步进电机包装机械应用
步进电机控制齿轮泵也可以实现精确计量。齿轮泵在输送粘稠体方面得到了广泛的应用，例如糖浆、豆沙、白酒、油料、番茄酱等的输送。目前在对这些物料的计量方面大多使用活塞泵，存在着调整困难、结构复杂、不便维修、功耗大、计量不准等缺点。齿轮泵计量是靠一对齿轮啮合转动计量的，物料通过齿与齿的空间被强制从进料口送到出料口。动力来自步进电机，步进电机转动的位置及速度由可编程控制器控制，计量精度高于活塞泵的计量精度。步进电机适于在低速下运行，当速度加快时，步进电机的噪声会明显加大，其它经济指标会显著下降。对于转速比较高的齿轮泵来说，选用升速结构比较好。我们在粘稠体包装机上开始采用的是步进电机直联齿轮泵的结构，结果噪声难以避免，可靠性下降。后来采用直齿轮升速的办法，降低了步进电机的速度，噪声得到了控制，可靠性也有所提高，计量度得到了保证。
三、步进电机在供送包装膜中的应用
在制袋、充填、封口为一体的包装机中，要求包装用塑料薄膜定位定长供给，无论间歇供给还是连续供给，都可以用步进电机来可靠完成。
1、用于间歇式包装机
间歇式包装机使用步进电机供膜，可靠性可以得到提高。以前的包装膜供送多采用曲柄连杆机构间歇拉带的方式，结构复杂，调整困难，特别是当需要更换产品时，不仅调节困难，而且包装膜浪费很多。采用步进电机与拉带滚轮直接连接拉带，不仅结构得到了简化，而且调节极为方便，只要通过控制面板上的按钮就可以实现，这样既节省了调节时间，又节约了包装材料。在间歇式包装机中，包装材料的供送控制可以采用两种模式：袋长控制模式和色标控制模式。袋长控制模式适用于不带色标的包装膜，通过预先设定步进电机转速的方法实现，转空比的设定通过拨码开关就可以实现。色标模式配备有光电开关，光电开关检测色标的位置，当检测到色标时，发出控制开关信号，步进电机接到信号后，停止转动，延时一定时间后，再转动供膜，周而复始，保证按照色标的位置定长供膜。
2、用于连续式包装机
在连续式包装机中，步进电机是连续转动的，包装膜被均匀的连续输送，当改变袋长时，只需通过拨码开关就可以实现。
四、步进电机在横封中的应用
在连续式包装机中，横封是一个很重要的执行机构，也是包装机中比较复杂的机构之一。特别对于有色标的包装膜，其封口和切断位置要求极其严格，为了提高切断的准确性，人们先后研制了偏心链轮机构、曲柄导杆机构等，但这些机构都存在着调整十分麻烦、可靠性低的缺点。造成这些缺点的主要原因是工艺要求横封轮定速横封和定位切断。步进电机直接驱动横封轮可以实现速度同步。连续式包装机的供膜轮是连续供膜的，横封时要求横封的线速度与薄膜供送的速度同步，以免出现撕裂薄膜和薄膜堆积的情况。由于横封轮的直径是恒定的，当改变袋长时，就需要通过改变横封轮的转速来改变，但是横封需要一定的时间，就是说横封轮与薄膜从接触到离开需要恒定的时间，否则封口不严。横封轮每转一周的总时间与横封所需要的时间都是恒定的，要满足速度同步的要求，可以将步进电机一周内的转速分成两部分，一部分首先满足速度同步的要求，而另外空载
在连续式包装机中，步进电机是连续转动的，包装膜被均匀的连续输送，当改变袋长时，只需通过拨码开关就可以实现。
四、步进电机在横封中的应用
在连续式包装机中，横封是一个很重要的执行机构，也是包装机中比较复杂的机构之一。特别对于有色标的包装膜，其封口和切断位置要求极其严格，为了提高切断的准确性，人们先后研制了偏心链轮机构、曲柄导杆机构等，但这些机构都存在着调整十分麻烦、可靠性低的缺点。造成这些缺点的主要原因是工艺要求横封轮定速横封和定位切断。
