14包装机械_生产线

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1、第十四章 包装生产线 第一节 概 述 随着科学技术的发展，包装工艺发展到分别进行内包装、外包装、运输包装等包装操作。 将这些相互独立的自动或半自动包装设备、辅助设备等按包装工艺的先后顺序组合起来，即成为包装流水线。,被包装物品从流水线一端进入，经过不同的包装设备，成品从流水线的末端不断输出。 在包装流水线中，工人参与一些辅助的包装作业，如整理、输送、包装容器供给等。,方便面生产流水线示意图 该生产线需人工完成供盖、整理装箱及封口等工作。 为进一步提高生产率，在流水线的基础上，再配置适当的自动控制、检测、调整装置、自动供料及输送装置等，使被包装物品能按既定的工序和定的节拍自动完成全部包装工艺过程

2、。 整个包装过程不需人直接参与操作，仅需完成开机、出现故障时进行调整检修、控制等。这种生产线即称为包装自动线。,自动集合包装线示意图 目前我国在饮料、酒类、卷烟、牙膏、盒装茶叶、香皂、农药、方便面等生产方面已有了不同规模的包装流水线和自动线。 这些包装线在生产中已发挥了应有的作用，收到了良好的经济效益。但与世界先进水平相比差距仍较大。,包装自动生产线的分类及组成一、包装自动生产线的分类按包装机排列形式分: 串联、并联和混联三种类型； 一般以串联和混联较多。按包装机之间的联系特征分: 刚性、挠性、半挠性生产线三种,如图14-4所示。,刚性生产线 被包装物品在生产线上完成全部包装工序，均由前一台包

3、装机直接传递给下一台包装机，所有包装机均按同一节拍工作。如其中一台包装机出现故障，其余各机均应停止。一般可靠性非常高的包装机可采用该联接方式。,挠性生产线 被包装物品在生产线上完成前道包装工序后，经中间贮存装置贮存，根据需要由输送装置送至后工序包装机。即使生产线中某台包装机出现故障，也不会立刻影响其余包装机正常工作。,半挠性生产线 生产线由若干个区段组成，每个区段内的包装机间以刚性联接，各区段间为挠性联接。 如灌装生产线，其中灌装机与压盖机常以刚性联接组成机组。,二、包装自动生产线的组成 包装自动生产线主要由三大部分组成。 自动包装机：它是生产线最基本的工艺设备； 输送存贮等辅助装置：它是将自

4、动包装机联接成线的必要捕助设备； 自动控制系统：它是控制包装机和辅助装置，使生产线中各台设备工作同步，即包装速度、输送速度等相协调，从而获得最佳的工作状态，达到理想的包装质量和产量要求的系统。,随着机电一体化在包装机上的应用，必将对包装自动线的发展起到积极的推动作用。 如卷烟包装自动线中，当烟缺支无封签时，通过检测装置采集信号，传递给控制系统，便能及时将次品剔除。 在包装自动线中，有时通过检测传送带上包装物的状态(滞留量、正常姿态等)，从而进行包装机的控制，或者在包装机暂停时对传送带进行控制。 成组包装时还需装有数量检测、识别等装置。 因此没有自动检测控制装置，生产线无法正常工作。,三、检测控

5、制用传感器 起连接作用的传送带以及向包装机进行输送的供给装置需采用各种控制方式。必须对包装物的有无、滞留量、正常姿态(颠倒)、集合包装时的数目等进行检测，并采取相应措施，才能保证向下一道工序输送完全符合要求的包装物。此外诸如气缸等元件的程序控制也需要使用同样的传感器。 传感器：是以某种方法将物理量转换成物体的运动(位移)而加以利用的装置（包括检测开关）。 用于自动线的传感器动作频率高，动作的状态也干差万别，故障率也比较高，故在选用时要特别注意。,表14-l列举了几种检测开关的特性，更详细的特性需查阅有关手册。,通过检测控制对象的条件，应当满足下述要求：（1）进行程序控制的场合，必须能够自动指示

