氣動(dòng)直線式自動(dòng)定量灌裝機(jī)在飲料、制藥等行業(yè)已得到廣泛的應(yīng)用，由于它采用了觸摸屏和PLC，使灌裝機(jī)定量調(diào)整變得直觀和簡(jiǎn)捷，因此受到很多需要經(jīng)常調(diào)整灌裝量的包裝企業(yè)的歡迎。但由于直線式灌裝機(jī)灌裝過(guò)程是輸送進(jìn)瓶→停止→灌裝→輸送出瓶，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程是間隙運(yùn)行，生產(chǎn)效率較低；另外，直線式灌裝機(jī)在進(jìn)出瓶時(shí)要求輸送設(shè)備頻繁啟停，易造成灌裝物外溢或容器傾倒。氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)式自動(dòng)定量灌裝機(jī)繼承了直線式灌裝機(jī)定量調(diào)整便捷、灌裝精度高的優(yōu)點(diǎn)，而且還能在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中進(jìn)行灌裝和進(jìn)出瓶，大大提高了工作的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。
1總體結(jié)構(gòu)
氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)式自動(dòng)定量灌裝機(jī)由機(jī)械傳動(dòng)部分、電氣控制部分和氣動(dòng)控制部分組成。機(jī)械傳動(dòng)部分主要完成進(jìn)出瓶工作；電氣控制部分主要完成定量調(diào)整、存儲(chǔ)、速度調(diào)整以及故障監(jiān)測(cè)報(bào)警功能；氣動(dòng)控制部分主要完成氣源的分配及各灌裝閥的開(kāi)閉。
2關(guān)鍵技術(shù)及其解決方案
2.1灌裝量轉(zhuǎn)換為灌裝閥開(kāi)閉時(shí)間
氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)式自動(dòng)定量灌裝機(jī)沿用了直線式灌裝機(jī)定時(shí)灌裝的方式，即在恒壓狀態(tài)下將灌裝量轉(zhuǎn)換為角座閥開(kāi)閉時(shí)間，并根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中檢測(cè)出的每個(gè)灌裝頭的灌裝誤差，由觸摸屏對(duì)各個(gè)灌裝頭進(jìn)行校正，將校正參數(shù)存儲(chǔ)于PLC內(nèi)部，所有這些參數(shù)在觸摸屏上均以ml為單位進(jìn)行顯示，因此定量調(diào)整直觀、快捷。
2.2灌裝頭定位的處理
直線式灌裝機(jī)在灌裝時(shí)，每個(gè)頭的位置相對(duì)固定，所有灌裝頭在瓶子輸送到位后同時(shí)開(kāi)啟，而旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)是在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn)瓶和灌裝，由于每個(gè)頭的校正參數(shù)不一樣，因此必須在開(kāi)啟灌裝閥之前判斷是哪一個(gè)灌裝頭處于灌裝區(qū)域，從而確定開(kāi)啟哪一個(gè)灌裝閥和通過(guò)計(jì)算確定閥開(kāi)啟的時(shí)間。在該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，為了使灌裝頭信號(hào)準(zhǔn)確送入PLC，將電感式接近開(kāi)關(guān)固定安裝，并在其下方有效距離內(nèi)安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)分度盤(pán)，該分度盤(pán)與灌裝頭準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)并隨灌裝頭旋轉(zhuǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)分度盤(pán)上的金屬感應(yīng)片和固定安裝架上的接近開(kāi)關(guān)確定哪一個(gè)灌裝頭進(jìn)入灌裝區(qū)，并將信號(hào)送入PLC，確保灌裝閥的開(kāi)啟不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作。
2.3無(wú)瓶不灌裝的處理
灌裝過(guò)程中確保無(wú)瓶不灌裝是非常必要的，由于旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)采用下凸輪結(jié)構(gòu)將瓶子抬起并送入導(dǎo)瓶套內(nèi)，從而確保灌裝嘴與瓶口對(duì)齊，當(dāng)有瓶子時(shí)，在瓶口送入導(dǎo)瓶套的同時(shí)推動(dòng)信號(hào)板抬起，擋住光電開(kāi)關(guān)，發(fā)出有瓶信號(hào)，灌裝閥開(kāi)啟；如無(wú)瓶則信號(hào)板不會(huì)抬起，光電開(kāi)關(guān)不發(fā)出信號(hào)，灌裝閥也不會(huì)開(kāi)啟，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)瓶不灌裝。
2.4旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣端品的處理
在旋轉(zhuǎn)式氣動(dòng)灌裝機(jī)中，負(fù)責(zé)為各灌裝閥提供氣源的儲(chǔ)氣罐是隨灌裝頭旋轉(zhuǎn)的，因此，在設(shè)計(jì)中選用了德國(guó) Festo旋轉(zhuǎn)型快插接頭QSRL-G3/8-10作為進(jìn)氣端口接頭，固定進(jìn)氣端與氣源聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣端與儲(chǔ)氣罐聯(lián)接，從而有效地解決了為旋轉(zhuǎn)中的儲(chǔ)氣罐輸送壓縮空氣的問(wèn)題。該旋轉(zhuǎn)接頭較大旋轉(zhuǎn)速度可達(dá)25r/min，可滿(mǎn)足該產(chǎn)品的較大工作速度的要求。
2.5電源的分配
灌裝閥的準(zhǔn)確開(kāi)閉關(guān)系到灌裝精度，為保障在灌裝過(guò)程中對(duì)每一個(gè)電磁閥的準(zhǔn)確控制，采用了全封閉式過(guò)孔導(dǎo)電滑環(huán)對(duì)PLC輸出端的信號(hào)進(jìn)行傳遞，以確保灌裝閥的準(zhǔn)確開(kāi)關(guān)。
3PLC程序設(shè)計(jì)
灌裝機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后，PLC根據(jù)固定在安裝架上的接近開(kāi)關(guān)的信號(hào)，確認(rèn)進(jìn)入灌裝機(jī)的灌裝頭號(hào)；同時(shí)置瓶臺(tái)上升，PLC確認(rèn)灌裝頭下是否有瓶，如有瓶，則調(diào)用存儲(chǔ)在PLC內(nèi)的灌裝量，確認(rèn)灌裝閥開(kāi)啟時(shí)間；使用壓力開(kāi)關(guān)和浮球開(kāi)關(guān)確認(rèn)氣壓和液位正常后，打開(kāi)灌裝閥開(kāi)始灌裝，在到達(dá)灌裝時(shí)間后，關(guān)閉灌裝閥；灌計(jì)完畢后置瓶臺(tái)下降，出瓶撥盤(pán)將完成灌裝的瓶子送出到輸送線上。
4結(jié)論
氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)不僅保留了氣動(dòng)直線式灌裝機(jī)定量調(diào)整方便、直觀的優(yōu)點(diǎn)，而且還有效解決了氣動(dòng)直線式灌裝機(jī)生產(chǎn)效率低，間歇式的生產(chǎn)過(guò)程，大大提高了生產(chǎn)效率和工作的穩(wěn)定性。由于采用了以PLC為核心的控制系統(tǒng)，因此能適時(shí)監(jiān)測(cè)氣壓不足、液位不足、卡瓶等故障并及時(shí)報(bào)警，保障生產(chǎn)穩(wěn)定可靠地進(jìn)行。
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