间歇式包装机颗粒物料下料传动系统及其控制方法

摘要

本发明涉及一种间歇式包装机颗粒物料下料传动系统及其控制方法，传动系统包括颗粒物料搅拌传动机构、双同步带下料充填组合泵、下料驱动步进电机。系统控制器完成拉袋走纸和横纵封封合操作后会自动按设置的参数即下料充填步进电机步长和速度，驱动双同步带下料充填组合泵运动，完成下料充填操作。本发明采用双同步带下料充填组合泵模式，在颗粒物料下料充填过程的同时，双同步带下料充填组合泵中又储备了下几袋所需物料，故而缩短下料充填时间，提高了整机包装速度。同时采用同步带颗粒物料储料容器，提高了下料充填物料计量精度。在下料信号作用下，完成包装机的颗粒物料的快速下料充填操作，并达到颗粒物料包装计量精度要求。

权利要求

1.一种间歇式包装机颗粒物料下料传动系统，包括颗粒物料搅拌传动机构、双同步带下料充填组合泵、下料驱动步进电机，其特征在于：所述的双同步带下料充填组合泵内装有正旋同步带轮组、逆旋同步带轮组、正旋同步带、逆旋同步带，其中正旋同步带轮组由正旋同步带轮一、正旋同步带轮二、正旋同步带轮三组成，逆旋同步带轮组由逆旋同步带轮一、逆旋同步带轮二、逆旋同步带轮三组成；正旋同步带轮组装有正旋同步带，逆旋同步带轮组装有逆旋同步带，正旋同步带、逆旋同步带上分别装有多个同步带颗粒物料储料容器，下料充填步进电机通过下料充填步进电机驱动轴连接逆旋同步带轮一，颗粒物料搅拌传动机构包括搅拌电机、颗粒搅拌扇叶，搅拌电机通过搅拌电机轴与颗粒物料料仓内的颗粒搅拌扇叶连接，双同步带下料充填组合泵装在颗粒物料料仓下，双同步带下料充填组合泵下部设有颗粒物料出料口。

2.一种用于权利要求1所述的间歇式包装机颗粒物料下料传动系统的控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括以下步骤：

（1）颗粒物料搅拌传动机构: 系统上电，搅拌电机工作，将颗粒物料料仓内的物料均匀刮入同步带颗粒物料储料盒，实现双同步带下料充填组合泵的计量组合；

（2）双同步带下料充填组合泵:系统上电，系统控制器、下料驱动步进电机均带电，系统控制器完成拉袋走纸和横纵封封合操作后会自动按设置的参数即下料充填步进电机步长和速度，驱动双同步带下料充填组合泵运动，完成下料充填操作；

（3）下料充填操作结束，系统控制器自动执行新的拉袋、封合、下料充填操作，以此循环，自动完成间歇式包装机拉袋、封合、下料充填的生产过程。

说明书

间歇式包装机颗粒物料下料传动系统及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于包装机械领域，涉及一种间歇式包装机颗粒物料下料传动系统及其控制方法。

背景技术

[0002] 间歇式全自动包装机是世界包装机行业的一大主流，与连续式全自动包装机相比，具有物料包装成品袋成形效果好、机械结构简单、安装维护成本低的特点，故而广泛使用，特别是制药行业。目前间歇式包装机以包装物料分类，分为颗粒包装机、粉剂包装机和酱类包装机三大类，而颗粒包装机的市场份额无论药品、食品均占很大一部分。但间歇式全自动包装机就其工作原理的运行特点看，其间歇式包装机基于整机机械结构动作原理因素导致整机运行时噪音极大，同样基于机械传动结构因素限制整机运行速度，且整机运行速度只能到60袋/min，包装机拉袋长度最大为120mm；间歇式包装机颗粒物料下料机构的下料时间与主机机械传动结构有关，一般是主电机驱动一料盘，料盘上有几个量杯（量杯大小决定计量参数），颗粒包装机下料时间决定于包装机主机速度（主机转一圈，则下料一次），如何改变包装机的下料方式，缩短下料充填时间是提高包装机整机包装速度的关键。且间歇式包装机设备一般采用380VAC供电，且整机功率又很大。诸多因素抑制了间歇式全自动包装机的发展。故目前国内间歇式全自动包装机颗粒工作原理及控制方式基于如下模式。1. 基本下料充填模式1）基本组成：它由料斗、旋转料盘、量杯、刮料刷、下料开关门、下料时间调节阀（机械调整机构）及旋转料盘驱动机构组成。2）基本工作原理：①颗粒下料装置：主电机的主轴做旋转运动时，并由与之相连的立轴通过斜齿轮驱动料盘机构实现旋转运动，在刮料刷的作用下，将颗粒物料刮入各计量量杯，准备下料操作。②下料充填操作时，首先先将下料时间调节阀调整到合适位置（包装机横封封合结束），此项操作是需下料操作时，将下料开关门打开，将量杯物料充填到包装袋，之后将下料开关门闭合。即包装机立轴（主轴）每旋转一圈，则下料开关门动作一次，以此循环，实现颗粒物料的下料充填操作。3）存在的问题：①下料充填速度与颗粒物料下料机构传动方式有关，包装机立轴（主轴）每旋转一圈，下料开关门动作一次。即原间歇式包装机拉袋、封合（机械凸轮运动机构）过程一般需1s钟，则其颗粒下料方式决定了包装机的下料充填速度只能确定为60袋/min,且与下料机构传动方式有关。②下料充填计量精度取决于料盘量杯容积精度，料盘量杯物料计量精度与颗粒物料均匀程度及大小、旋转料盘旋转速度、刮料刷刮料力、量杯体容积大小等有关，诸多因素难以保证成品袋的包装计量精度。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种间歇式包装机颗粒物料下料传动系统及其控制方法，采用双同步带下料充填组合泵模式，缩短了下料充填时间，解决提高整机包装速度的问题。颗粒物料下料充填机构采用同步带颗粒物料储料盒，提高了下料充填物料计量精度。

