CN204355368U - 连续式包装机包装成品袋甩刀分切装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续式包装机包装成品袋甩刀分切装置，包括甩刀分切驱动机构和包装机***控制器，甩刀分切驱动机构包括分切驱动步进电机、分切主切刀和分切副切刀,包装机***控制器在分切切刀基准位置感应传感器信号作用下，驱动分切驱动步进电机，带动切刀传动轴及分切主动刀旋转，分切主动刀与分切副切刀配合将包装成品袋按照设置分切袋数切断，分切主切刀继续旋转至分切主切刀基准位置处，等待连续式包装机下一次包装生产循环。本实用新型能有效避免整机的功率损失，减少机械传动噪音，极大节省连续式包装机的使用空间，降低了整机安装、调试成本，提高生产效率和缩短生产周期。

Description

连续式包装机包装成品袋甩刀分切装置

技术领域

本实用新型属于包装机械设备领域，涉及一种连续式包装机包装成品袋甩刀分切装置。

背景技术

目前国内连续式包装机物料包装的生产过程包括包材纵向牵引和纵向封合、横向封合、下料充填、包装成品袋切断几个环节。其中包装成品袋切断一般是根据客户需求和包装制袋成型器结构，决定包装成品袋切断方式和结构，固有背封（枕型袋）、三边封、四边封之分，就其成品袋切断环节主要是有两种切断方式：一是夹刀结构（切断刀夹在横封辊上），其切断原理是在横封辊封合操作的同时，将包装成品袋切断；二是甩刀结构，其原理是甩刀结构总成上的主切刀和副切刀在横封辊封合后，两切刀的配合实现包装成品袋的切断操作。两种包装成品袋切断方式均是切断与不切两种操作，它是通过手动离合器实现的。目前随着后续包装、整理要求；客户包装技术附加值市场需求，且要求包装成品袋切断环节的切刀方式是有：分切、点切、连切、不切等市场需求。下面说明几款连续式包装机，包装成品袋切断环节上，广泛使用甩刀装置的市场和技术现状。

1.手动离合器夹刀装置特点及不足之处：包装成品袋夹刀切断方式一是采用手动离合器控制：机械离合器闭合，实现连切操作（每袋均切）；机械离合器打开，实现不切操作。二是无法实现分切、点切的控制操作。

2.手动离合器甩刀装置的特点及不足之处：

①齿轮传动结构复杂，装配机械部件多。该甩刀装置的主动刀驱动需由多组

传动齿轮驱动与链接（涉及到复杂的齿轮传动比设计）；

②甩刀装置运行环节的复杂性增加员工安装、调试成本；

③功率消耗大。多组齿轮传动结构链接增加了主电机功率；

④甩刀切刀装置运行噪音大。

3．电磁离合制动器甩刀装置的特点及不足之处：

 ①电磁离合制动器甩刀装置机械配置简单，使用机械传动部件少，利于安装、调试；

 ②电磁离合制动器高频特性差，不适合包装机高速运行；

 ③电磁离合制动器需定时保养，长期运行可靠性差，不利于包装机设备运行稳定性。

 ④电磁离合制动器的采购成本应该在1000元。

4.伺服电机驱动甩刀装置的特点不足之处：

①包装成品袋切断环节运行可靠性高；

 ②伺服电机驱动甩刀装置的配置成本高，极大地抑制了这种配置的推广和配装;

 ③伺服电机驱动甩刀装置控制实现必须在智能化连续式包装机设备上使用

与操作；

④一台普通颗粒连续式包装机，整机销售价格约11000元，伺服电机驱动甩

刀装置的***格需约6000元，故不适用于批量生产。

发明内容

本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种连续式包装机包装成品袋甩刀分切装置,成品袋切断环节的甩刀采用步进电机直接驱动，实现包装成品袋的切断（分切、点切、连切、不切）操作，以满足包装机设备生产日益发展的需求。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

