茄醬的灌裝機(jī)以后， 灌裝機(jī)械等到了快速的發(fā)展。灌裝機(jī)械的總體結(jié)構(gòu)和工作原理不同液體采用不同的灌裝方法，計(jì)算方法，和灌裝容器機(jī)械運(yùn)行的方式也不同，灌裝機(jī)械的的總體機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作原理也有異同。按灌裝方法分類不同的液體有不同的化學(xué)性質(zhì)，灌裝時(shí)應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇適合的灌裝方法。液料由料箱灌入包裝容器通常由這幾種灌裝機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)。1. 常壓灌裝機(jī)常壓灌裝機(jī)是在大氣壓力下直接將液體灌入包裝容器中的灌裝機(jī)。這種灌裝機(jī)主要是依靠被灌液體的自重自動(dòng)流入灌裝容器中的。其工藝過(guò)程有三個(gè)步驟（1）進(jìn)液排氣即當(dāng)液體進(jìn)入容器的

6、同時(shí)將容器的氣體排出。 （2）停止進(jìn)液即容內(nèi)的液體達(dá)到定量要求時(shí)，停止進(jìn)液。 （ 3）排出余液即排出進(jìn)液管中的殘夜。常壓灌裝機(jī)試用于第黏且不含氣體的液體灌裝。典型的常壓灌裝機(jī)的總體結(jié)構(gòu)， 其主要由料箱，罐裝閥供送撥輪，進(jìn)瓶輸送裝置，升瓶機(jī)構(gòu)，出瓶撥輪，傳動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成。 在同一水平面上有兩個(gè)進(jìn)出撥到壓蓋機(jī)上。瓶輪，主軸直立安裝在軸承之上，料箱主軸最頂端，料箱下面分配若干個(gè)灌裝閥， 中間部分對(duì)應(yīng)數(shù)量的脫瓶與罐裝閥配合， 通過(guò)下部軌道實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)。其工作原理 : 通過(guò)輸送裝置送來(lái)的空瓶有供送撥輪撥送到回轉(zhuǎn)灌裝裝置的升瓶機(jī)構(gòu)中，瓶子在繞灌裝機(jī)回轉(zhuǎn)的同時(shí)抬升當(dāng)瓶口至罐裝閥緊密接觸時(shí)罐裝閥打開(kāi)，

7、環(huán)形料箱中的液體自動(dòng)灌入瓶中， 灌裝結(jié)束后瓶子由升瓶機(jī)構(gòu)送到水平位置，經(jīng)出瓶輪送出到封蓋工位。 該灌裝結(jié)束后可進(jìn)行自動(dòng)清洗， 清洗液有進(jìn)入料箱中，再經(jīng)清洗閥和泵，排水管排出機(jī)外。2. 等壓灌裝機(jī)灌裝時(shí)，先利用料箱上部氣室的壓縮空氣對(duì)包裝容器進(jìn)行充氣，使兩者的氣壓相等后，在高于大氣壓的條件下， 依靠自重使灌裝液體流入容器內(nèi)。其工藝過(guò)程分為 4 部。即空氣等壓，進(jìn)液回氣，停止進(jìn)液，釋放壓力。等壓灌裝的高壓環(huán)境能有效的保持產(chǎn)品中所含二氧化碳?xì)怏w的含量， 并防止由于灌裝過(guò)程中產(chǎn)生氣泡而影響灌裝精度與質(zhì)量。適用于汽水，啤酒等含氣飲料的灌裝。該機(jī)的工作原理為：經(jīng)預(yù)處理的瓶子由供送螺桿和進(jìn)瓶撥瓶星輪送到托瓶

8、臺(tái)上，瓶子上升后瓶口與罐裝閥緊密接觸， 進(jìn)行等壓灌裝， 灌裝結(jié)束后由出瓶撥瓶輪將瓶子送到壓蓋機(jī)上3. 負(fù)壓灌裝機(jī)真空灌裝是在低于大氣壓力的條件下進(jìn)行灌裝， 可有兩種方法，一是重力壓差式，即讓料箱處于負(fù)壓先對(duì)容器進(jìn)行抽氣， 然后液體依靠自重流進(jìn)包裝容器內(nèi)。 二是差壓負(fù)壓式， 即讓料箱處于常壓， 只對(duì)包裝容器抽氣使之成為負(fù)壓， 料箱內(nèi)液體靠與容器間的壓差產(chǎn)生流動(dòng)灌入容器。差壓負(fù)壓式較常用。壓差法灌裝的主要工藝過(guò)程依次分為容器抽真空，進(jìn)液排氣，停止進(jìn)液，余液回流，壓差法能灌裝速度， 且能減少液料與容器內(nèi)殘存空氣的接觸。 故有利于延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。 亦能限制毒性氣體和液體的逸散， 改善操作條件， 故適