[0004] 本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

[0005] 依据本发明提供的一种间歇式包装机颗粒物料下料传动系统,包括颗粒物料搅拌传动机构、双同步带下料充填组合泵、下料驱动步进电机，所述的双同步带下料充填组合泵内装有正旋同步带轮组、逆旋同步带轮组、正旋同步带、逆旋同步带，其中正旋同步带轮组由正旋同步带轮一、正旋同步带轮二、正旋同步带轮三组成，逆旋同步带轮组由逆旋同步带轮一、逆旋同步带轮二、逆旋同步带轮三组成；正旋同步带轮组装有正旋同步带，逆旋同步带轮组装有逆旋同步带，正旋同步带、逆旋同步带上分别装有多个同步带颗粒物料储料容器，下料充填步进电机通过下料充填步进电机驱动轴连接逆旋同步带轮一，颗粒物料搅拌传动机构包括搅拌电机、颗粒搅拌扇叶，搅拌电机通过搅拌电机轴与颗粒物料料仓内的颗粒搅拌扇叶连接，双同步带下料充填组合泵装在颗粒物料料仓下，双同步带下料充填组合泵下部设有颗粒物料出料口。

[0006] 一种间歇式包装机颗粒物料下料传动系统的控制方法，所述的控制方法包括以下步骤：

[0007] （1）颗粒物料搅拌传动机构: 系统上电，搅拌电机工作，将颗粒物料料仓内的物料均匀刮入同步带颗粒物料储料容器，实现双同步带下料充填组合泵的计量组合；

[0008] （2）双同步带下料充填组合泵:系统上电，系统控制器、下料驱动步进电机均带电，系统控制器完成拉袋走纸和横纵封封合操作后会自动按设置的参数即下料充填步进电机步长和速度，驱动双同步带下料充填组合泵运动，完成下料充填操作；

[0009] （3）下料充填操作结束，系统控制器自动执行新的拉袋、封合、下料充填操作，以此循环，自动完成间歇式包装机拉袋、封合、下料充填的生产过程。

[0010] 本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果：

[0011] 由于本发明采用传统农用水车运动原理，即双同步带下料充填组合泵模[0012] 式，在颗粒物料下料充填过程的同时，双同步带下料充填组合泵中又储备了下几袋所需物料，故而缩短下料充填时间，提高了整机包装速度。颗粒物料下料充填机构采用同步带颗粒物料储料容器，提高了下料充填物料计量精度。在下料信号作用下，完成包装机的颗粒物料的快速下料充填操作并达到颗粒物料包装计量精度要求。同时保证间歇式包装机包装计量在16g内可调、可定义，并具有足够宽的包装容量和足够快的下料充填时间。

[0013] 本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

[0014] 图1为本发明的传动系统主视结构示意图；

[0015] 图2为本发明的传动系统俯视结构示意图。

[0016] 其中：101、正旋同步带轮一，102、正旋同步带轮二，103、正旋同步带轮三，201、逆旋同步带轮一，202、逆旋同步带轮二，203、逆旋同步带轮三， 3、正旋同步带 ， 4、逆旋同步带 ，5、同步带颗粒物料储料容器 ， 6、下料充填步进电机驱动轴 ， 7.颗粒物料出料口，8、颗粒搅拌扇叶，9、搅拌电机轴，10、颗粒物料料仓，11、搅拌电机， 12、下料充填步进电机，
13、双同步带下料充填组合泵。