步进电机直接驱动横封轮可以实现速度同步。连续式包装机的供膜轮是连续供膜的，横封时要求横封的线速度与薄膜供送的速度同步，以免出现撕裂薄膜和薄膜堆积的情况。由于横封轮的直径是恒定的，当改变袋长时，就需要通过改变横封轮的转速来改变，但是横封需要一定的时间，就是说横封轮与薄膜从接触到离开需要恒定的时间，否则封口不严。横封轮每转一周的总时间与横封所需要的时间都是恒定的，要满足速度同步的要求，可以将步进电机一周内的转速分成两部分，一部分首先满足速度同步的要求，而另外空载的部分满足一周总时间的要求。
为了实现良好的封口质量，还可以通过步进电机对横封轮实现非衡速的控制模式，就是在横封的每一点上都实现速度同步，限于篇幅，这里不再陈述。
步进电机的特点主要归于三个方面，一是过载性好。其转速不受负载大小的影响，不像普通电机，当负载加大时就会出现速度下降的情况，所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合；二是控制方便。步进电机是以“步”为单位旋转的，数字特征比较明显，这样就给计算机控制带来了很大的方便，反过来，计算机的出现也为步进电机开辟了更为广阔的使用市场；三是整机结构简单。传统的机械速度和位置控制结构比较复杂，调整困难，使用步进电机后，使得整机的结构变得简单和紧凑。
步进电机在包装机械中的应用还刚刚开始，原来许多传统的机械控制方式都可以用步进电机来替代，除了上面介绍的一些用途外，它还在印刷、灌装、裹包等方面得到了应用，相信在较短的时间内，我国的包装机械行业定能在步进电机技术的平台上跃上一个新的水平。
部分满足一周总时间的要求。
为了实现良好的封口质量，还可以通过步进电机对横封轮实现非衡速的控制模式，就是在横封的每一点上都实现速度同步，限于篇幅，这里不再陈述。
步进电机的特点主要归于三个方面，一是过载性好。其转速不受负载大小的影响，不像普通电机，当负载加大时就会出现速度下降的情况，所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合；二是控制方便。步进电机是以“步”为单位旋转的，数字特征比较明显，这样就给计算机控制带来了很大的方便，反过来，计算机的出现也为步进电机开辟了更为广阔的使用市场；三是整机结构简单。传统的机械速度和位置控制结构比较复杂，调整困难，使用步进电机后，使得整机的结构变得简单和紧凑。
步进电机在包装机械中的应用还刚刚开始，原来许多传统的机械控制方式都可以用步进电机来替代，除了上面介绍的一些用途外，它还在印刷、灌装、裹包等方面得到了应用，相信在较短的时间内，我国的包装机械行业定能在步进电机技术的平台上跃上一个新的水平。
拉伸膜包装机分为上膜下膜 有模具在下膜上冲出来方槽 往里面放东西 上下模密封 横纵切刀分割成一代一代的
滚动真空包装机 你可以理解为 一个小型包装机 不过省去了人工抓着上盖往下压的过程 而且是批量的 包装袋是单独的 不像拉伸膜包装机那样 上面一大张 下面一大张 然后分割
立式包装机是将卷筒状的挠性包装材料制成袋筒，充入物料后，进行封口，三个功能自动连续完成的机器。立式包装机适用于流动性较好的液体、粉体、散粒体，主要依靠自身重力，必要时辅以一定的机械作用便可完成包装，而且立式包装机一般都具有两种包装功能.对于枕式包装，它主要适用于外形规整、有足够硬性的单件或组合件包装
首先控制原材料的下料，然后称重，当达到要求的重量的时候系统会自动控制它停止然后进行下一道工序。物料进入包装袋后电脑再控制包装袋的封口设备进行封口，紧接着切断设备切断包装袋，一套下来包装的目的就达到了。而且包装的系统不是固定的，客户完全可根据自己的需要来进行调整来达到目的。大众对食品、医药、日用品等行业的产品需求日益增加，生产厂家采用传统的手工包装作业，已经无法满足市场的需求，必然寻求生产自动化、提高生产效率的设备。从而催生出一种高品质、高性能的全自动包装机。
