新型自动料包装肠衣褶皱机的研制

摘要

塑料包装肠衣行业作为塑料包装薄膜领域的一个分支，目前有着很大市场，尤其是对香肠加工食品行业有着十分重要的地位和意义。高压缩比，规格化的塑料包装肠衣产品对后期灌肠工序具有很大益处，可以有效地降低生产成本，提高生产效率。
　　本课题研究的主要内容是研制一款基于气压传动和PLC控制的新型自动塑料包装肠衣褶皱机，主要解决香肠灌装工序中人工压缩肠衣、压缩比小、工作效率低、影响自动化程度改进问题。高压缩比、统一规格褶皱管状成品，可取代香肠灌装时人工压缩工序，降低劳动强度，提高生产效率。通过天津市康泰塑料包装有限公司实际生产验证，肠衣褶皱机工作性能稳定，生产自动化程度高。
　　本课题的主要研究成果包括:
　　(1)深入研究了塑料包装肠衣褶皱机的工作原理和结构特点，对整体机各部分结构进行研究和制作。尤其对旋转切刀装置进行了结构研究与设计，详细计算出切刀伸出量和主动轴转动角度间的存在关系，并设计了角度改变辅助件，实现快速规格匹配。通过工业现场试验对整体机进行调试，调整和改进各部分机构的缺陷进而达到预期设计目的。
　　(2)采用变频控制，保证塑料包装肠衣褶皱机中牵引挤压辊、牵引胶辊组以及旋转褶皱装置间的线速一致性，详细计算出三者之间速比关系。
　　(3)气压传动系统设计。根据各部分工序要求，本文设计了一套完整的气动系统，并对气动元件进行了有关选型。
　　(4)设计采用PLC作为控制核心的自动生产系统;设置上位机，实现PLC与上位机的有效通信及良好的人机交互功能，如根据不同规格肠衣生产要求，对应生产参数可在上位机进行快速设置和调整，以满足生产要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源

1．2 课题背景与研究意义

1．2．1 课题背景

1．2．2 研究意义

1．3 包装机械国内外研究现状

1．4 本文主要研究内容及论文结构

2 塑料包装肠衣褶皱机原料输送研究与开发

2．1 塑料包装肠衣褶皱机工作原理

2．2 塑料包装肠衣褶皱机整体布局

2．3 送料结构研究

2．3．1 送料结构研制方案

2．3．2 优化改进和速比匹配分析计算

2．4 放卷机构研制

2．4．1 放卷机构组成

2．4．2 放卷机构装配要点

2．5 缠绕机构

2．6 牵引挤压辊

2．6．1 牵引挤压辊主要组成

2．6．2 辊子配合

2．6．3 编码器

2．7 牵引胶辊组

2．7．1 “蝶翅”传动

2．7．2 牵引胶轮

2．8 本章小结

3 塑料包装肠衣褶皱机褶皱分析和结构研制

3．1 肠衣褶皱机褶皱结构研制

3．1．1 褶皱技术研究

3．1．2 螺旋褶皱装置

3．1．3 螺旋头褶皱分析

3．2 肠衣旋转切割装置

3．2．1 移动机械手和辅助机械手

3．2．2 旋转切刀装置

3．2．3 切刀伸出量分析计算

3．3 肠衣褶皱机辅助卡爪

3．4 肠衣褶皱成品自动收集结构

3．5 工作心轴与移动心轴的密封配合

3．6 本章小结

4 塑料包装肠衣褶皱机气动系统设计

4．1 肠衣褶皱机气压传动系统

4．2 气源装置分析计算

4．3 肠衣褶皱机气动控制元件

4．4 肠衣褶皱机气动辅助元件

4．5 肠衣褶皱机气动执行元件

4．5．1 牵引挤压辊机构气动执行元件

4．5．2 执行机械手

4．5．3 辅助卡爪气动执行气缸

4．5．4 工位执行气缸

4．6 肠衣褶皱机气动系统回路

4．7 本章小结

5 基于PLC的塑料包装肠衣褶皱机控制系统设计

5．1 基于PLC的塑料包装肠衣褶皱机控制系统下位机设计

5．1．1 PLC控制系统的硬件设计

5．1．2 PLC I/O点分配

5．1．3 PLC控制系统的软件设计

5．1．4 PLC控制系统连接图

5．2 上位机设计及通讯实现

5．2．1 MD204L人机界面

5．2．2 RS232通讯

5．3 变频调速控制

5．3．1 电动机变频调速原理

5．3．2 变频器选型及主电路设计

5．4 伺服电动机控制研究

5．4．1 伺服电动机

5．4．2 硬件构成

5．4．3 伺服电动机控制

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 本文的主要工作

6．2 今后研究的方向

参考文献

8 攻读硕士学位期间发表论文及专利情况

致谢