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给袋式包装机移袋装置的设计与运动特性研究

给袋式包装机移袋装置的设计与运动特性研究

作者：陈长兴湖北工业大学

学位级别：硕士

给袋式包装机是一款真空包装机械,主要对食品进行灌装及真空包装。第一代给袋式包装机采用摆动式移袋装置,在运行过程中某些零件会出现不同程度的磨损,导致给袋式包装机的工作性能下降,影响给袋式包装机的同步率和贴合率。针对上述问题... 详细信息

给袋式包装机是一款真空包装机械,主要对食品进行灌装及真空包装。第一代给袋式包装机采用摆动式移袋装置,在运行过程中某些零件会出现不同程度的磨损,导致给袋式包装机的工作性能下降,影响给袋式包装机的同步率和贴合率。针对上述问题,本文对第一代给袋式包装机的结构进行改造,设计了一种新式给袋式包装机,对新式给袋式包装机的核心机构——移袋装置进行优化研究。本文主要内容:针对第一代给袋式包装机的结构问题,通过分析移袋过程、移袋轨迹、工作原理和工艺流程,进行结构设计,分析移袋装置、机夹转盘装置、开袋装置和供袋装置的工作原理,运用Solid Works软件对其进行三维建模。针对移袋装置中移袋夹板的运动轨迹精度问题,对移袋装置中的凸轮轮廓曲线和连杆尺寸进行优化设计。首先,制定凸轮的时序图,了解凸轮的执行动作,使用解析法推导出凸轮实际廓线的理论公式,运用MATLAB软件得到凸轮的实际轮廓曲线。其次,建立空间连杆机构的数学模型,推导出位移、速度和加速度的理论公式,运用MATLAB软件得到位移、速度和加速度运动特性曲线和优化后的连杆尺寸。将凸轮的轮廓曲线数据和连杆尺寸导入Solid Works软件,得到优化后的凸轮和连杆三维模型。最后,将优化后的三维模型简化,导入Workbench软件和UG软件进行数值仿真,仿真结果表明优化后的移袋装置符合设计要求。将优化后的三维模型导入ADAMS软件进行运动学仿真,研究移袋装置在工作状态下的运动特性,得到移袋夹板在移袋过程中的运动特性曲线,通过运动特性曲线的分析结果,验证了优化后的移袋装置符合设计要求。然后对优化后的机构进行零件加工、调试和试验,将优化前后的同步率和贴合率进行对比。研究结果表明,优化后的新式给袋式包装机稳定性得到较大改善,现场噪音明显降低,移袋过程中的同步率由97.1%提高到98.5%,贴合率由94.4%提高到98.1%。

关键词：给袋式包装机移袋装置凸轮连杆机构优化设计运动特性

基于PLC的全自动给袋式包装机称量控制系统研究

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包装工程 2019年第3期40卷 162-168页

作者：任少伟杨传民孟祥飞天津商业大学天津300134 河北工业大学天津300131

目的针对给袋式包装机称量控制系统中由于物料与电磁振动给料机的振动存在一定非线性与时变性的缺点,提出一种基于PLC的模糊PID称量控制系统。方法基于PLC的特点设计一种基于PLC的模糊PID控制方法,将称量误差与误差变化率作为系统的输入... 详细信息

目的针对给袋式包装机称量控制系统中由于物料与电磁振动给料机的振动存在一定非线性与时变性的缺点,提出一种基于PLC的模糊PID称量控制系统。方法基于PLC的特点设计一种基于PLC的模糊PID控制方法,将称量误差与误差变化率作为系统的输入,采用西门子S7-200系列PLC对称量系统模糊PID控制策略的实现进行分析设计,实现对PID3个参数的实时改变;基于Matlab对控制系统进行仿真分析,并通过联机运行以验证控制效果。结果给袋式包装机称量系统的计量偏差不超过0.5%,且仿真结果表明模糊PID较传统PID的控制效果更好。结论基于PLC的包装机称量系统模糊PID控制系统实际控制稳定,具有很强的鲁棒性,提高了包装机称量过程的稳定性和称量精度,其精度控制为0.5%左右。

关键词： PLC 给袋式包装机控制系统模糊PID

基于PLC的全自动给袋式包装机控制系统研究

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基于PLC的全自动给袋式包装机控制系统研究

作者：孟祥飞河北工业大学

学位级别：硕士

改革开放以来我国工业生产不断进步与完善,逐渐摆脱原始劳作方式。工业化水平不断上升,作为世界工厂的中国正全面进入“中国制造2025”的新时代。这使得包装机械行业在新时代下要大力发展创新精神,加速转型升级,实现包装生产线自动化程... 详细信息

