目前市場上所用到的包裝機是手動或者半自動，還有很多需要按照包裝要求進行製袋，給料和稱量設備也不精準，包裝速度和精度都不好。針對飼料行業對包裝機的要求，對市場上現有的飼料包裝機進行了調研，研製了一套通用性好、性能穩定、精度較高的ＤＣＳ-５０小型全自動定量包裝機。該設備是機電一體化的產品，采用微電腦控製技術，能完成自動給料、稱量、夾袋充填、封包等功能。本機也可應用在糧食、化工、食品及醫藥等行業的小包裝。
1結構及工作原理
1.1結構
ＤＣＳ-５０小型全自動定量包裝機主要由給料部件、振動給料器、稱量部件、夾袋機構、供袋張袋裝置、皮帶輸送帶、封包裝置、上框架、下框架、過渡鬥、吸風罩、電控櫃和真空係統以及電氣控製係統組成。ＤＣＳ-５０小型全自動定量包裝機結構簡圖如圖１所示。給料裝置主要由三行程給料機構和電磁式振動給料器等組成。三行程給料機構主要由鬥體、三行程氣缸、三開度弧形截料門、上法蘭和上下調節結構等組成。這種給料機構采用自重給料方式，裝置結構簡單，動作安全可靠，通用性好，給料精度高、速度快。三行程給料機構位於上框架頂部，振動給料器位於三行程給料機構和稱量部件之間適當位置，兩種機構的聯合使用會保證給料精度，提高包裝精度。

稱量部件主要是由稱量鬥體、活動門體、開關門氣缸、稱重傳感器以及傳感器支座等組成。稱量部三行程給料機構、振動給料器、稱量部件都固定在上框內。過渡鬥用來固定夾帶裝置，並起到緩衝物料的作用，過渡鬥上法蘭固定在上框和下框之間，下法蘭與夾袋機構相連接。
夾袋裝置主要由夾袋鬥體、夾袋搖臂、夾袋氣缸、張袋機構以及密封裝置構成。張袋機構主要由兩組分別控製水平方向和豎直方向運動的氣缸、真空吸盤、以及導杆組成，通過水平方向和豎直方向運動的結合來完成張袋動作。夾袋機構在過渡鬥下方，與過渡鬥下法蘭連接。
供袋裝置主要由存袋箱、取袋氣缸及真空吸盤、移袋氣缸、電機減速機、主動滾筒、從動滾筒、皮帶、伺服電機、光電傳感器、送袋手臂、夾持手指氣缸和機架及腳杯等組成。供袋張袋裝置位於整個機器的側麵，送袋手臂由伺服電機控製９０°旋轉，將袋子從皮帶尾端位置送到夾袋鬥下方。
皮帶輸送機主要由電機減速機、托袋板、主動滾筒、從動滾筒、皮帶、皮帶托滾、高度調節機構等組成。皮帶輸送機在夾袋機構正下方，整機的最底部，夾袋機構正下方，另一端在外露整機一側。
縫包裝置由外購折邊機和縫包機及機架組成，其中機架上有高度調節裝置。折邊機整袋口和縫包機封包口位於同一直線，並與夾袋口中心在一直線上。縫包裝置位於在輸送帶外露端後放，且在整機側邊。
真空係統主要有真空泵、K8凯发登录入口控製閥、方向控製閥、壓力繼電器、消音器、真空吸盤、執行氣缸、氣管等組成。真空係統放置位置可以實際安裝情況而定。
電氣控製係統包括弱電控製部分和強電控製部分。弱電係統主要是ＰＬＣ可編程控製器，對三行程給料機構、稱量部件活門氣缸、傳感器、夾帶氣缸、供袋機構電機、夾持手指氣缸、折邊機、縫包機等進行時間和順序控製。強電部分主要是控製真空泵、伺服電機、電磁式振動給料器、皮帶輸送機。
1.2特殊機構
夾袋裝置結構圖如圖２所示，張袋機構是夾袋裝置中的一個關鍵機構，對整機的自動化起著重要作用。張袋機構主要有控製水平方向運動的氣缸（氣缸Ｘ）、控製豎直方向運動的氣缸（氣缸Ｙ）、真空發生器、真空吸盤和張袋氣缸固定板等組成。每側在同一直線上並排有兩個雙層真空吸盤，其結構如圖３。這種夾袋裝置結構簡單，在夾袋時更具夾持力，不會對包裝袋口造成損傷；氣密性很好，對於粉塵大的物料，下料時也不會有粉塵散出，而影響包裝環境。

真空吸盤是一種用來抓取和握持工件的末端執行機構，本機中主要用真空吸盤來取袋和張袋。取袋時真空吸盤主要承受拉力，張袋時真空吸盤要同時承受拉力和剪切力。由於真空吸盤采用矽膠製造和它的他樹結構，真空吸盤在吸附過程中具有一定的柔順性，即使包裝袋有一定的尺寸偏差和位置偏差，也能被吸附和脫落。雙層吸盤比單層吸盤更具吸附力，更安全可靠。
1.3工作原理
ＤＣＳ-５０小型全自動定量包裝機能自動完成給料、稱量、供袋、夾袋、充填、縫包六大工序，工作程序圖如圖４所示，工作過程主要分兩個並行路線來完成，那麽整機的工作原理分為兩個部分。

