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1、自动包装机的工作原理制造业的自动化水准不断提高,应用范围不断扩大。在包装工业中,自动化正在改变包装过程的动作模式以及包装容器和材料的加工方法。自动控制包装系统能大大提高生产效率和产品质量,显著消除包装过程、印刷和标签所造成的误差,大大降低员工的劳动强度,降低能源和资源的消耗。我自动包装的功能革命性的自动化正在改变包装的制造方法及其产品的传输方式。设计和安装的自动控制包装系统,不仅对提升产品质量和生产效率,而且对消除加工误差、降低劳动强度有着十分明显的作用。特别是对于食品、饮料、医药、电子等行业,它是很重要的。自动化设备与系统工程技术进一步深化,应用更广泛。机器人技术改变了人与机器的共存。
2、自动包装的关键是设计一种可以依据生产、加工或包装过程实现自动控制的结构方案。显然,自动装置(机械手或机器人)的选择取决于该过程的需要和特点。根据定义,自动装置是通过自动控制或远程控制完成任务的机器或机构。它可以是简单的,例如,具有单轴结构的气动压力连杆从一个位置移动到另一个位置;它也可能很复杂,例如,具有六轴结构的动态手术机器人。选择包装过程中的各种项目和各种工业自动化机构可以使每个设计方案在特定工作场所的空间内完成一项任务。目前,自动装置的结构类型多种多样。例如,它可以满足特定操作的需要。工业机械手的结构特点介于单轴和六轴之间。根据这种轴结构的性能,机械手“臂”被设计为在运动可控程序下操作末
3、端机械手或臂末端工具。轴的数量表示操纵器的“自由度”。此外,还有一个辅助臂。例如,传送带的轴等,但它们通常不与机械手的主臂机械连接。对于不同的机械手形式,通常根据“X”、“Y”和“Z”三个主轴组成的坐标系进行分类。大多数机器属于以下五种基本类型之一:笛卡尔或直角坐标系、圆柱坐标系、旋转或铰接坐标系、球面或极坐标系和柔性机械手(SCARA)。二,。具有自动功能的外部设备一个完整的自动化结构方案由多个组件组成,其中端臂操作工具、物料输送装置和识别/验证系统是主要组件。1.臂端操作工具操纵器是一种工具,它使用连接到末端的设备从一个位置移动到另一个位置。手臂末端操作工具,即末端操纵器,是用于抓取产品、
4、定向移动和感觉性能参数的部件。在包装应用中,末端操作器通常设计为真空套筒、夹紧爪或两者的组合。其结构方案可从单一类型的真空套筒到一系列真空套筒或夹紧爪的排列结构。2.物料输送装置物料输送和处理装置是在产品输送、储存、运输和控制过程中,在传输和制造过程中,需要自动移动的一些类型的设备。包括动力输送带、单轨吊车、自动导向车和机械手。在包装过程中,材料运输和处理需要考虑的因素包括:产品形状、重量和材料特性;产品在运输、包装和装载过程中的运输速度、距离和方向;连接到其他设备所需的控制水平,以及在必要时允许重新形成组件的灵活性。典型的物料输送和处理系统包括:带式输入输送机、贴标机、条形码阅读器、自动装置
5、和输出输送机。用户图形界面提供了一个易于使用的平台,用于描述托盘堆叠的形式。根据相关生产的工件数量,机械手抓取、移动并将每个包装容器(箱、箱、桶和罐等)放置(堆放)在正确的托盘位置。3.识别和验证系统识别、验证和准确跟踪产品的能力已成为整个包装系统不可或缺的一部分。识别方法可以使用传统的条形码对射频(RF)传感器进行识别,该传感器可以跟踪托盘或所有产品。在线条形码打印和验证也是必要的。视觉技术为保证产品质量提供了有效、可靠的手段,可应用于包装的许多场合,如产品检测和定位、填充水平和计数、光学标签、字符识别、标签副本验证等粘贴所有文字和图形的记录和验证(离开生产线)等。条形码系统根据产品类型、日期/
6、区号和制造商的印前或在线打印过程识别产品。条形码扫描仪和视频识别系统记录和验证产品标签,以确保标识的完整性。典型的视觉条形码检测功能可以确认每个条形码对应于每个产品。三、 自动包装工艺要实现包装自动化,第一步也是最重要的一步是定义流程。一个高质量的工作项目是根据过程的特点而不是自动化设备来确定最终的设计的具体方案。在定义这一过程时,需要考虑的三个关键因素是产品和包装结构、总产量和劳动力。1.产品/包装结构产品/包装的结构设计直接影响所需的自动操作员以及材料运输和搬运的形式。产品/包装的结构尺寸、形状、材料和重量将决定终端操作员的结构设计的具体方案和对自动机有效载荷的需求。与标准圆形或方形包装相比,具有复杂
