【文章內(nèi)容簡介】 “1”或 “0”，控制相應(yīng)的閥門和攪拌瓶蓋的電機的開與停。系統(tǒng)在連續(xù)檢測 90 個空瓶位后，停止攪拌瓶蓋的電機的運行，檢測瓶位的個數(shù)可以根據(jù)用戶的要求任意設(shè)定。 432LDX052 出瓶位檢測 回轉(zhuǎn)酒缸通過壓力往瓶內(nèi)背壓裝酒的過程中，空瓶在背壓后，可能由于瓶子本身裂紋等原因?qū)е峦蝗槐?，這就需要檢測出爆瓶瓶子的位置，在這個瓶位的位置進行打開吹掃電磁閥，噴出壓縮空氣，將瓶位上的碎瓶片吹離位置，在連續(xù)吹掃幾個瓶位后，在打開噴射電磁閥，噴射出高壓水注，在對破瓶位置周圍瓶位連續(xù)噴射幾個瓶位。 (2)實現(xiàn)爆瓶檢測、控 制 的 步 進 控 制 482LDX055。 機 器 計 數(shù) 脈 沖 測 量 檢 測 輸 入 點 483PLSM49。 主電機轉(zhuǎn)速測量檢測輸入點取上升沿微分后的位 M49 485PLFM309。 主電機轉(zhuǎn)速測量檢測輸入點取下降沿微分后的位 M309 486LDIM70。 破 瓶 位 置 檢 測 487ANIM071。 連 續(xù) 破 瓶 位 置 檢 測 488ANIX052。進瓶位置 489SFTLM52M600K20K1 破瓶檢測和瓶位檢測開關(guān)同步檢測移動的破瓶，主電機每轉(zhuǎn)一周，正好對應(yīng)酒缸轉(zhuǎn)過一個瓶位，PLC 內(nèi)部單元內(nèi)對應(yīng)這 20 個破瓶位的單元為 M600~M619，單元個數(shù)用第一個字母 K 設(shè)置為 K20，每次變化一位用第二個字母 K 設(shè)置為 K1， M52 反應(yīng)了破瓶的位置，并將檢測到的這個位置以電機轉(zhuǎn)速的頻率移位下去，在內(nèi)部相應(yīng)的單元內(nèi)置 “1”或 “0”，控制相應(yīng)的噴射和吹掃電磁閥開與停。連續(xù)噴射和吹掃電磁閥的開聽、停時間可以根據(jù)工藝要求任意設(shè)定。 系統(tǒng)自動化運行可靠的保障就是控制進出瓶蓋的同步跟蹤，既準(zhǔn)確檢測電機轉(zhuǎn)速檢測開關(guān)、破瓶檢測開關(guān)和進瓶檢測開關(guān)三個條件。 (3)970GOT 人機觸摸屏操作終端機的軟件采用三菱公司的 GTWORKS 軟件包，其中 GTDesigner 是一個用與整個 GOT9000 系列的繪圖套裝軟件。該軟件包操作簡單，事先可在個人計算機上組態(tài)并仿真調(diào)試，完畢后下載至人機操作終端機。同時，因為人機界面又具有觸摸屏的作用，將常 用的開關(guān)設(shè)在顯示屏上，方便操作。還可并以增加一些功能，如設(shè)置報警信息等。 改造后控制系統(tǒng)功能 系統(tǒng)正常運行時，機器為自動控制，根據(jù)進出瓶帶上瓶的滿缺，按設(shè)定速度或慢速運行，進瓶檔瓶，無瓶不下蓋，爆瓶自動沖洗，灌裝位置自動背壓，下蓋輸蓋系統(tǒng)的自動開停和安全保護等動作的協(xié)調(diào)聯(lián)鎖。原來所有按鈕的操作改造后都在觸摸屏上進 行。 控制系統(tǒng)檢測狀態(tài)的監(jiān)控功能 進瓶檢測開關(guān)和破瓶檢測開關(guān)通過檢測每個壓瓶部分上面的小鐵片的位置，產(chǎn)生光電脈沖輸出，再有 PLC 采集，由于每個壓瓶部分上面的小鐵片的位置是活動的，在機器運行一段時間后，壓瓶部分上面的小鐵片和檢測開關(guān)的位置發(fā)生位移，造成檢測開關(guān)誤判斷，如沒瓶判斷為有瓶，爆瓶漏檢、誤檢等造成輸出失誤，使PLC 產(chǎn)生誤動作，造成如背壓、爆瓶吹、洗、瓶蓋攪拌系統(tǒng)控制失靈等故障現(xiàn)象。 在改造前的日常生產(chǎn)過程中，碰到這種現(xiàn)象時，操作工只能將各個功能開關(guān)或按扭打到手動控制檔位，使機器設(shè)備工作在無監(jiān) 控狀態(tài)下，機器失去自動控制功能。