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创新的自动灌装机方案
日期:2022.09.25

摘要:自动灌装机由变频器控制的连续回转运行的大盘采用桶身定位技术实现管制桶的进给,回转大盘整个圆周被均匀分成多组,每组有多支待灌装桶同时被灌装,当灌装信号到来时,多支灌装针头由与回转大盘协调运行的凸轮机构控制下降至多个桶内一定深度。

自动灌装机采用三级给料灌装控制,实现快、中、慢对阀门闭合的控制,由PLC信号控制气缸行程以完成称重、灌装、开盖、开阀、闭阀、加盖等动作集管制塑料桶消毒、输瓶、定量灌装、送盖和轧盖等功能于一体。正常工作中液料由储料池经供料泵流人高位储料缸,将桶手工送到秤台位置,开盖气缸运动至给定位置卡住阀座,开阀气缸向下运动,依靠开阀气缸提供力取下阀口,开盖气缸退回。开阀气缸上升并依靠开阀气缸力顶开灌装头密封装置,开始灌装并计量,称重模块计量达到给定重量值时,开阀气缸退回灌装阀闭合开盖气缸运动至给定位置,开阀气缸向上运动,阀盖装上。

液体灌装机生产线由变频器控制的连续回转运行的大盘采用桶身定位技术实现管制桶的进给,回转大盘整个圆周被均匀分成多组,每组有多支待灌装桶同时被灌装,当灌装信号到来时,多支灌装针头由与回转大盘协调运行的凸轮机构控制下降至多个桶内一定深度,同时跟随回转大盘同步运行并进行灌装,定量灌装完毕多支灌装针头由凸轮机构提升至完全脱离灌装桶并快速回摆至初始位置,并等待灌装下一组空桶,灌装完毕的桶被输送到轧盖环节进行处理,至此灌装系统完成一次循环动作。数字信号处理器DSP的运动控制器,结合安川交流伺服单元及伺服电机,组成了一套适应性与灵活性很强的伺服控制系统以替代凸轮进给与快速回摆功能。为降低系统对驱动器功率的要求,降低工程成本并保证系统能驱动负载进行快速加/减速运动,负载传动环节采用了同步齿型带经步轮减速传动装置,同步齿型带减速装置具有弹性与阻尼特性,不仅对震动有隔离作用,而且减少了负载折合到电机的转动惯量,但提高了负载传动环节阶次,增加了控制难度。液体灌装秤位置跟踪性能及其对周期性干扰信号的抑制能力是灌装针头对灌装桶的水平位置跟踪系统是实现垂直灌装的前提保障。由于生产效率和灌装质量的需要,灌装系统运行速度越来越快,水平位置跟踪精度越高,待罐装桶口径越小,系统跟踪精度就越高。针对全自动灌装机要求水平位置跟踪系统控制算法简单、实时性好和精度高的实际情况,提出将PID控制与改进双重复控制相结合,利用各自优点构成基于双重复控制与PID控制的复合控制策略,采用遗传算法对PID参数进行整定,在每个重复控制器通道中引入PD(比例、微分)环节。

称量灌装机通过气缸带动一个活塞来抽取和打出物料用单向阀控制物料流向,用磁簧开关控制气缸的行程调节灌装量,利用称重模块与称重仪表用数据线连接,在计量过程中电子秤的压力信号不断传输到称重仪表,在达到预置定量重量时控制仪表控制停泵、关闭气动阀门。称重灌装机由PLC可编程器控制,容器送进时秤体电动滚筒同时运转,称重模块上的光电开关检到经过的容器发出的信号,控制电机停止容器到达灌装位置时发出的信号,由PLC控制电动滚简停止并自动去皮,灌装阀由步进电机驱动下降到达下限位,井由行程开关发出信号,PLC控制灌装阀全开启进行灌装。当到达设定值时,电磁阀动作,灌装阀半开启进行灌装,灌装的同时步进电机按预先设定的速度通过丝杠驱动灌装阀上升:当达到灌装要求时灌装关闭,灌装阀到达上限位行程开关停止并发出信号。PLC同时控制电机秤体电动滚简同时运转,成品输出,再将将容器放入电子秤平台,桶口对准灌装嘴,此时程序启动,灌装咀自动下降,打开灌装阀进料,当达到设定量是自动停止灌装,灌装咀上升,完成灌装过程。

自动填充机机针对灌装线的系统共由20个直线电机模块组成,每个模块长25厘米,半圆形用作曲线模块,以及30个带有半圆形工件托架夹具的动子。最后构成一个长约3米的椭圆形轨道。整个系统—轨迹速度为1.5米/秒,动子最大加速度为10米/秒²—通过一台C6920控制柜式PC控制,控制周期时间为2毫秒。10瓶为一批次,在静止情况下灌装,以便能够满足所需的工艺要求。然后,容器通过一个旋转过程被密封,这是一个连续的过程。10个工件为一组的模块必须在相对短的时间和不到1米的距离内与连续封口机同步。在灌装过程中,等待着装满的瓶的十个夹具并排排列,中间没有一点间隙。但在进入封口机时,它们必须有一定的等距间距。这也适用于各自包含10个夹具两组组件的距离,两组之间应该没有间隙。这些对于填充系统是理想的应用。

称重灌装机在灌装区域数量为10瓶的一个组,封口机中有另一个组在同步阶段,第三个组从封口处理过程中卸货或返回到罐装区,进一步优化和更好地利用自动灌装机的性能储备,以节省更多的动子,从而降低成本。使得过程序列是以这样一种方式映射,自动灌装机可以复制最慢的子进程,从而显著提高整体处理速度。这些典型的例子都是较复杂的,因此在灌装系统开发过程中会出现因产品回顾性修改造成的耗时的封口机制或额外的处理步骤。


多工位液体灌装机
液体灌装机基于单片机、射频卡及网络集成技术的现场管理、控制系统,可以对物料灌装进行实时有效的控制。实现对灌装重量的实时检测和灌装过程电磁阀的实时开闭,数据上传进行有效的微机化管理。
液体抽料混合配料系统的应用
配料系统采用双CPU构成冗余系统,由西门子公司提供的 STEP7MicroWin V4.0SP6 编程软件作为人机界面编写程序调试程序、下载程序等。PC 机与PLC 实验机用一根PC/PPI电缆连接进行通信,并对相应的参数进行设置。
自动液体灌装机功能应用
自动液体灌装机由变频器控制,实现无级变速,设定目标重量,操作简单灌装速度快,采用大、小两段给料灌装方式,可选配电脑连线或实时打印灌装日期、序号、净重、皮重、累计重量等灌装参数。
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