7、形状特征的包装(如椭圆形包装容器)的结构设计具有更困难的定位问题。在处理实现之前,应仔细研究和分析增加系统复杂性的定向需求。装填箱子时,机械手末端的自动机械手通常提供一个过程,即它可以抓取足够数量的产品,一次装填一个完整的箱子。这样,自动操作员的移动距离尽可能缩短,产品在传送带或生产线上的连续移动得以保持。2.产品吞吐量推动包装自动化设计的主要动力是产品生产的总吞吐量。生产线的速度越快,自动夹持器和分拣设备的应用将有利于减少自动机的工作负载,并且跟随包装的标准自动机可能越少。生产线的速度不仅影响加工产品的自动化设备,还影响贴标操作和目视检查。为实现有效的视觉检测技术,必须指出几个有关问题。它
8、包括:零件图形一致性、检测重复性、传输速度一致性(如生产线的波动)、要完成的测试数量和适当的软件程序等。这一些因素明显影响视觉系统的形式和成本。根据一般规则,待检验测试数量越多,视频工作速度越快,这将导致更复杂和昂贵的结构方案。当视频装置与自动机构结合时,整个自动装置能够连续、一致、重复地实现包装的定位和显示。3.劳动力或人力因素自动包装设备的运行是管理、工程和生产部门持续有效合作、交流和互动的结果。所有有关人员和技术部门都必须聚集在一个紧密团结的集体中这个集体按照既定的工作流程一个接一个地行动起来,以相同的目标为动力,从战略上体现出一种凝聚力。四、 自动化系统的项目管理如前所述,最佳自动化结构方案
9、始终基于良好设计的完整过程。这需要具有一定管理上的水准的项目,以确保所有有关问题都已进入最终设计。在制定自动化方案时,我们一定要首先建立一个好的团队。该团队应包括包装过程中所有部门的代表采购、投资、质量保证、工程、生产、物流、医疗、安全、管理以及与卖方的系统协调。内部和外部用户必须建立伙伴关系。例如,系统的协调经理必须成为集体的一员。卖方应成为包装质量管理过程不可分割的一部分。这样,任何一个人都有明确的要求,可以遵循这些要求,并能评估和纠正违反相关规定的行为。二是制定包装体系的规范和要求。这些构成了详细系统设计开发的主要框架。最好的方法是与卖方合作,制定“功能设计规范”,以满足公司和卖方的要求。规范应详细确定
10、工作速度、检测的新方法等项目的指标,但不能够实现具体的硬件或软件模型。在没有专家或协调员参与的情况下输入信息有几率会使过度规范,并限制设计创新和技术发展。良好的规范将使过程和项目能够清楚地表达和理解目标,并可作为有效包装过程的开始。系统规范为方案开发提供了系统框架。方案设计,或初步设计或初步方案,用于解释包装工艺或系统将怎么样才能解决项目规范中的具体规定和要求。方案设计往往是自动线生产商和销售商的共同工作。它的内容是多方面的,从简单的二维图形到t及准则仍然是以实施过程为基础。成功的自动化可以归结为以下几个方面:1.管理方面通过管理形成一个具有凝聚力的集体,这中间还包括被卖方所确认的项目运行是稳定的和可行的。必
11、须认识到,人员素质的影响程度将超过技术因素。在制订工作规划时,要以每周而不是每日进行预测,以便及时修正失误之处并加以完善。2.主动性方面过程是每个人员获得成功工作的最终结果。技术人员和生产工人必须要了解所生产的机器,而他们本身就是操作和维护机器并使其处于正常生产的关键。3.培训方面来自生产线组织的教育和评估将会减小过程运行中的阻力。关键岗位上的工程师和技术人员,在机械产品交货装运之前,应利用一段时间与包装系统协调管理人员一起进行培训。4.协调性方面像所有人际关系问题那样,与卖方关系达到充分协调需要一些时间和耐心。卖方受到满足客户真正的需求的挑战。所以,精心确定的规范要求将有利于保证项目的成功。一个制造商肯定会小心谨慎,项目的变更必须由双方批准并用书面文件加以确认。
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