造成了很大的生產(chǎn)原料如氣、水、酒的浪費。只能在生產(chǎn)的間歇，才能由維修鉗工和電工根據(jù)檢測開關(guān)上的小發(fā)光二極管的亮和滅通過調(diào)整位移距離只有 5~8mm 的檢測開關(guān)的安裝位置，來修正檢測開關(guān)和小鐵片的間隙。這種檢測手段非常落后，調(diào)整后的效果反應(yīng)致后，不能及時反應(yīng)調(diào)整結(jié)果。 針對這種檢測狀況，結(jié)合改造后的灌裝、壓蓋機控制系統(tǒng)的配置，新增了這部分檢測功能，并集成在人機觸摸屏中，完成瓶位檢測。 在人機觸摸屏的界面分頁顯示屏上，可以分別時時動態(tài)顯示 60 個瓶位的狀態(tài)和爆瓶時的瓶位狀態(tài)，有瓶、無瓶、爆瓶、背壓開關(guān)等檢測開關(guān)、攪拌電機等電磁閥的開關(guān)狀態(tài)都以不同顏色來顯示，非常直觀。 在需要修正檢測開關(guān)和小鐵片的位置時，可以在正常生產(chǎn)的條件下，不停機，由維修人員只要根據(jù)顯示屏上的瓶位狀態(tài)，就可以在線調(diào)整，并馬上看到調(diào)整后的效果。在日常維修中，也可以用它作為狀態(tài)監(jiān)控設(shè)備，觀察輸出設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況。 增加這套系統(tǒng)功能的是為保證灌狀壓蓋機的自動化控制系統(tǒng)正常運行而專門設(shè)計的。 灌裝機的類型及灌裝方式的選用 將加工后的食品物料按預(yù)定量充填到包裝容器（瓶、罐、盒、桶、袋 、軟管等）內(nèi)的裝置稱為裝料或充填機械。充填酒水及飲料等液體產(chǎn)品的裝料機械通常稱為灌裝機，液體的灌裝分為手工灌裝和機械灌裝兩種。因為采用機械化灌裝不僅可以提高勞動生產(chǎn)率，減少產(chǎn)品的損失，保證包裝質(zhì)量，而且可以減少生產(chǎn)環(huán)境與被裝物料的相互污染。因此，現(xiàn)代化酒水生產(chǎn)行業(yè)一般都采用機械化灌裝機。灌裝機的分類 不同的裝填物料（含氣液體、不含氣液體、膏狀體等）和不同的包裝容器（瓶、罐、盒、桶、袋等），使用灌裝機的品種也不盡相同，通常灌裝機的分類方法如下表。灌裝機的選擇 合理選擇灌裝機是保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益的重要途 徑。一般來說，應(yīng)密切聯(lián)系生產(chǎn)實際，盡量選擇質(zhì)量好、效率高、 結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便、體積孝重量輕的灌裝機。在選擇灌裝機時，應(yīng)遵循以下原則。為生產(chǎn)工藝服務(wù)的原則。首先應(yīng)根據(jù)灌裝物料的性質(zhì)（粘度、起泡性、揮發(fā)性、含氣性等）選擇適宜的灌裝機，以滿足生產(chǎn)工藝要求。例如對于芳香較濃的酒液，為避免揮發(fā)性芳香物質(zhì)受到損失，一般應(yīng)采用容杯式或常壓灌裝機；對于果汁類料液，為了減少與空氣接觸，保證產(chǎn)品質(zhì)量，一般應(yīng)采用真空加汁類灌裝機。其次，應(yīng)使灌裝機的生產(chǎn)能力和前后工序的加工、包裝機械的生產(chǎn)能力相匹配。生產(chǎn)率高和產(chǎn)品質(zhì)量好的原則 。灌裝機生產(chǎn)率的高低直接反映生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。所以生產(chǎn)率越高，其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益越好。