依据本实用新型提供的一种连续式包装机包装成品袋甩刀分切装置，包括甩刀分切驱动机构和包装机***控制器，所述的甩刀分切驱动机构包括分切驱动步进电机、分切主切刀和分切副切刀，分切驱动步进电机固装在电机支架上，分切驱动步进电机连接切刀传动轴，切刀传动轴上装有切刀传动齿轮，切刀传动轴连接刀轴支撑轴承，切刀传动轴端部分别装有切刀传动轴承盖、切刀位置感应套，切刀位置感应套通过切刀位置感应紧固螺钉固定，并在切刀位置感应套上装有分切切刀位置感应触点，其下部装有分切切刀基准位置感应传感器,并固定在切刀支撑框架上，切刀支撑框架上装有电机支架，切刀支撑框架上留有刀体安装口，刀体安装口上装有分切主切刀，与其对应的分切副切刀装在切刀支撑框架上，分切副切刀与分切副切刀垫块分别由分切副切刀固定螺栓、刀块固定螺栓固定，分切副切刀垫块上装有分切副切刀调整螺栓；所述的包装机***控制器的输入端分别连接测速信号传感器、横封位置传感器、光电信号传感器、下料启动传感器、切刀基准传感器、主电机启停信号，包装机***控制器的输出端分别连接纵向牵引脉冲控制接口、下料脉冲控制接口、下料方向控制接口、切刀脉冲控制接口、切刀方向控制接口、主电机控制接口，纵向牵引脉冲控制接口顺序连接纵向牵引步进驱动器、纵向牵引步进电机、纵封辊机械传动装置，下料脉冲控制接口、下料方向控制接口分别连接下料驱动器的输入端，下料驱动器的输出端顺序连接下料步进电机、物料下料充填机械传动装置，切刀脉冲控制接口、切刀方向控制接口分别连接切刀驱动器的输入端，切刀驱动器的输出端顺序连接切刀步进电机、甩刀总成机械传动装置，主电机控制接口顺序连接包装机主电机、包装机偏心轮机械传动机构。

本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果：

1.本实用新型是去掉连续式包装机手动包装成品袋切断离合器控制机构和多组齿轮组传动的甩刀切断包装成品袋机械机构，使用性价比高的步进电机直接驱动甩刀主动刀机构，利用步进电机驱动的控制***实现包装成品袋的分切、点切、连切、不切操作，有效避免整机的功率损失，减少机械传动噪音，极大节省连续式包装机的使用空间，降低了整机安装、调试成本，提高生产效率和缩短生产周期。

2.本实用新型是采用智能型控制方式完成高性价比连续式包装机包装成品袋切断环节的配装，满足连续式包装机市场需求。即步进电机驱动甩刀装置成本，一般低于手动离合器甩刀装置（机械部件成本）和电磁离合制动器甩刀装置（机械和电气成本）的成本，且控制性能大大高于他们，且只是伺服电机驱动甩刀装置成本的八分之一。

3.本实用新型采用智能性、性价比高的嵌入式微处理器和嵌入式控制技术，针对连续式包装机***控制与操作集综合管理于一体，实现各环节独立高精度控制。即：

1）连续式包装机智能型包材纵向牵引和纵向封合（包装袋袋长和光电跟标）的高精度控制与操作。

2）连续式包装机智能型下料充填（颗粒、粉剂、酱类物料）的高精度控制与操作。

3）连续式包装机智能型包装成品袋切断的高精度控制与操作。

4.本实用新型横纵封封合均选用高精度等级≤0.1的温度控制仪表，分别保证连续式包装机纵向封合和横向封合包装成品袋的封合质量和封合效果。

5.连续式包装机包装成品袋甩刀在控制***中确定独立的分切切刀位置感应传感器基准和横封位置检测基准，在此两信号作用下，直接驱动甩刀分切驱动步进电机，自动实施包装成品袋的切断操作。即信号采样思路明确，实施动作有效，充分证明了智能型控制的效果。