6、下道工序的运作或动作状态；（2）进行反馈控制时需自动采取与对象条件相应的必要措施。 例如检测滞留的场合，必须能够自动实现前道工序的停止，或从旁路流出，或后道工序的机械加速等。,四、包装机之间实现同步的方法 机械与机械间实现同步的方法有多种，下面介绍两种方法；1电同步法 像制袋充填机与装盒机联接的场合，包装材料为软包装材料，内装物为粉、粒等，如果两台机器间有包装物滞留，很容易导致互相重叠，乃至损坏，使设备易出现故障，为此可采用两台包装机直接连接组成刚性生产线。方法一：是两台包装机采用一台电机驱动，但这种方法需对每台包装机进行调整，运行时需要进行离台器操作，并需采用相应的安全装置。,方法二：可用电

7、器将两台包装机连接起来，图14-5即为一例。 为使各自独立驱动的两台(或多台)机器同步运行，其中一台机器上安装普通电动机，而另一台(或多台)机器上安装电子控制式变速电动机。通过检测同步发讯机与同步收讯机因相互的角度差而产生的输出电压的变化，由控制装置控制变速电动机增速减速，以实现机械的同步运行。,2速度同步法 将包装机与产品制造装置相连接，或者将包装物从个体包装机送入内包装机时，多使制品滞留在连接传送带上(此时传送带又做为缓冲存贮器使用)。通常将后道工序机器的生产率提高1015，当传送带上没有包装物时，机器空转，当包装物积压时又开始进行包装。当后道工序机器属于像卧式制袋充填包装机那样没有防止包

8、装材料空送装置的机型，只要对传送带上制品的滞留状况进行检测，就能使该机的包装速度自动进行调整，便可实现生产线的同步、协调。,对于塑料薄膜热封合卧式制袋充填机，即使包装速度有土10的变动，甚至因薄膜不同而有20的变动，也能进行正常包装。 如图14-6所示，只要包装物积压位置超过最低量传感器所处的位置，包装机即开始工作； 积压量超过速度传感器时切换成高速运行； 积压量末达到该传感器位置时，则低速运行。 此外未达到最低传感器时包装机停止，超过最高量传感器位置时，或使前道工序停止，或发出向自动线外排出的信号将包装物排出。通常将包装机的速度调整到与前道工序相适应的位置，这样，包装物滞留量将保持在速度控制

9、器前后的位置上而自动运行。,五、组成包装自动线时应考虑的问题1必须了解包装物的物理性质 必须事先对包装物的形状、特性、包装材料等进行充分地研究。采用包装机组成自动线时，要考虑包装物品是否能以稳定正常的状态进入下道工序。 特别是不稳定型形状的包装物容易出现异常传送现象，也易导致故障的产生。与制造工序连成自动线时，因包装机发生故障而使制造装置停止是几乎不可能的。如食品等的烤制等在通过隧道炉之前是绝对不能停机的。另外高温的食品如面包、油炸方便面等，必须冷却到常温才能进行包装。因此自动线应尽可能确保贮存空间。,2在机器之间设置缓冲区 例如设包装机单机的运行率为99，若两台刚性联接，则理论上运行串为98

10、01；若三台则为9703；联接台数越多，从理论上讲总运行率越低。 如果一条包装自动线总运行率太低，组成自动线则失去意义。因此为防止运行率降低，在机器之间连接部位设置缓冲单元，即使下道工序的机器短时间内因故障而停机，从前道工序排出的制品则进入缓冲单元贮存起来，等机器正常工作后再顺次进行包装。反之当前一道工序的机器出现短时间故障，则缓冲单元贮存的制品仍可供给后一道工序的机器进行正常包装作业。 为了处理缓冲单元积存的制品，通常后道工序机器的生产率比前道工序高1020。采取这样的措施，自动线的总运行率与单机的运行率大抵相近。,3内包装机与外包装机应匹配 作为运输包装的外包装，一般是把数个到数十个经过内

11、包装的商品汇集成一个外包装。 内包装外包装自动线：一般由数台内包装机与一台外包装机相连接。 外包装机的包装能力取决于内包装机排出的商品合流(集合)后向外包装机供给的能力。 此外也可以考虑根据情况让外包装机的包装能力留有余量，只需增加内包装机便可提高生产线的生产能力。,六、采用包装自动线的目的 提高劳动生产率； 提高包装产品质量； 改善劳动条件，降低工人分动强度； 减少占地面积； 降低包装产品成本。一般在品种少、大批量生产时宜采用包装自动线，否则不经济。,第二节 工艺路线与设备布局一、工艺路线 包装工艺路线是包装自动生产线总体设计的依据，它是在调查研究和分析所收集资料的基础上确定的。设计包装工艺