第一部分：人工將一疊平鋪的包裝袋（大約４００個）整齊放在存袋箱中的托板上，按下啟動按鈕，控製托板升降的電機、皮帶電機和真空泵啟動，光柵傳感器檢測包裝袋高度後，將信號經ＰＬＣ傳給控製取袋氣缸的的繼電器，取袋氣缸向下伸出，同時真空發生器啟動，真空吸盤通氣迅速吸附包裝袋。取袋氣缸向上收縮後，將信號傳給控製移袋氣缸的繼電器，移袋氣缸向前伸出，然後真空吸盤斷氣，包裝袋被移送到皮帶上，向夾帶裝置方向移動。與此同時，送袋搖臂處於豎直方向，夾持手指氣缸打開。待光電傳感器檢測到包裝袋到一定位置，並且包裝袋邊緣進入手指氣缸開口內時，手指氣缸閉合，將信號傳給控製伺服電機的繼電器，伺服電機主軸轉動，送袋搖臂逆時針轉動９０°，剛好將包裝袋送袋夾袋鬥體下方中心位置。
此時夾袋氣缸伸出，夾袋搖臂打開，張袋機構的氣缸Ｘ和氣缸Ｙ都處於收縮狀態。開始夾袋，首先是氣缸Ｙ向下伸出，到位後氣缸Ｘ都向中心伸出，然後真空吸盤通氣，包裝袋吸住。保持適當時間（例如設定０．５ｓ）後，氣缸Ｘ都向兩側縮回，袋子口張開。氣缸Ｙ向上收縮，將包裝袋提起。氣缸Ｙ到位後將信號傳給控製夾袋氣缸的繼電器，夾袋氣缸收縮，兩側搖臂向中心合攏，將袋子口夾緊在夾袋鬥體外壁上。
至此，第一條路線上的供袋、夾袋動作完成。需要說明的是，每台機器備兩個存袋箱，當一個存袋箱的袋子用完之前，提前準備好換存袋箱，保證機器不停止運轉，各個動作不間斷。
第二部分：供料係統開始供料後，將信號傳給控製三行程氣缸和電磁式振動給料器的繼電器，初始時三行程氣缸處於收縮狀態。當快加一定時間後
（例如設定時間１ｓ），三行程氣缸開始伸出第一個行程，三開度弧形截料門開度減小一定角度，此時實際就是中加狀態。當稱量鬥中物料計量到達一定（例如設定為理論計量的８５％）時，三行程氣缸伸出第二個行程，隻留三開度弧形截料門的小口給料，此時實際就是慢加狀態。當達到理論計量或者是慢加給料到時間時，三行程氣缸伸出第三個行程，三開度弧形截料門完全關閉，停止加料。若三開度弧形截料門完全關閉卻計量沒有達到理論計量，電磁式振動給料器啟動，進行小K8凯发登录入口慢加給料，從而更進一步提高給料精度，保證稱量精度。當計量達到理論計量時，給料裝置的三行程給料機構和電磁式振動給料器都停止給料。並將信號傳給控製稱量裝置活門氣缸的繼電器，兩側活門氣缸伸出，活門打開，開始下料充填。包裝填充完成之後，夾袋氣缸收縮，夾袋搖臂打開，包裝袋落在皮帶輸送機上。控製稱量裝置活門氣缸收縮，活門關閉，等待下一個循環。
至此，第二條路線上的給料、稱量、充填動作完成。接下來就是在皮帶輸送機上輸送過程中依次完成折邊、縫包和輸送這些後續動作。
需要說明的是，三行程給料機構快加、中加、慢加的時間要依據不同物料、不同上料速度、三行程給料機構到稱量裝置的高度等因素來設定參數。這些參數包括傳感器精度補償變量、三開度弧形截料門各開門時間、每次開度及開門速度等。同時也要根據這些因素來設定三行程氣缸的通氣量，從而控製三開度弧形截料門動作快慢。還要設置電磁式振動給料器的振動頻率等。
2主要技術參數
ＤＣＳ-５０小型全自動定量包裝機的主要技術參數如表１。

3氣動係統
3.1氣動係統組成
氣動係統主要由氣源裝置、執行機構、控製元件、輔助元件四種裝置組成。
氣源裝置即壓縮空氣的發生裝置，其主體部分是空氣壓縮機。它將原動機（如電動機）的機械能轉換為空氣的壓力能並經淨化設備淨化，為各類氣動設備提供潔淨的壓縮空氣。
執行機構是係統的能量輸出裝置，如氣缸和真空吸盤，它們將氣體的壓力能轉換為機械能，並輸出到工作機構上去。
控製元件是用以控製調節壓縮空氣的壓力、K8凯发登录入口、流動方向以及係統執行機構的工作程序的元件，如壓力閥、K8凯发登录入口閥、方向閥等。
在係統中除上述三類元件外，其餘元件稱輔助元件，如各種過濾器、油霧器、消聲器、傳感器及管件等，對保持係統可靠、穩定和持久地工作起著十分重要的作用。
3.2氣動係統原理圖
ＤＣＳ-５０小型全自動定量包裝機氣壓傳動係統如圖５所示。

3.3氣動元件
ＤＣＳ-５０小型全自動定量包裝機氣動元件明細表如表２所示。

4真空係統
ＤＣＳ-５０小型全自動定量包裝機的真空係統主要由空氣壓縮機、二位三通電磁閥、空氣壓力繼電器、真空發生器、真空吸盤、氣管等組成。ＤＣＳ-５０小型全自動定量包裝機真空係統原理圖如圖６所示。

5結束語
研製的第一台ＤＣＳ-５０小型全自動定量包裝機樣機試製表明，該包裝機達到了預期工作要求和性能要求，能順利完成給料、稱量、供袋、夾袋、充填、縫包六大工序，能適應多種物料的包裝，並且性能穩定、精度較高、可靠性好、操作簡單、維護方便，滿足了用戶需求。

作者：鄒俊剛，李詩龍

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