钮扣自动计量与装袋机的研制

1、钮扣自动计量与装袋机的研制摘 要：针对我国钮扣制造业大量存在手工计量 与装袋的现状，存在着计量不准确和浪费劳动力成本 的缺陷。本文所研制出钮扣自动计量装袋机采用多通 道同时累加技术和激光精确技术实现了整机运行的高 效、准确和稳定，对整个钮扣制造业发展具有一定指 导意义。关键词：钮扣包装；自动计数；光纤传感 中图分类号： TS20 文献标识码： A 浙江省温州市桥头镇，是中国著名的钮扣之都。 桥头是中国钮扣产销基地，被誉为“世界第一大钮扣 市场”和“东方的布鲁赛尔” ， 如此庞大的钮扣生产 企业群，如此巨大的钮扣计数量和装袋，至今还是用 最原始的手工计量与装袋，传统的手工计量与装袋技 术的落后，

2、存在着计量不准确和浪费劳动力成本的缺 陷。本文所研制出钮扣自动计量装袋机采用多通道同 时累加技术和激光精确技术实现了整机运行的高效、 准确和稳定，对整个钮扣制造业发展具有一定指导意 义。1 工作原理图 1 是本文所设计的钮扣自动计量装袋机的工作 原理。假设每袋钮扣数为100粒，袋长为70mm。电 磁振动盘启动，使钮扣自动整理排列成三列，沿三个 通道自下而上向通道口进给，在通道口设有激光计数 传感器，各钮扣分别通过传感器进入包装袋。控制阀 A、B、C同时开启，当包装袋中的钮扣总数量A 95 粒时，控制阀 B 与控制阀 C 关闭，而控制阀 A 进行最 后精确计数，此时振动盘与激光计数传感器继续进给

3、 与计数，当包装袋中的总数量 =100粒时，控制阀 A 关 闭。滚轮在步进电机的作用下向下拉伸 70m m,待拉 伸完毕，进行封口和剪切，本次循环结束。2 纸带运动控制 纸带运动控制在整个钮扣自动计量装袋机具体有 重要作用，如图 2 所示为纸带控制的工作原理。光电 探头安装在卷筒出口处，检测卷筒是否缺纸带，并可 时时计算剩余纸带的长度。具体要求有一定重量的配 重棒主要作用是为了张紧包装纸带，光电传感器 S1 和光电传感器S2分别来控制纸带上升与下垂的距离。 当配重棒上移至 S1 检测位置，光电传感器 S1 动作， 说明纸带垂下距离过小，送料电机启动，使纸带垂下 距离加大。当配重棒下移至S2检测

4、位置，光电传感器 S2 动作，说明纸带垂下距离过大， 送料电机停止运动。当配重棒位于光电传感器 S1和S2之间，则无需调整 纸带的下垂长度，送料电机保持停止运动状态。3 激光精确计数系统 钮扣的自动计数主要的工作器件是光纤传感器，光纤传感器的主要组成部分有光源、光导纤维、光传 感器元件、光调制机构和信号处理器等。其工作过程 如图 3 所示，钮扣在振动盘的作用下逐个通过光纤传 感器，由光纤传感器发出的脉冲数进行计算。在实验 过程中，我们发现钮扣在振动盘的通道中运动时，存 在钮扣局部重合现象，钮扣局部重合现象的出现无法 整机保证计数的准确性，因为当光纤传感器恰好检测 到局部重合位置时，它的输出脉冲

5、就会丢失，进而导 致计数错误，出现漏计、错计等现象。针对局部重合问题，最理想的办法是使每个钮扣 一个个能分开，钮扣振动排列时的速度比较慢，若是 在出口处以更快的速度使钮扣运动，这样就能达到逐 个分开钮扣的目的，于是我们在钮扣通道品口增设了 吹气品口，如图 4 所示。在强力气压的作用下，快到 通道口的钮扣会以较快的速度脱离通道，这样与原来 振动盘中的运动速度形成了明显的速度差，从而使钮 扣能逐个分开能过，达到了准确计数的目的。4 临时储存盒实现高效计数为了极大程度提高计数速度，本课题设计了临时 储存盒来辅助计数，见图 5。开始计数时，多通道共 同计数，当总钮扣数快接近设定值时，临时储存盒底 板气

6、缸推出、使临时储存暂时封闭，其钮扣不会掉入 包装袋中，此时仅留一个通道继续向包装袋中进行精 确计数，直至总钮扣数等于设定值。与此同时，其他 通道一直工作，其计量的钮扣暂时存放在临时储存盒 中，待此次包装袋封口完毕，所有临时储存盒的底板 在气缸的作用下全部打开，继续下一袋循环。结语 钮扣自动计量装袋机研制成功后，投入到钮扣生 产企业进行试生产，各项功能达到了预先设计的目标。 计量与装袋效率大大提高，目前已经正式投产，经过 一年多的实践证明，系统运行良好，整机稳定可靠， 取得了良好的经济效益。参考文献1 曹巨江，张利平 .通用自动包装机模型的研究 J. 包装与食品机械， 2006（05）.2 云苏苏.NJBI型钮扣计数包装机的研制J.无 锡轻工业学院学报， 1991.3 赵晓丽. 粉粒制袋 -充填-封口包装虚拟样机设 计及工艺参数的试验研究 D. 东北农业大学硕士学位论文， 2006（06）.4 袁华祥，潘坡.颗粒型全自动包装机计量转盘极 限转速的分析计算 J. 包装工程， 2007（02）.5 吴镌峰.G.D卷烟包装机装箱台系统的研制J. 机械管理开发， 2008（04） .6 周锐鹏.基于 INTERBUS 现场总线的 P