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)選擇設(shè)備精度高、自動化程度也高的灌裝機。但是設(shè)備的售價也相應(yīng)提高，增大了產(chǎn)品的單位成本。因此在選擇灌裝機時，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，對相關(guān)的因素進行綜合考慮。工藝范圍寬的原則。灌裝機的工藝范圍是指其適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。工藝范圍越寬，越能提高設(shè)備的利用率，實現(xiàn)一機多用，即利用同一設(shè)備可以灌裝多種物料和多種規(guī)格。因此為了適應(yīng)酒水、飲料行業(yè)多品種、多規(guī)格的生產(chǎn)要求，應(yīng)選擇工藝范圍盡可能寬的灌裝機。符合食品衛(wèi)生的 原則。由于酒水、飲料行業(yè)的特殊衛(wèi)生要求。因此所選灌裝機在結(jié)構(gòu)上直接接觸物料的部件應(yīng)便于裝拆和清洗，不允許有死角。而且要有可靠的密封措施，嚴(yán)防雜物混入和物料散失。在材料上，對直接接觸物料的零部件要盡可能采用不銹鋼或無毒材料。使用安全，維修方便的原則。灌裝機的操作、調(diào)整應(yīng)方便省力，使用安全可靠。而且其結(jié)構(gòu)應(yīng)便于拆裝組合，零部件應(yīng)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，另外還應(yīng)優(yōu)先選擇價格低、重量輕、體積小的灌裝機。 包裝程序及工藝路線 碳酸飲料的包裝 以可口可樂和百事可樂為代表的碳酸飲料，仍然是中國飲料中產(chǎn)量最大的品種，盡管增幅放慢，但絕對數(shù)量每年仍有較大增長。 PET 瓶是碳酸飲料最主要的包裝形式。珠海中富和上海紫江是可口可樂和百事可樂碳酸飲料的 PET 瓶供應(yīng)商。兩家企業(yè)均有數(shù)十套進口的兩步法設(shè)備，采用集中制造瓶坯，分散制瓶供應(yīng)就近可樂灌裝廠的生產(chǎn)方式。由于碳酸飲料瓶價格已經(jīng)完全透明，因此利潤很薄，制瓶企業(yè)主要以量取勝，高速設(shè)備的使用成為必然。在瓶坯生產(chǎn)方面， 72 模腔的注塑機已經(jīng)開始使用。中富和紫江二個制瓶廠也開始采取更為靈活務(wù)實的設(shè)備采購方式，開始與不同的制瓶設(shè)備供應(yīng)商合作。吹瓶速度達每小時 2 萬瓶的高速吹瓶機 裝機量不斷增加。 鋁制二片罐場份額雖然在逐年下降，但仍然有一定的 ?場。目前中國生產(chǎn)鋁制兩片罐的企業(yè)全部是外資控股企業(yè)，設(shè)備也全部是引進的全自動生產(chǎn)線。并且經(jīng)過不斷的更新，生產(chǎn)速度普遍得到提高。 雖然有上海寶翼這一鋼制兩片罐生產(chǎn)企業(yè)，但中國的兩片罐仍然以鋁制罐占 絕對優(yōu)勢。目前在國際上，美國仍然以鋁制罐為主，歐洲則傾向于鋼制罐的生產(chǎn)，雖然中國的鋁制罐用鋁板基本上依靠引進，價格昂貴，但改造現(xiàn)有的鋁罐生產(chǎn)線為鋼制罐也需要巨額投資，在二片罐 ?場持續(xù)低迷的情況下，企業(yè)缺乏投資的熱情。 兩片罐生產(chǎn) 線由于涉及的技術(shù)非常復(fù)雜，工藝要求極為嚴(yán)格，目前中國沒有類似的設(shè)備，特別是受低迷 ?場的影響，機械設(shè)備開發(fā)企業(yè)也缺乏開發(fā)相關(guān)生產(chǎn)線的積極性。 茶和果汁飲料的包裝 熱灌裝仍是目前茶和果汁飲料最主要的生產(chǎn)和灌裝工藝。 熱灌裝 PET 瓶、金屬三片罐、利樂包，是茶和果汁飲料的三大包裝形式。 