立式包装机的工作原理是放在支承装置上的卷筒薄膜，绕经导棍组、张紧装置，由光电检测控制装置对包装材料上商标图案位置进行检测后，通过翻领成型器卷成薄膜圆筒裹包在充填管的表面。立式包装机的包装速度不仅快，而且还可以在包装的同时自动封口，自动切断。不但能用于无商标的包装材料，还能使用印有商标图案的材料进行高速包装。一般的机械会因为包装材料上的颜色而产生错误的判断从而造成包装误差。
立式包装机在出厂的时候会有一套自带的系统，机械在工作的时候会严格的按照这套程序来进行工作。为了消除误差，包装机的设计必须考虑自动定位的问题，而连续式光电定位系统按误差补偿工作方式分为进退式、制动式和两传动系统同步式。
旋转全自动给袋式真空包装机由充填系统和真空系统组成.充填系统为间歇式旋转运转,真空系统为连续式旋转运动。整机可以实现自动计量、自动装袋、自动抽真空、自动封口等全部包装动作.是连续式包装机。
枕式包装机的工作原理
枕式包装机是一种包装能力非常强,且能适合
多种规格用于食品和非食品包装的连续式包装机。
它不但能用于无商标包装材料的包装,而且能够使
用预先印有商标图案的卷筒材料进行高速包装。
在包装生产中,由于包装材料上印刷的定位色
标之间存在误差,包装材料的拉伸以及机械传动等
因素的影响,包装材料上预定的封切部位有可能偏
离正确的位置,而产生误差。为了消除误差而达到
正确封切的目的,包装设计必须考虑自动定位问题,
解决这一问题大都是根据包装材料的定位标完成连
续式光电自动定位系统设计。而连续式光电定位系
统按误差补偿工作方式分为进退式、制动式和两传
动系统同步式。本文着重介绍进退制动式光电自动
定位系统的设计。
1 制动式光电自动定位系统的基本原理
包装纸在自动包装机上连续进给,成形制袋,充
填和封口的过程中,由于定位色标的印刷误差,机器
运转的偶然波动以及操作等综合因素,使包装纸的
输送速度与横封、切纸速度不同步而产生封、切位置
的偏差,因此需要随时予以校正,连续地进行误差补
偿。综合误差是个变量,但由于具较高质量和印刷
精度的包装材料来说在一定的包装速度下,这个误
差在检测的各个周期内应保持在很小的范围内。这
样就能通过光电定位系统定期地(每两个包一次)测
量和比较送纸速度和封切速度。如果包装纸过快,
正误差系统给出一个负的补偿量,也就是送纸机构
减速来达到补偿;如果包装纸过慢,是一个负误差,
系统给出一个正的补偿量,使送纸机构增速。但是
给定的补偿值不可能完全消除误差,可能补偿过头,
也可能不足。即使误差被消除了,下次还会出现。
因此设计总是使系统给予补偿过头一点,给定一个
稍大于绝对误差值的补偿量,人为地使它超差。当
这次测定误差为负,则补偿一个过量的正值。下一
次测定、比较之后必定出现正的误差。定位系统自
动地补偿一个给定的负值之后,又恢复出现负误差。
如此循环,正负交替使误差控制在一定范围内。这
样包装纸的切断部位就在正确的位置附近跳动。这
种包装纸一进一退来达到连续定位的方式称为“进
退式”自动定位方式。因为它的补偿量是超越离合
器工作,把机械送纸机构进入工作时设计成具有包
装纸滞后效果来给出的,所以采用这种原理定位的
系统称为“制动进退式”自动光电定位系统。以决定
包装纸速度的横向封、切速度作为参考基准,以调整
送纸速度与之同步来控制包装纸的封切位置误差,
这就是连续定位系统最基本的原理。
2 制动进退式定位系统的分析
下面分析制动进退式光电定位系统,包装机传
动系统图1。
包装过程如下:片状包装纸由卷筒1引出,经光
电检测器2再由成形器5成形和牵引辊6,纵封辊7
制成包装。已充填包装物的包装袋上下整形输出,
经输送带送到横封头8横封并切断排出成品。传动
部分是:主电机M1将运动传入横封传动轴,再经不
等速机构9带动横封头传动,不等速机构是用来调
