自动供袋机械的研制及其在面粉行业包装码垛领域应用的现状及前景

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无纺布面粉袋订做15838231350在国内小麦制粉行业大中型制粉厂的包装码垛工段，多采用人工套袋打包，因工作环境现场粉尘污染严重，危害打包工人的身心健康，工作强度大，工作效率低，多数人不愿从事此工作，工厂招工难，虽然个别大型企业采用进口的全自动包装设备，价格高，小麦制粉行业承担不了，另外国外的自动供袋机械不能与国内的包装设备配套使用，不利于我国面粉包装自动化的实现。国内面粉包装设备的自动化水平已经远远落后于国外同类设备，继续产业升级换代，迈向自动化、智能化发展。

随着工业机器人技术的发展和普及，全自动包装机系统的推广应用，自动供袋设备的研发和生产成本逐步降低，性能逐渐提高，逐步走向产业化发展。近年来，自动供袋机械设备普及应用于食品、水泥、化工等领域。其核心技术掌握在德国、无纺布面粉袋订做15838231350意大利和日本等发达国家，长期占主导地位。

德国在全自动包装码垛领域的设计、制造、技术性能方面都处于领先地位，自动化程度高和可靠性好是其主要特点：如伯曼公司的包装码垛设备，自动化、可靠性、包码速度居世界前列。

意大利在包装袋包装领域处于世界领先水平，意大利的Ventomatic插袋包装机器人，实现了包装袋的自动化供袋、取袋、填充、计量、码操、运输等一系列功能的全程自动化控制插袋机器人可单台独立运行，也可两台同步运行，大幅度提高包装速度。

日本在全球自动化包装码垛机器人领域占有举足轻重的地位、日本的自动供袋设备主要使用方向是食品包装，其中有日本纽朗工业株式会社研制的3CM-P全自动插袋包装机，适用于牛皮纸袋和编织袋的自动取袋、插袋、封口等工艺，最快速度可达到1000包/小时

国内对于自动供袋无纺布面粉袋订做15838231350技术研究起步较晚，主要应用在水泥、化工等工业领域，比如哈博实公司的开发的ZBM-A1200全自动插袋包装机器人，能够实现自动取袋 插袋 封口等流程一体式的包装机器人，适用于化工业劳动环境差 劳动强度大的生产车间，并且包装速度达到1200包/小时；常州立马公司：LMSD-G/N-1/2-S/D型自动上袋机设备包括：袋库（可存放200~800只空袋）、吸袋装置、套袋装置、夹袋装置、袋口导向装置、袋底部抱实牵引装置及电气控制系统。设备功能有：自动吸盘吸袋，翻转运袋，自动打开袋口，套袋，发出可填充物料信号；待填充物料后，振动袋底部，卸袋、牵引输送到后序工段。供袋速度达到1200包/小时。

二、自动供袋机械的研发

1）总体设计

全自动包装机系统在操作过程中，除人工套袋外，其他如灌装、计量、掉袋等均可自动完成。在包装机四周均匀分布有出料口，研究的自动套袋装置主要功能是将包无纺布面粉袋订做15838231350装袋稳定地套至出料口上，实现与全自动包装系统同步对接，以代替人工进行自动套袋。自动套袋装置主要适用于尺寸面粉的包装袋包装，设计套袋速度为600 袋/h，套袋成功率不低于99.9%，依据人工套袋工作流程，采用模块化结构设计。自动套袋装置可实现供袋、取袋和套袋等功能，对应的3个模块功能为：供袋机构，从供袋盘连续输送包装袋；取袋机构，吸取包装袋并将袋口张开至可套入包装机出料口的尺寸；套袋机构，机械手爪抓取张开状态的包装袋，将包装袋套入运动中的出料口，与包装机对接完成灌装流程。

系统总体结构见图1，左边为包装机，右边为与其配合的自动套袋装置。在包装机四周均匀分布多个出料喷嘴，绕包装机中心轴回转，当每个出料喷嘴旋转至套袋工位时，自动套袋装置迅速将包装袋套至出料喷嘴上。包装袋精准、平稳无纺布面粉袋订做15838231350地张开动作非常关键。

工作过程：放袋机构放所需的袋子，启动控制系统，吸盘机构吸取袋子放到辊式输送机上，由撑袋机构上下撑开袋子，然后由送袋机构撑着袋子送到灌包机构的夹袋机构。

                       图1 系统结构

2）供袋机构

供袋机构连续不间断地提供袋源，同时具有自动检测无袋信息和包装袋位置的功能。由主袋库盘和过渡袋库盘组成，交替工作。设备初始运行时，包装袋被送至主袋库盘，主袋库盘将包装袋运至套袋工位，开始进行自动套袋。计数器记录套袋数量，当主袋库盘上包装袋的数量少于一定数量时，过渡袋库盘接替主袋库盘供袋，主袋库盘回到初始位置，下一批包装袋运送至主袋库盘上，当过渡袋库盘上的包装袋全部套完后，主袋库盘继续进行供袋，进入下一工作循环。该设计实现了袋库盘的连续供袋，提高了自动套袋装置无纺布面粉袋订做15838231350的运行效率。