9、用于灌裝黏度大一些的液料， 含維生素的液料以及有毒的液料， 如油類，糖漿，蔬菜汁，果汁，農(nóng)藥，化工試劑等的灌裝， 但不宜灌裝含有揮發(fā)性氣體成分的酒類和香水典型的雙缸負(fù)壓灌裝機(jī)的總體結(jié)構(gòu)。 該機(jī)托瓶盤(pán)裝在下轉(zhuǎn)盤(pán)上， 它的升降由托瓶盤(pán)升降導(dǎo)輪來(lái)驅(qū)動(dòng)，用液位控制裝置控制料箱中的液位。 罐裝閥固定在上轉(zhuǎn)盤(pán)上，高度調(diào)節(jié)裝置可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤(pán)的高度， 以適應(yīng)不同瓶高的要求。 調(diào)速手輪用于無(wú)極調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)主軸生產(chǎn)率的要求。該機(jī)的工作原理： 進(jìn)瓶輸送帶送入空瓶， 經(jīng)供送螺桿調(diào)整為需要的間距， 再由進(jìn)瓶輪送到升瓶機(jī)構(gòu)上， 托瓶盤(pán)升降導(dǎo)輪帶動(dòng)升降機(jī)構(gòu)上升， 同時(shí)瓶子繞灌裝機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)瓶口與灌裝閥密封圈盯緊時(shí)，由真空

10、管，氣缸將瓶?jī)?nèi)空氣抽走，形成一定的真空度。 料箱內(nèi)的液體在壓差作用下經(jīng)吸液管灌入瓶?jī)?nèi)， 灌裝結(jié)束后， 瓶子在凹輪導(dǎo)輪作用下下降的水平位置，由出瓶輪將瓶子撥不干膠貼標(biāo)機(jī)不干膠貼標(biāo)機(jī)是指利用卷筒式不干膠標(biāo)簽對(duì)包裝物進(jìn)行貼標(biāo)的機(jī)械。干膠貼標(biāo)機(jī)按容器的運(yùn)行方向可分為立體式貼標(biāo)機(jī)、臥式貼標(biāo)機(jī)和傾斜式貼標(biāo)機(jī)等。下面介紹一種立式圓瓶不干膠貼標(biāo)機(jī)。一、立體式圓瓶不干膠貼標(biāo)機(jī)的組成立體式圓瓶不干膠貼標(biāo)機(jī)由輸送帶、分瓶輪、放標(biāo)盤(pán)、打印機(jī)、滾貼座、滾貼帶、滾貼板、輸送帶電機(jī)、護(hù)欄、支座、以及高低調(diào)整架、傳感器和微機(jī)控制系統(tǒng)等組成。底座支架主要起支撐作用，其上裝有輸送帶和分瓶輪、供標(biāo)裝置、貼標(biāo)裝置和傳感器以及微機(jī)控制

11、系統(tǒng)等。 其中分瓶輪、供標(biāo)裝置和貼標(biāo)裝置可以在調(diào)整支架上左右、 上下調(diào)整。輸送帶主要是完成瓶子的輸送， 它由輸送帶電機(jī)輸送。分瓶輪主要起到使瓶子分割合適的距離， 以免使瓶子在輸送過(guò)程中漏貼。 供標(biāo)裝置是包括步進(jìn)電機(jī)、送標(biāo)機(jī)構(gòu)、收標(biāo)機(jī)構(gòu)、標(biāo)帶張緊機(jī)構(gòu)、不干膠標(biāo)帶。標(biāo)簽剝離板和印字機(jī)等。 打印機(jī)主要完成標(biāo)簽日期的打印。 滾貼帶是實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽與瓶子的結(jié)合，一般有驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)。 傳感器及微機(jī)控制系統(tǒng)是信號(hào)檢測(cè)與發(fā)出的核心控制部分， 由軟件和硬件兩部分組成。 它主要完成瓶子的檢測(cè)， 打印裝置及供標(biāo)裝置的步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)、 控制標(biāo)帶的張力、 顯示瓶子的數(shù)量、 協(xié)調(diào)各電機(jī)之間的速度關(guān)系和安全報(bào)警。立體式圓瓶不干膠

12、貼標(biāo)機(jī)的工作原理瓶子由理瓶機(jī)進(jìn)入貼標(biāo)機(jī)輸送帶之后， 經(jīng)過(guò)分瓶輪把瓶子拉開(kāi)適當(dāng)?shù)木嚯x。 當(dāng)瓶子經(jīng)過(guò)檢測(cè)電眼時(shí)， 電眼發(fā)出信號(hào)， 信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后， 在瓶子到達(dá)與標(biāo)簽位置相切時(shí)，步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)同時(shí)打印機(jī)工作， 在標(biāo)簽上打印日期。 當(dāng)標(biāo)帶經(jīng)過(guò)剝離板時(shí)，由于標(biāo)帶上的標(biāo)簽較硬，它不易延玻璃板急轉(zhuǎn)彎，因此當(dāng)標(biāo)帶的底紙急轉(zhuǎn)彎時(shí)，標(biāo)簽由于慣性繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)， 與底紙分離， 順勢(shì)與輸送到的瓶子粘貼， 進(jìn)入滾貼裝置進(jìn)行滾壓，貼到容器瓶上。另外一個(gè)測(cè)物電眼檢測(cè)到一個(gè)標(biāo)簽完全經(jīng)過(guò)時(shí)，發(fā)出步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)信號(hào)。完成不干膠貼標(biāo)機(jī)的一個(gè)貼標(biāo)工作過(guò)程。主要技術(shù)參數(shù)1、貼標(biāo)速度： 100400/ 分鐘（與瓶子及標(biāo)簽尺寸有關(guān)）2、物料尺寸