整横封头8的封切瞬时速度,使之与包装袋移动速
度同步的。另一路则经无级变速差动机构13的调
节,可以手动或通过单相伺服电机控制完成。调节
无级变速差动机构13可以得到所需袋长。最后一
路经差动机构18到勾爪输送链。差动机构18为自
动调整机构,主要用来调节勾爪输送链与横封头同
步。
在包装过程中,用光电传感器检测包装纸移动
速度与横封速度作比较,判别它是慢是快,通过超越
离合器电气系统控制超越电机M3动作使之运转或
制动停止,以达到误差补偿的目的。
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图1 传动系统间图
1·纸卷 2·反射光电头 3·包装物 4·下纸辊轮 5·成行器 6·牵引辊轮 7·纵封辊轮 8·横封头
9·不等速机构 10·超越离合器 11·主电机 12·无级变速器 13·伺服电机 14·输送机构 15·调速
机构 16·送纸光电传感器 17·横封光电传感器 18·成品 19·勾爪差动机构
3 速度检测与包装纸长度测量
为保证包装过程中的精确定位,送纸速度与横
封切口速度是必需准确的测量两个参数,同时生产
过程中包装纸(每张)有长有短,从而如何在定位过
程中自动测定包装纸长度使之与我们生产设定相符
合,也是非常重要的。
纸速的测量是由光电接近开关17来完成的,我
们把测量纸速的光电接近开关输出的脉冲周期记为
T纸它的导数1/T纸即为送纸辊的传动速度。横封
切口速度是由光电接近开关来测量的。我们把刀切
速度光电接近开关输出的脉冲周期记为T刀,它的
倒数1/T刀即为横封速度间接计算得到的。在包装
设计中,包装纸被紧压在送纸辊上,压辊的线速度则
为包装纸的送纸速度V纸=πD/T纸,式中的D为送
纸辊直径。经过横封切口后的被切长度L纸=
V纸T刀=πDT刀/T纸
4 色标对标方法与调整
为保证包装全自动定位,需要控制伺服电机
M2使送纸速度与横封头切口速度同步。然而对设
计为同步的系统,由于运转的偶然波动以及操作扰
动等方面因素都会使原来同步系统失步。从而需要
在基本同步的系统中加入色标检测与控制电路,随
时校正,连续进行误差补偿。保证切封位置不变,这
就需要借助包装纸上的色标来定位完成。色标定位
对标对包装材料、光电检测方法、色标的印刷等都提
出一定的要求。就包装材料而言,要求有较高的密
度,滑度厚度均匀、而且要有一定的抗拉伸能力。光
电检测方法随不同的包装材料有透射式和反射式两
种。透射多用于透明包装材料的检测,而反射式则
用于难以透光或不能透光的包装材料的检测。通常
高速度的包装机设计,大多采用反射式光电检测方
法,因为它具有较高的检测灵敏度。对色标印刷要
求,定位色标必须能有遮光或通光的作用,同时随包
装产品的大小和检测方法的不同,定位色标要有足
够的遮光面积,以保证光电检测时信号的可靠性。
有了良好的包装材料,合适定位色标与正确的光电
遮光反射式传感器测量色标方法,就可以进行色标
对标与调整。
按上述原理与方法设计的枕式多功能包装机,
配上微电脑控制的纸长设定调节以及色标定位系
统,彻底解决了全自动光电定位问题。系统高速运
平稳可靠,封切准确,是目前最先进、最理想的机
型之一。
参 考 文 献
1 许林成·包装机械原理与设计·上海科技出版社,
1998·19~21
2 彭国勋·自动包装机的设计原理·西安:西北轻工业学
院,1983·85~88
3 刘云霞·自动包装机定位系统分析·包装与食品机械,
2000(2)·8~11
4 蒋需忠·枕式糖果包装机光电自动定位系统分析·机电
工程,2001·(5)(208~210)
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