5.连续式包装机的纵向牵引和 纵向封合、横向封合、下料充填、包装成品袋切断生产过程均是一键操作（包装机***启动和停止）实现。

本实用新型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

图1为本实用新型的甩刀分切驱动机构的主视示意图；

图2为本实用新型的甩刀分切驱动机构的右视示意图；

图3为本实用新型的电气控制原理框图。

    其中：1.分切驱动步进电机，2.电机支架，3.切刀传动齿轮，4.切刀传动轴，5.刀体安装口，6.刀轴支撑轴承，7.切刀传动轴承盖，8.切刀位置感应套，9.切刀位置感应紧固螺钉，10.分切切刀位置感应触点，11.分切切刀基准位置感应传感器，12.分切主切刀，13.分切副切刀，14.切刀支撑框架，15.分切副切刀垫块，16.分切副切刀固定螺栓，17.分切副切刀调整螺栓，18.刀块固定螺栓，19.包装成品袋。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1～3所示的一种连续式包装机包装成品袋甩刀分切装置，包括甩刀分切驱动机构和包装机***控制器，所述的甩刀分切驱动机构包括分切驱动步进电机、分切主切刀和分切副切刀，分切驱动步进电机1固装在电机支架2上，分切驱动步进电机连接切刀传动轴4，切刀传动轴上装有切刀传动齿轮3，切刀传动轴连接刀轴支撑轴承6，切刀传动轴端部分别装有切刀传动轴承盖7、切刀位置感应套8，切刀位置感应套通过切刀位置感应紧固螺钉9固定，并在切刀位置感应套上装有分切切刀位置感应触点10，其下部装有分切切刀基准位置感应传感器11，并固定在切刀支撑框架14上，其运动时与主切刀同步，切刀支撑框架上装有电机支架，切刀支撑框架上留有刀体安装口5，刀体安装口上装有分切主切刀12，与其对应的分切副切刀13装在切刀支撑框架上，分切副切刀与分切副切刀垫块15分别由分切副切刀固定螺栓16、刀块固定螺栓18固定，分切副切刀垫块上装有分切副切刀调整螺栓17。

本实用新型分切时切刀安装平刀或花刀（包装成品袋切断），也可以是点切，如果是点切，切刀安装点切刀（包装成品袋不切断，留下易撕口）。分切驱动步进电机安装在电机支架上，直接驱动切刀传动齿轮，这里分切驱动步进电机与切刀传动轴通过切刀传动齿轮链接的目的，主要是用于克服分切驱动步进电机与分切主切刀的切刀传动轴的直接链接的旋转误差及不同心度的旋转扭矩损失。分切驱动步进电机通过切刀传动齿轮直接驱动分切主切刀，并与分切副切刀配合，实现包装成品袋切断操作。

包装机***控制器的输入端分别连接测速信号传感器、横封位置传感器、光电信号传感器、下料启动传感器、切刀基准传感器、主电机启停信号，包装机***控制器的输出端分别连接纵向牵引脉冲控制接口、下料脉冲控制接口、下料方向控制接口、切刀脉冲控制接口、切刀方向控制接口、主电机控制接口，纵向牵引脉冲控制接口顺序连接纵向牵引步进驱动器、纵向牵引步进电机、纵封辊机械传动装置，下料脉冲控制接口、下料方向控制接口分别连接下料驱动器的输入端，下料驱动器的输出端顺序连接下料步进电机、物料下料充填机械传动装置，切刀脉冲控制接口、切刀方向控制接口分别连接切刀驱动器的输入端，切刀驱动器的输出端顺序连接切刀步进电机、甩刀总成机械传动装置，主电机控制接口顺序连接包装机主电机、包装机偏心轮机械传动机构。控制***结构说明如下：