12、路线时，应在保证包装质量的基础上，力求高效率、低成本、结构简单、便于实现自动控制、维修和操作方便等。根据包装自动生产线的工艺特点，提出以下设计原则：1合理选择包装材料和包装容器 如糖果包装机中采用卷筒包装材料，有利于提高包装机的速度；对于衣领成型器而言，宜选用强度较高的复合包装材料；制袋充填封口机所使用的塑料薄膜应预先印上定位色标，以保证包装件的正确封切位置； 自动灌装机中为使灌装机连续稳定运行，瓶口的形状与尺寸应符合精度的要求等。,2确定工序的集中与分散工序集中与分散程度是依据哪一种设计更能全面、综合地保证质量、提高生产率和降低成本等因素而决定的。工序集中的持点：由于工序集中，减少了中间输送

13、、存贮、转向等环节，使机构得以简化，可缩减生产线的占地面积。 但是工序过分集中，会对包装工艺增加更多的限制，降低了通用性，增加了机构的复杂程度，不便于调整。 所以采用集中工序时应保证调整、维修方便，工作可靠，有一定通用性等。工序分散的特点：为提高生产率，便于平衡工序的生产节拍，可以将包装操作分散在几个工序上同时进行，使工艺时间重叠，即工序分散。 例如回转式自动灌装机头数愈多，生产率愈高。工序分散可减小机构的复杂程度，提高工作可靠性，便于调整和维修等。但生产线占地面积大，过分分散也使得成本增加，不太经济。 总之对于工序的集中和分散，应根据生产线的特点全面综合地进行分析比较，力求合理，方案最佳。,

14、3平衡工序的节拍 平衡工序的节拍是制定包装自动生产线工艺方案的重要问题之一。 各台包装机间具有良好的同步性，对于保证包装自动生产线连续协调地生产非常重要。平衡节拍时，反对压抑先进，迁就落后的平衡办法。平衡工序节拍的措施： 将包装工艺过程细分成简单工序，再按工艺的集中、分散原则和节拍的平衡，组合为一定数量的合理工序 受条件限制，不能使工序节拍趋于一致时，则尽可能使其成倍数，利用若干台包装机并联达到同步的目的。 采用新技术，改进工艺，从根本上消除影响生产率的工序等薄弱环节。事实证明，新型机械的出现，往往均是采用了新工艺的结果。,总之工艺方案的选择是一个非常复杂的问题，必须从产品包装质量、生产成本、

15、可靠性、劳动条件和环境保护等诸方面综合考虑。所制定的包装工艺方案应是：（1）先进、可靠和切实可行的；（2）在保证包装质量的前提下，力求提高生产率；（3）同时应使生产线结构简单，噪声低，便于操作、维修等。 在制定包装工艺方案时，一般应同时拟定几个术同方案，进行分析对比，在进行必要的试验之后，适当修改和综合，最后确定。 工艺方案的合理性并非一成不变，它应随着生产的发展和条件的变化而发生变化。,二、绘制工艺原理图 在选择和确定了包装工艺方案之后，就应着手绘制工艺原理图。包装自动生产线的工艺原理图只需给出各单机所完成的功能。 图14-7为装箱自动生产线的工艺原理图。工艺原理图是不可缺少的原始资料，绘制工作循环图及有关机构的设计和选择，都以此为基础。,三、设备布局 包装工艺路线和设备确定后，本着简单、实用、经济的原则布置设备，力求方案最佳。 另外还应考虑根据厂房的变化，灵活安排布局，并为以后的技术改造留有余地。 设备一般采用平面布置和立面布置两种形式1平面布置 平面布置应力求生产线短，布局紧凑，占地面积小，整齐美观以及调整、操作、维修方便等。 包装自动生产线的排列可采用多种形式布置，如直线型、直角形或框形等。至于采用何种形式布置需综合考虑。 比如：车间的平面布置、柱子间距、各台设备的外形尺寸和生产能力、输送机形式等。 另外还要便于操作和实现集中控制等。,