改革开放以来我国工业生产不断进步与完善,逐渐摆脱原始劳作方式。工业化水平不断上升,作为世界工厂的中国正全面进入“中国制造2025”的新时代。这使得包装机械行业在新时代下要大力发展创新精神,加速转型升级,实现包装生产线自动化程度的提升。给袋式包装机集传感技术、气动技术、机械设计和变频拖动技术于一体的全自动生产流水线。一套完整工作流程由多机构协调完成,各工序皆有其执行机构,各机构分工协作,共同实现包装机的取袋、撑袋、加料及热封成型。本文根据给袋式包装机的生产工艺及工作流程,主要有以下几方面的设计与研究:(1)对给袋式包装机各工序主要执行机构进行建模,了解包装机自动化生产线机械结构及各组成系统控制要求。设计了包装机总体控制方案并对该柔性包装系统进行可靠性分析。(2)为提高包装机生产效率的同时仍保持高精度,对包装机称量系统设计了模糊自适应PID控制,以PLC为基础设计包装机称量系统的模糊自适应PID控制,利用MATLAB/Simulink进行仿真,较传统PID控制来说采用模糊自适应PID控制使称量过程更加准确、响应更迅速。(3)简述可编程序控制器基础知识,对包装机生产线所需硬件设备进行选型,设计控制系统硬件接线图,对可编程序控制器I/O口进行分配。根据各工序执行机构所实现动作,设计包装机生产线气压与真空传动系统回路。(4)利用西门子公司编程软件Step7设计包装机生产线控制系统语句表及称量系统的模糊PID控制程序,利用Kinco HMI ware组态编辑软件设计上位机控制系统界面,实现实时人机交互及参数设置等功能,控制输出设备安全、高效运行。(5)对包装机进行整机试运行工作实验;并对其热封性能进行探究,得到包装机最佳热封参数;在此基础上对包装机称量系统的精度进行在线工作实验;根据整机运行效果对设备结构及控制参数进行优化。(6)总结全文,提出未来展望。

关键词：给袋式包装机 PLC 系统调试模糊自适应PID 人机交互称量实验

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给袋式挂面包装机关键技术研究

给袋式挂面包装机关键技术研究

作者：陈留记河南工业大学

学位级别：硕士

本文以M型侧褶预制袋给袋式挂面包装机为研究对象,对包装机的关键技术进行研究。给袋式挂面包装机需要自动完成计量、取袋、套袋、充填和封口等一系列操作。其中,计量装置的精度决定着包装精度,取袋装置、套袋装置和充填装置的效率直接... 详细信息

本文以M型侧褶预制袋给袋式挂面包装机为研究对象,对包装机的关键技术进行研究。给袋式挂面包装机需要自动完成计量、取袋、套袋、充填和封口等一系列操作。其中,计量装置的精度决定着包装精度,取袋装置、套袋装置和充填装置的效率直接决定着包装机的效率,封口装置决定着挂面包装的质量,上述装置是给袋式包装机的关键装置。本文在给袋式挂面包装机整体方案设计的基础上,选取套袋装置、充填装置中的机构进行深入研究,设计出适用于规格为2.5kg M型侧褶预制袋挂面包装的套袋装置和充填装置。具体研究内容如下:1)对挂面包装的现状进行了综述,阐述了给袋式包装机的国内外研究现状。参照预制袋挂面包装手工包装过程,以及在分析了挂面的包装物性与M型侧褶预制袋包装特点的基础上,设计了M型侧褶预制袋挂面包装机的包装工艺过程。2)基于预制袋挂面包装的工艺过程和技术要求,对给袋式挂面包装机进行总体方案设计。运用模块化设计思想,依据总体方案对包装机的取袋装置、套袋装置、充填装置、封口装置等关键装置进行了结构设计,最终建立了给袋式挂面包装机的虚拟样机。3)以通用凸轮曲线表达式构造凸轮从动件的运动规律,运用Creo软件对套袋装置撑开凸轮机构的凸轮廓线进行了参数化设计,并基于ADAMS对凸轮机构进行了运动学仿真分析和刚柔耦合分析。综合运用ANSYS和ADAMS软件对套袋装置的转轴进行了静力学分析,基于机械动力学和有限元理论对套袋装置做了模态分析。分析结果表明,所设计套袋装置能够满足套袋精度要求,退出袋口时不会与充填装置发生干涉,且在工作工过程中不会产生共振破坏现象。4)在对充填装置的撑袋滑块摆杆机构性能分析基础上,得出该滑块摆杆机构的设计是一个函数生产问题。以高等机构学中的约束方程法建立模型,运用MATLAB编程求解,完成了撑袋连杆机构的尺度综合。基于杆组法建立具有三个转动副(RRR)的Ⅱ级杆组运动学分析模型,对所设计的机构进行了运动学分析。分析结果表明,所设计滑块摆杆机构的原动件(滑块)位移与从动件(摆杆)角位移呈线性函数关系,摆杆摆角误差仅为0.046%,符合设计要求。5)通过试制物理样机,对设计的给袋式挂面包装机进行实验验证。重点对所设计套袋装置撑开凸轮机构的运动学参数验证分析,通过将实际测量数据与理论分析对比,得出在撑开袋口时摆杆角位移误差最大,理论分析摆杆摆动为15°,实际运动时摆杆摆动为15.8°,误差为5.33%,实际运动情况与理论分析相差不大,不影响对预制袋的撑开,进一步验证了套袋装置撑开凸轮机构设计的合理性。此外,还对充填装置撑袋机构进行实际验证,结果表明所设计撑袋机构能够完成撑袋工作。