1.***输入信息说明

①测速信号传感器：连续式包装机主电机速度检测。使用电感式NPN常开型

接近开关。本控制***的各环节的速度均是以主电机速度为基准。

②横封位置传感器：横封辊位置采样检测。使用电感式NPN常开型接近开关。

一是用于包装机***运行包装袋计数信息采样；二是用于包装机甩刀动作的

基本信息之一。

③光电信号传感器：塑料包材光电跟标信号检测。使用同轴光电开关。用于包装袋色标检测。

④下料启动传感器：包装机下料启动信号检测。使用电感式NPN常开型接近开关。用于包装机下料充填装置的启动采样。

⑤切刀基准传感器：包装机甩刀基准信号检测。使用电感式NPN常开型接近

开关。用于包装机甩刀基准位置和启动运行信号检测。

⑥主电机启停信号：包装机主电机启动和停止控制信号。使用无锁按键开关。

用于包装机主电机的启动和停止控制。

2.***输出结构说明

①包装机主电机运行机构：基本组成-主电机启停信号、主电机控制接口、包

装机主电机、包装机偏心轮机械传动机构。在主电机启动信号作用下，主电

机控制接口信号有效，包装机主电机运行，包装机偏心轮横封辊机械传动机

构、纵封辊机械传动装置均运行。

②包装机纵向牵引机构：基本组成-测速信号传感器、横封位置传感器、光电

信号传感器、纵向牵引脉冲控制接口、纵向牵引步进驱动器、纵向牵引步进

电机、纵封辊机械传动装置。该机构按照***控制器设置相关参数（纵封辊

辊径、细分数、速比、包装袋袋长或跟标等），在主电机速度信号作用下执行

纵封辊的纵向牵引和纵向封合运动。

③包装机下料充填机构：基本组成-下料启动传感器、下料脉冲控制接口、下料方向控制接口、下料驱动器、下料步进电机、物料下料充填机械传动装置。该装置***运行时，在下料启动信号信号作用下，按照***控制器设置的相关参数（计量g数）执行下料充填操作。其中下料方向控制接口主要应用于下料步进电机的反转操作。

④包装机甩刀切断机构：基本组成-横封位置传感器、切刀基准传感器、切刀

脉冲控制接口、切刀方向控制接口、切刀驱动器、切刀步进电机、甩刀总成

机械传动装置。实际运行时，横封位置传感器信号之后，在切刀基准传感器

信号作用下，包装机甩刀总成机械传动装置的主动刀执行包装成品袋的切断

操作。其中切刀脉冲控制接口、切刀方向控制接口两有效信号用于***上电

时甩刀总成的主动刀基准位置调整需要。

连续式包装机包装成品袋甩刀分切装置的控制方法，它包括以下步骤：

（1）包装机运行前手动调整分切主切刀上分切切刀基准位置感应传感器，即切刀位置基准；

（2）***上电：包装机***控制器自动执行分切主切刀的位置调整，包装机***控制器根据分切切刀基准位置传感器手动设置的位置及分切主切刀运行参数驱动分切驱动步进电机，实现分切驱动步进电机的正向或反向旋转移动，将分切主动刀的基准位置调整到位；

（3）***运行：在连续式包装机启动信号作用下，连续式包装机自动执行包装纵向牵引和纵向封合、横封辊封合以及下料充填操作，当横封辊封合及下料充填操作结束后，包装机***控制器在分切切刀基准位置感应传感器信号作用下，驱动分切驱动步进电机，带动切刀传动轴及分切主动刀旋转，分切主动刀与分切副切刀配合将包装成品袋按照设置分切袋数切断，分切主切刀继续旋转至分切主切刀基准位置处，等待连续式包装机下一次包装生产循环。

