包裝機供料機構是包裝機中的主要執行機構之一, 其主要作用是把待包裝的若幹個工件從料堆中分離出來, 並按照包裝機的節拍和工件在加工中的方位, 將工件送到指定的工位上, 完成待包裝工件的定時 、定量和定向的供送 , 為接下來的包裝動作做好準備。包裝機供料機構選型是否正確、設計是否合理將直接影響包裝機的正常工作。
1自動供料機構的基本組成部分
1.1定時部分
這一部分是解決工件供送與包裝機加工節奏協調一致的問題, 通常是由包裝機主傳動係統與供料機構之間的一套傳動機構來實現。在設計中, 應將供料機構的運動循環圖與包裝機的工作循環協調起來, 使供送工件的速度符合包裝機生產率的要求。
1.2定量部分
定量部分是根據包裝機工藝加工的數量要求, 對包裝機每一工作循環給出一定數量的工件。
1.3定位部分
定位部分在包裝機中具有重要的意義, 它迫使待包裝的工件具有正確的方位, 或根據包裝機工藝要求保證一組工件中工件與工件之間具有一定的間隔。
1.4其他部分
根據被包裝工件的自身特點, 供料機構還應包括一些附屬部分。如為避免供料機構發生堵塞或缺料現象, 可設置不合格工件的剔除或缺料檢測機構, 在應用料鬥作為儲料裝置的供料機構中, 有些工件在料鬥中會出現相互擠壓而形成拱形, 妨礙工件的流動, 為消除拱形, 可在料鬥中設置攪動器。
2自動供料機構應滿足的設計要求
1)送料快而準確 , 以提高包裝機工作效率和包裝質量。
2)供料平穩、無衝擊 , 保證被包裝工件或機構杆件不受損壞。
3)供料機構的適應範圍廣 , 以減少因產品規格變化而更改機構杆件的種類及停車時間。
4)機構簡單 、工作可靠 , 以降低設計、生產及維修費用。
3自動供料機構的方案設計
由於產品的品種繁多 、形式多樣 , 因此, 包裝機自動供料裝置的種類很多。本文以方便針包裝機自動供料機構為例, 對細長杆類零件包裝機的自動供料機構進行了方案設計。方便針的包裝采用如圖 1所示的形式, 首先將 6 支相同規格的方便針按規定的間隔排列並插在包裝紙上, 然後再將包裝紙裝入透明的塑料盒或紙袋中。
方便針包裝機供料裝置需滿足的具體要求是 :在包裝機的每一工作循環中, 將 6 支方便針從料鬥中送出, 並按規定的間隔 (4mm)排列。
根據上述設計要求和方便針的形狀、尺寸特點對包裝機自動供料機構進行了構思和設計, 並得到了四種設計方案, 方案示意圖如圖 2 ～ 圖 5 所示。

圖 1 包裝形式

圖 2 方 案 1

圖 3 方案 2

圖 4方案 3

圖 5方案 4
4供料機構方案分析
在圖 2所示的方案 1中自動供料機構的定量部分采用的是開有六個接針槽的做旋轉運動的分針盤, 分針盤每旋轉一周, 從料鬥中帶出 6 支針, 完成定量功能。當第一支針落入接針板的第一個導槽時, 接針板開始做等速運動, 與分針盤保持同步, 以保證其餘的 5支針分別落入相應的導向槽中,   從而實現定位功能。根據包
裝機機械運動循環圖的要求, 通過合理地設計圓柱凸輪機構的廓線, 實現各執行機構的運動協調。與其他方案相比, 該方案結構較複雜, 但供料可靠性較高。圖 3所示的方案 2結構最為簡單, 其定位及定量功能均由作間歇運動的絲杠實現, 但由於傳動係統必須包含間歇運動機構而使傳動裝置結構較為複雜。
圖 4、圖 5所示的方案 3、方案 4工作原理基本相同, 料鬥的特殊結構實現了定量功能, 依靠圓柱凸輪機構實現各執行機構之間的運動協調。其差別主要 在於定位部分略有差異, 目的均是為了提高插針機構推杆的截麵麵積, 提高推杆剛度。方案 3采用串聯式凸輪 -連杆機構組合係統推動接有 6 支方便針的接針板作往複移動, 並使 6支方便針分別落入插針導槽板的 6個導槽中, 為接下來的插針動作做好準備。在方案 4中, 同樣采用串聯式凸輪 -連杆機構組合係統推動接有 6支方便針的接針板作往複移動, 並在圖 5所示位置停歇, 以便插針機構完成插針動作。除上述四種方案外, 還有其他方案可供選擇, 如將料鬥設計成往複擺動的形式等。
上述四種方案優劣的定量評價采用了評分法。
評分標準采用 10分製, “理想狀態”取為 10分, “不能用”取為 0分, 具體評分標準如表 1 所示。方案的評價目標主要包括 :工作性能、製造及運行成本、運行可靠性, 取其加權係數分別為 0.5、0.2、0.3。對上述四種方案各項性能的評分如表 2所示。按加權法求各方案總分:
N1 =0.5 ×9 +0.2 ×6 +0.3 ×8 =8.1 N2 =0.5 ×8 +0.2 ×8 +0.3 ×9 =8.3 N3 =0.5 ×8 +0.2 ×7 +0.3 ×7 =7.5 N4 =0.5 ×8 +0.2 ×8 +0.3 ×6 =7.4
由於 N2 >N1 >N3 >N4, 故方案 2最佳, 方案 1也是比較好的設計方案。在確定機械係統總體方案時, 還應考慮供料機構與其他執行機構是否易於實現協調工作、在整個機器中所占空間大小及其工作位置是否合理、傳動係統設計是否易於實現等因素。最終確定了方案 2為方便針包裝機供料機構的最佳設計方案, 並以此為依據完成了結構設計。
5結語
本文對包裝機自動供料機構的組成情況和基本要求進行了論述, 對方便針包裝機供料機構進行了機構方案創新設計。提出了四種自動供料機構設計方案, 並分別對其工作原理及特點進行闡述。根據自動供料機構的具體設計要求, 采用評分法對得到的自動供料機構設計方案進行分析和評估, 從四種設計方案中選出一種比較可行的包裝機自動供料機構設計 方案。

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