关键词：挂面包装 M型侧褶预制袋给袋式包装机套袋装置充填装置凸轮机构滑块摆杆机构

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M袋自动挂面包装机关键装置设计与仿真

包装工程 2019年第21期40卷 199-204页

作者：徐雪萌陈留记王志山李文凯河南工业大学郑州450001 登封市启明轩程控设备有限公司河南登封452470

目的针对包装规格2~2.5 kg直线式M袋自动挂面包装效率低、落料及封口存在问题等,设计一种卧式-间歇-回转给袋式自动挂面包装机。方法基于包装机生产效率分析,采用模块化、集成化的设计思想,设计包装机关键装置,以实现自动取袋、开袋、... 详细信息

目的针对包装规格2~2.5 kg直线式M袋自动挂面包装效率低、落料及封口存在问题等,设计一种卧式-间歇-回转给袋式自动挂面包装机。方法基于包装机生产效率分析,采用模块化、集成化的设计思想,设计包装机关键装置,以实现自动取袋、开袋、落料、整型、封口等功能。用SolidWorks软件对包装机的各个装置进行三维建模,并进行虚拟装配,检验设计的合理性。结果设计的卧式-间歇-回转M袋自动挂面包装机可以实现包装规格为2~2.5 kg/袋挂面的自动化包装,其生产效率比直线式的包装机提高了20%,并有效避免了落料及封口时出现的故障。结论所设计的新型自动挂面包装机结构合理,能够提高生产效率,给挂面自动化包装提供了一种可行的解决方案。

关键词： M袋挂面包装给袋式包装机

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M袋自动挂面充填装置的结构设计

包装工程 2020年第15期41卷 187-192页

作者：王志鹏宗向东李永祥徐雪萌徐芸王依河南工业大学机电工程学院郑州450001 登封市启明轩程控设备有限公司河南登封452470

目的为解决包装规格为1~2kg/袋的M袋挂面自动充填滞留残余、不畅等问题,设计一种用于挂面的自动充填装置。方法针对M型包装袋的特点,基于挂面充填装置的工作原理分析和技术要求,采用模块化、集成化设计方法及与现有设备的优化组合,对挂... 详细信息

目的为解决包装规格为1~2kg/袋的M袋挂面自动充填滞留残余、不畅等问题,设计一种用于挂面的自动充填装置。方法针对M型包装袋的特点,基于挂面充填装置的工作原理分析和技术要求,采用模块化、集成化设计方法及与现有设备的优化组合,对挂面充填装置进行结构设计,使挂面在充填的过程中可以顺利入袋,提高包装效率;用SolidWorks软件对挂面充填装置进行三维建模,并进行虚拟装配,根据三维虚拟样机及加工物理样机试验验证结构设计的合理性。结果包装规格为500,1000,150,2000 g/袋的挂面充填成功率分别为95%,90%,90%,80%。结论所设计的新型挂面充填装置结构合理,可以实现挂面的顺利落袋,为回转给袋式自动挂面包装机关键装置设计提供一定的参考。

关键词： M袋挂面填充 SolidWorks 给袋式包装机

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粉体味精自动计量与包装探究

发酵科技通讯 2015年第2期44卷 39-40页

作者：廖洪寿重庆飞亚实业有限公司重庆404020

通过粉体味精自动计量试验,克服粉体味精流动性差和多变的特点,实现粉体味精的自动计量和自动包装。包装速度为38-42包/min,合格率大于99.5%,且设备性能稳定,封口质量比人工更好,包装速度、精度、合格率均达到要求。

关键词：粉体味精电子称重机称重计量给袋式包装机自动包装