甩刀分切运动过程中主要依据两个参数执行：一是分切袋数：用于设置包装成品袋切断的袋数，以袋数为单位；二是切断位置：用于甩刀将包装成品袋切断位置偏差的调整，以毫米为单位；包装成品袋切断操作需两个信号：一个是横封位置信号；另一个分切切刀基准位置传感器信号，由横封位置信号确定包材纵向牵引到包装成品袋切断的时间；分切切刀基准位置传感器信号确定横封辊封合面切断位置的距离。通过调整***控制器的切刀位置参数，实际上是根据连续式包装机在横封辊封合和下料充填结束后，包材继续运行至横封辊封合的中间位置时，要保证分切主动刀与分切副切刀配合在此位置将包装成品袋切断。即是调整甩刀分切主动刀的基准位置与横封辊封合面中间位置的距离。

  包装机机运行时，在***启动信号作用下，包装机***控制器按照运行需要执行连续式包装机精确包材纵向牵引和纵向封合、横封封合、下料充填生产过程操作。包材纵向牵引的袋长和光电跟标误差≤±0.5mm，下料充填计量精度±0.5g。均≥国家连续式包装机制袋、下料充填的精度标准，满足物料包装生产企业的生产要求。

   包装机操作与使用

1）整机运行一键式操作（***启动与停止键）；

2）机械传动部件少，电气控制部件简捷，***安装配置快捷，***调试方便简单，节省劳动资源与成本。符合当前社会友好型、资源节约型的市场需求。

3）智能化的故障提示，方便用户维护使用。如：无纸（塑料包材）报警；无光标报警；甩刀故障报警；横纵封、甩刀报警。即***运行过程中一旦出现相应故障，包装机***控制器主界面一是提示故障问题信息；二是***停止（主电机停止运行）运行，这里主要解决几个方面的问题：

 ①***停机是避免浪费（包装材料、包装物料、人工成本）；

 ②故障原因提示。方便用户操作人员确定故障现象及快速解决措施；

    本实用新型的工作原理及预期益效果和目的

一）本实用新型的工作原理

本实用新型重点是市场广泛使用连续式包装机纵向牵引和纵向封合、横封封合、下料充填、包装成品袋切断生产过程的包装成品袋切断环节。这个环节也是包装机生产企业和市场物料包装用户急需解决重要方面。关于甩刀机构的包装成品袋分切（或点切）模式效果国内外均有很大市场需求。本实用新型重要从以下几个方面说明其基本工作原理。

1.连续式包装机机械传动运行原理

1）连续式包装机***上电。

①包装机***控制器、包材纵向牵引驱动器、纵向牵引步进电机、下料驱动

器、下料步进电机、切刀驱动器、切刀步进电机带电；横纵封温度控制器和

横纵封加热器带电；包装机***控制器根据手动确定的分切主切刀位置，在

分切切刀基准位置感应传感器及切刀脉冲控制接口、切刀方向控制接口作用

下，自动执行对分切切刀基准位置的调整（与甩刀切断环节的内部设置参数

有关），保证最为合适的切刀位置。

②包装机***运行。（横纵封封合温度设置参数达到封合温度设置值）

一是按主电机启动信号，包装机主电机运行。其运行速度是连续式包装机各

个环节（纵封牵引、横封牵引、物料下料充填）运行的基本依据。

 二是包装机***控制器按照相应设置参数（步进电机细分数、纵封辊辊径、

速比、包装袋袋长和光电跟标）执行纵向包材纵向牵引和纵向封合操作。

 三是包装机横封辊封合结束，在下料启动传感器信号作用下，包装机***控

制器按照相应设置参数（步进电机步长、速度、细分）执行下料充填操作。

2）连续式包装机甩刀运动基理

 ①包装机横向封合结束。在切刀基准传感器信号作用下。分切主动刀按照设置参数（步进电机细分数、速比、最高频率、加速等级）旋转。

 ②主动刀旋转过程中与分切副切刀配合，按照设置的分切参数，将包装成品袋切断。

 ③包装成品袋切断后，主动刀继续旋转至切刀基准位置，等待下一次分切循环。

   注：包装成品袋横封辊封合面中间位置切断的误差调整是由包装机***控制器的切刀位置参数调整与设置实现的。实际上包装成品袋横封封合后，纵封牵引包材继续运行至切刀切断点与主切刀启动运行旋转距离的调整。