具体实施方式

[0017] 以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

[0018] 如图1～2所示的一种间歇式包装机颗粒物料下料传动系统，包括颗粒物料搅拌传动机构、双同步带下料充填组合泵、下料驱动步进电机，所述的双同步带下料充填组合泵13内装有正旋同步带轮组、逆旋同步带轮组、正旋同步带、逆旋同步带，其中正旋同步带轮组由正旋同步带轮一101、正旋同步带轮二102、正旋同步带轮三103组成，逆旋同步带轮组由逆旋同步带轮一201、逆旋同步带轮二202、逆旋同步带轮三203组成；正旋同步带轮组装有正旋同步带3，逆旋同步带轮组装有逆旋同步带4，正旋同步带，正旋同步带3和逆旋同步带4上各有16个同步带颗粒物料储料容器5，是根据颗粒物料比重和颗粒大小专门设计的计量容器，每个同步带颗粒物料储料容器的容积0.5g,且0.5g*16=8g;正旋同步带3和逆旋同步带4的最大容量是2*8g=16g,即此种颗粒物料下料充填计量大小在0.5g-16g可定义，工作时逆旋同步带4或正旋同步带3，可分别运动，也可同时运动，其组合主要决定于下料充填计量大小。大于16g计量包装可重新设计每个同步带颗粒物料储料容器5的容积。
下料充填步进电机12通过下料充填步进电机驱动轴6连接逆旋同步带轮一201，下料充填步进电机12驱动双同步带下料充填组合泵中逆旋同步带轮组，将正旋同步带3和逆旋同步带4中同步带颗粒物料储料容器5的计量组合的颗粒物料送入颗粒物料出口7。颗粒物料搅拌传动机构包括搅拌电机、颗粒搅拌扇叶，搅拌电机11通过搅拌电机轴9与颗粒物料料仓10内的颗粒搅拌扇叶8连接，双同步带下料充填组合泵装在颗粒物料料仓下，双同步带下料充填组合泵下部设有颗粒物料出料口7。

[0019] 间歇式包装机颗粒物料下料传动系统的控制方法，包括以下步骤：

[0020] （1）颗粒物料搅拌传动机构: 系统上电，搅拌电机工作，将颗粒物料料仓内的物料均匀刮入同步带颗粒物料储料容器，实现双同步带下料充填组合泵的计量组合；

[0021] （2）双同步带下料充填组合泵:系统上电，系统控制器、下料驱动步进电机均带电，系统控制器完成拉袋走纸和横纵封封合操作后会自动按设置的参数即下料充填步进电机步长和速度，驱动双同步带下料充填组合泵运动，完成下料充填操作；

[0022] （3）下料充填操作结束，系统控制器自动执行新的拉袋、封合、下料充填操作，以此循环，自动完成间歇式包装机拉袋、封合、下料充填的生产过程。

[0023] 工作原理：

[0024] 间歇式全自动包装机生产过程的三要素包括制袋、封合、充填等环节，缩短颗粒物料下料充填时间，提高颗粒物料下料充填速度、保证颗粒物料计量精度是本发明的重要解决要素。

[0025] 1.系统上电准备

[0026] 系统上电后，系统控制器、拉袋走纸步进电机驱动器、横纵封步进电机驱[0027] 动器、下料充填步进电机驱动器、各路功能步进电机和颗粒物料搅拌电机等均带电。

[0028] 2.颗粒物料下料充填的准备阶段

[0029] 1)拉袋操作

[0030] 在系统拉袋走纸启动信号作用下，系统控制器按设置的袋长参数和速度参[0031] 数输出相应的脉冲信息给步进电机驱动器，且使步进电机驱动拉袋走纸传动[0032] 机构完成拉袋走纸定长和商标跟踪操作；

[0033] 2) 封合操作

[0034] 拉袋走纸结束，系统控制器快速输出相应步进脉冲信息给横纵封步进电机[0035] 驱动器，进而使步进电机驱动横封加热棒和纵封加热棒且同步打开和闭合；

[0036] 3）颗粒物料下料充填的准备

[0037] 系统制袋封合结束，颗粒物料双同步带下料充填组合泵内物料及颗粒物[0038] 料搅拌机构均准备就绪，系统控制器驱动颗粒物料下料充填传动机构确定下[0039] 料充填的基准位置。

[0040] 3. 颗粒物料下料充填阶段

[0041] 1）电气控制原理

[0042] 系统控制器完成拉袋走纸和横纵封封合操作后会自动按设置参数（下料充填步进电机12步长和速度）输出给下料充填步进电机驱动器相应步长和速度脉冲信息，进而使下料充填步进电机12驱动双同步带下料充填组合泵执行颗粒物料的下料充填操作。

[0043] 2）颗粒物料下料充填传动机构运动原理

[0044] ①系统上电，下料充填步进电机12、颗粒物料搅拌机构均带电，颗粒物料双同步带下料充填组合泵中颗粒物料储料容器5内物料准备就绪。

[0045] ②工作时系统控制器完成拉袋走纸和横纵封封合操作后，会自动按设置参数（下料充填步进电机12的步长和速度）驱动与下料充填步进电机轴6相连逆旋同步带轮组和正旋同步带轮组将组合好的同步带颗粒物料储料容器5内的颗粒物料送入（主要依据自重原理）颗粒物料出料口7，实现颗粒物料的下料充填操作；下料充填操作的同时，同步带颗粒物料储料容器5连同正旋同步带3和逆旋同步带4中各同步带颗粒物料储料容器5中也同时储备了数袋所需物料。

[0046] 3）颗粒物料搅拌传动机构运动原理：系统上电，搅拌电机11工作，其作用是将颗粒物料料仓10内的物料均匀刮入同步带颗粒物料储料容器5，实现双同步带下料充填组合泵的计量组合。

[0047] 本发明的测试数据见表1。

[0048] 表1

[0049]