3）取袋机构

取袋机构主要功能是吸取套袋工位的包装袋，并张开袋口等待机械手爪抓取。吸取和张开袋口动作同时进行，利用包装袋单边受力后袋口自动变形而张开袋口，前后同时吸取。由于前后吸取高度差，加上压袋装置的作用使得袋口自然变形张开。取袋机构工作原理见图2， 后吸盘与后吸袋气缸直接连接，前吸盘与前吸袋气缸之间由平行四杆机构转换运动方式，平行四杆机构还具有行程放大的功能。工作时，前后吸盘同时吸取，前后吸袋气缸缩回，带动前后吸盘的提升，前吸盘在平行四杆机构的带动下，位移量比后吸盘大，压袋杆对包装袋的阻力导致袋口自然变形后张开。通过调节气缸与平行四杆机构的相对位置，可达到理想的袋口张开效果。

图2取袋机构原理

取袋机构由前后吸盘、前后吸袋气缸、压袋杆、换向无纺布面粉袋订做15838231350臂和平行四杆机构等组成。前吸盘采用换向臂结构布置，3个吸盘均匀布置，换向臂为空心管结构，吸盘气路布置在换向臂内，这样既降低了吸盘气路受包装袋粉尘的影响，又避免了气管布置因反复运动造成的气管老化和漏气问题。同时，换向臂使得前吸袋气缸可以布置在包装袋的套袋工位以外，使得空间布局更加开阔，解决了与套袋机构机械手爪运动产生运动干涉等问题。压袋杆为圆杆，取袋时与包装袋表面贴合度好，不至于造成袋子的损坏。

4）套袋机构

套袋机构主要实现将包装袋平稳套至出料喷嘴上。由于出料喷嘴不是静止状态，而是随着包装机作圆周回转运动，增加了套袋机构的设计难度。这里，采用机械手爪和机械臂来设计套袋机构。由机械手爪抓取张口的包装袋，在机械臂的驱动下，与包装机的出料喷嘴对接，完成套袋动作。无纺布面粉袋订做15838231350套袋机构运行的轨迹与出料喷嘴轨迹啮合时两者对接稳定性较高。机械臂结构采用四杆机构构型，四杆机构末端运动轨迹变化取决于各杆杆长的比例。对机械臂四杆机构建立数学模型，根据空间布局和套袋机构运动轨迹，优化设计出机械臂四杆机构的最佳尺寸。

机械手爪采用气缸驱动，通过中间连接杆联接2个手爪关节，使2个手爪关节运动能够同步。机械手爪在抓取袋子时，需避开取袋机构的换向臂，同时还要求能够维持袋口张开状态，因此，将手爪设计成对称结构，还能保证包装袋与出料喷嘴的安全对接，避免手爪与回转式包装机出料喷嘴产生干涉。在手爪末端添加了缓冲垫设计，缓冲垫可以有效地降低在夹取袋子时由于速度过快和力量过大造成袋子破损的几率。

国内外无纺布面粉袋订做15838231350全自动供袋机械的研究趋势大体是两个方向：①是智能化，多传感器、多控制器，先进的控制算法，复杂的机电控制系统；②生产加工相联系，满足相对具体任务的自动供袋机械系统，主要采用性价比高的模块，在满足工作要求情况的基础上，追求系统的经济、简洁、可靠，大量采用工业控制器，市场化、模块化的元件。

目前，包装生产厂家普遍青睐于具有高度自动化、智能化、高柔性、高效率、低能耗的包装设备。世界各国平均每年对包装系统的需求都在以5.3%的速度发展，这也对开发新的全自动供袋机械提供了很好的平台、发展趋势可归纳为以下几点：①高度自动化、智能化，已经成为全自动供袋机械发展的主流方向，将人与生产车间分离，降低生产中人对产品的影响；②节能环保，尤其是食品以及医药包装行业，更加需要做到生产过程的绿色化； ③高效率，如今人们的生活生产节奏加快，对产品需求量不断提升，也就要求包装设备需要满足这种需求量的提升； ④高柔性，能够做到一机多用，将不同规格的包装产品整合到一台全自动包装设备上完成，方便包装产品的多样化发展，提升竞争力。

自动供袋机械的普及应用后大大提高了劳动生产率，降低了工人的劳动强度，改善了劳动环境，使整个包装工段井然有序，环境面貌焕然一新 ，同时也结束了人工包装码垛脏而乱的局面，为同行业提供了科学而宝贵的经验，该项目既采用了先进的设备和技术，提高了包装的质量，同时对降低劳动强度，改善工作环境也起到了很大的作用，同时减少了劳动力的数量，给企业带来一定的经济效益。

本文摘自粮食加工，原文作者李东森

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