3）包装机停止运行

 ①按主电机停止信号，包装机***控制器执行包装机主电机停止运行操作；

 ②故障现象提示，包装机主电机自动停止运行。故障提示包括光电跟标、切刀故障、切刀速度等。

二）预期效果及目的

本实用新型根据理论分析和样机运行实验证明可实现如下效果：

1.  本实用新型研究是采用性价比高的步进电机直接驱动甩刀总成的分切主动刀；高可靠性的嵌入式微处理器和软件技术。实现普通连续式包装机包装成品袋的分切、点切、连切及不切操作。

2.  本实用新型的甩刀参数设置和调整。保证包装成品袋切断的准确性、可靠性。

3.  本实用新型步进电机驱动主动刀运行参数设置，保证了甩刀总成分切主动刀与分切副切刀在包装成品袋切断过程中的机械噪音最小。

4.  本实用新型的连续式颗粒包装机甩刀分切控制装置运行效果如下：

1)  包装成品袋分切效果：分切袋数分别设置为5、6、10袋，包装成品袋装料包装调试环节下。切断准确率均为100%；

 2) 包装成品袋点切效果：分切袋数设置为1袋，包装成品袋装料包装调试环节下。包装切断准确率均为100%；

   注：切刀使用点切刀（不切断，留下易撕口），把连切袋数设置为一袋，

即可实现使用一套甩刀总成点切完成点切操作；

 3）合理设置包装机***控制器、甩刀步进电机驱动器内部相关运行参数（如运行细分数、运行频率、切刀位置等）。保证了保证成品袋在横封封合面切断位置误差最小，甩刀运行切断机械噪音最低。

4）具体运行效果见表一所示。

Claims (1)

1.一种连续式包装机包装成品袋甩刀分切装置，包括甩刀分切驱动机构和包装机***控制器，其特征在于：所述的甩刀分切驱动机构包括分切驱动步进电机、分切主切刀和分切副切刀，分切驱动步进电机（1）固装在电机支架（2）上，分切驱动步进电机连接切刀传动轴（4），切刀传动轴上装有切刀传动齿轮（3），切刀传动轴连接刀轴支撑轴承（6），切刀传动轴端部分别装有切刀传动轴承盖（7）、切刀位置感应套（8），切刀位置感应套通过切刀位置感应紧固螺钉（9）固定，并在切刀位置感应套上装有分切切刀位置感应触点（10），其下部装有分切切刀基准位置感应传感器（11）,并固定在切刀支撑框架（14）上，切刀支撑框架上装有电机支架，切刀支撑框架上留有刀体安装口（5），刀体安装口上装有分切主切刀（12），与其对应的分切副切刀（13）装在切刀支撑框架上，分切副切刀与分切副切刀垫块（15）分别由分切副切刀固定螺栓（16）、刀块固定螺栓（18）固定，分切副切刀垫块上装有分切副切刀调整螺栓（17）；所述的包装机***控制器的输入端分别连接测速信号传感器、横封位置传感器、光电信号传感器、下料启动传感器、切刀基准传感器、主电机启停信号，包装机***控制器的输出端分别连接纵向牵引脉冲控制接口、下料脉冲控制接口、下料方向控制接口、切刀脉冲控制接口、切刀方向控制接口、主电机控制接口，纵向牵引脉冲控制接口顺序连接纵向牵引步进驱动器、纵向牵引步进电机、纵封辊机械传动装置，下料脉冲控制接口、下料方向控制接口分别连接下料驱动器的输入端，下料驱动器的输出端顺序连接下料步进电机、物料下料充填机械传动装置，切刀脉冲控制接口、切刀方向控制接口分别连接切刀驱动器的输入端，切刀驱动器的输出端顺序连接切刀步进电机、甩刀总成机械传动装置，主电机控制接口顺序连接包装机主电机、包装机偏心轮机械传动机构。