13、：直徑 12 100mm、標(biāo)簽長(zhǎng)度 15250mm3、標(biāo)簽規(guī)格：標(biāo)簽高度10150mm、標(biāo)簽長(zhǎng)度 15250mm4、貼標(biāo)精度： 1.0mm左右（不記包裝件和包裝誤差）5、電源及總功率： 220 VAC50HZ 1KW機(jī)器的主要機(jī)構(gòu)1、供標(biāo)機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)主要是完成標(biāo)簽的輸送和底紙的回收。 它包括放標(biāo)機(jī)構(gòu)、 剝離板、牽引機(jī)構(gòu)和收紙機(jī)構(gòu)。 在瓶子到達(dá)與標(biāo)簽位置相切時(shí)， 步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)， 帶動(dòng)牽引棍拉動(dòng)底紙。當(dāng)標(biāo)帶上的拉力大于擺桿末端的彈簧拉力時(shí)， 擺桿瞬時(shí)針擺動(dòng)。 由于擺桿順時(shí)針擺動(dòng)， 剎車帶與放標(biāo)盤(pán)中心軸脫離， 放標(biāo)盤(pán)在標(biāo)帶的拉動(dòng)不轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)一個(gè)標(biāo)簽完全經(jīng)過(guò)時(shí)， 測(cè)物電眼步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)的信號(hào)， 此時(shí)由于擺

14、桿末端的彈簧拉力作用使擺桿復(fù)位，剎車帶重新抱緊放標(biāo)盤(pán)中心軸，放標(biāo)盤(pán)停轉(zhuǎn)。2、滾貼裝置滾貼裝置主要用于將標(biāo)簽與瓶身結(jié)合， 它是由滾貼帶和滾貼板組成， 滾貼板是靜止的，其中滾貼帶由滾貼電機(jī)帶動(dòng)， 搓動(dòng)圓瓶使圓瓶做純滾動(dòng)， 使不干膠標(biāo)簽貼在圓瓶上。貼標(biāo)機(jī)電氣控制系統(tǒng)這種貼標(biāo)機(jī)可單獨(dú)運(yùn)行， 也可與生產(chǎn)線其他設(shè)備組合使用。 貼標(biāo)機(jī)電氣控制系統(tǒng)可采用 MCS51單片機(jī)設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)。整個(gè)控制系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)部分、貼標(biāo)紙驅(qū)動(dòng)部分、 批號(hào)打碼部分、 貼標(biāo)起停傳感器接口部分、計(jì)數(shù)顯示部分、收紙帶部分、標(biāo)簽滾壓部分、傳送帶控制部分和電源部分組成。 在整個(gè)控制系中， 各部分都由不同繞組供電， 控制變壓器使繞組間各

15、部分相互隔離，防止干擾。單片機(jī)系統(tǒng)主要是完成各種運(yùn)行參數(shù)的選定， 動(dòng)態(tài)顯示貼標(biāo)后圓瓶的個(gè)數(shù)， 為貼標(biāo)紙帶步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分提供包含有加減速在內(nèi)的脈沖信號(hào)， 為批號(hào)打碼部分提供打碼起停信號(hào)。 傳送織帶上的標(biāo)簽在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程， 都是由啟動(dòng)， 停車傳感器分別獲得控制信號(hào)， 通過(guò)接口電路獲得單片機(jī)控制。 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中， 人機(jī)界面主要由鍵盤(pán)， LED顯示器完成。當(dāng)單片機(jī)控制系統(tǒng)開(kāi)機(jī)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行控制系統(tǒng)初始化，然后顯示當(dāng)前計(jì)數(shù)值，并使貼標(biāo)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行工作等待狀態(tài)。當(dāng)有圓瓶經(jīng)傳送帶通過(guò)啟動(dòng)傳感器時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)獲得啟動(dòng)傳感器控制信號(hào)后，向貼標(biāo)機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出步進(jìn)脈沖，貼標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)行程序動(dòng)作完成一次貼標(biāo)控制，并停車傳感器檢測(cè)到標(biāo)簽走過(guò)后的接縫信號(hào)后， 輸入給單片機(jī)系統(tǒng)使貼標(biāo)電機(jī)停車。貼好標(biāo)簽的圓瓶在向前移動(dòng)中被擠壓， 使貼標(biāo)完全粘貼在瓶上。 當(dāng)通過(guò)瓶計(jì)數(shù)傳感器時(shí)，計(jì)數(shù)信號(hào)被輸入到單片機(jī)后，使 L