部分茶和果汁生產(chǎn)企業(yè)外購熱灌裝 PET 瓶，如統(tǒng)一；部分飲料企業(yè)自己生產(chǎn) PET瓶，如康師傅和娃哈哈；還有部分飲料企業(yè)與制瓶企業(yè)合作，由制瓶企業(yè)在飲料廠里裝機吹瓶，如可口可樂東莞工廠。無論是哪種方式，生產(chǎn)熱灌裝 PET 瓶的設(shè)備主要是加拿大 HUSKY、法國西得樂的二步法設(shè)備，以及意大利 SIPA 的一步法設(shè)備。 熱灌裝曾經(jīng)是專業(yè)制瓶企業(yè)的最大利潤來源，但隨著價格的透明，熱灌裝 PET瓶的價格在不斷下降，利潤空間被不斷壓縮。為了提高 PET 瓶的熱灌裝溫度，使用二步法設(shè)備的企業(yè)大多與臺灣一家企業(yè)合作，改善瓶口的成型工藝，使灌裝溫度可以提高到 93 度。 3 星型拔瓶輪設(shè)計及計算 星形撥瓶輪原理 此機構(gòu)是將灌裝機的限位機構(gòu)送來的瓶子，準(zhǔn)確地送入灌機中的升降機構(gòu)或灌滿的瓶子從升降機構(gòu)取下送入傳送帶的機 構(gòu)。將定量的液體物料 (簡稱液料 )充填入包裝容器內(nèi)的機器稱為灌裝機械。因為所要灌入的液體具有流動性，所以所用的容器一般為剛性容器，如聚脂瓶、玻璃瓶 (或罐 )、金屬罐、復(fù)合紙盒等。如圖 所示，輸送鏈帶、分件供送螺桿、星形撥輪和弧形導(dǎo)板相結(jié)合用于容器的輸入；同時撥輪也用于容器的輸出。 圖 供送螺桿與行星撥輪組合簡圖 1－分件供送螺桿 2－弧形導(dǎo)板 3－行星撥輪 4－圓柱形容器 星形撥瓶輪結(jié)構(gòu) 星形撥輪的結(jié)構(gòu)雖然簡單，齒槽形狀確實千變?nèi)f化。圖 滿足 將灌裝容器送入灌裝機中的升降機構(gòu)要求，但是性能、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟以及穩(wěn)定性的要求不同，要確定那種方案必須根據(jù)設(shè)計的要求而定。瓶子從輸送帶送過來將堆擠到一起，因此就應(yīng)該設(shè)計相應(yīng)的可以起到瓶的限位機構(gòu)的作用。在這次課題中運用了分件供送螺桿裝置，這就要求在設(shè)計撥輪槽時采用一定弧度可以起到 限時、限位的作用。 (a)和 (b)適合供送單個圓柱形容器，（ c）適合供送單個長方形容器，（ d）適合供送多個多種體形的容器。從制造角度看，本設(shè)計根據(jù)容器外形和輸送方式，宜采用（ b）方案。 圖 撥輪的尺寸要求以 能很平穩(wěn)的輸送瓶子。如圖 所示，通過類比實驗， Rc與灌裝機主體中的撥瓶螺桿有關(guān)。 若撥輪的外接圓與灌裝機主體中撥瓶螺桿的外接圓相交，則 Rc 尺寸大于瓶子半徑。撥輪通常用不銹鋼或酚醛樹脂板制作，成雙平放緊固在主軸端部，其高度和間距可根據(jù)被供送瓶罐的主題部位及其中心位置加以適當(dāng)調(diào)整。 圖 撥輪截面圖 3. 2. 1 撥瓶輪齒槽數(shù)（齒數(shù)）確定 設(shè)要設(shè)計星形撥輪齒數(shù)為 Zb，灌裝機的生產(chǎn)能力為 Q，撥輪主軸轉(zhuǎn)速為 39。n ，依據(jù) 單位時間內(nèi)供瓶數(shù)應(yīng)等于出瓶數(shù)（不考慮灌裝過程中出現(xiàn)爆瓶現(xiàn)象）。則 60 39。 bQ n Z? （ ） 式中， Zb ――齒數(shù)； Q ――生產(chǎn)能力，瓶 /時； 39。n ――轉(zhuǎn)速， rad /min。 撥瓶輪齒數(shù)由 / 60 39。bZ Q n? 確定。 已知灌裝機得生產(chǎn)能力 Q＝ 6000 8000 瓶 /時，初步確定撥瓶輪主軸轉(zhuǎn)速與灌裝機大轉(zhuǎn)盤主軸轉(zhuǎn)速的比例為 i＝ n1＝3rad / n＝ 15rad / Zb: / 60 39。 600 0 800 0 / 60 15 Q n? ? ? ? 選取撥輪齒數(shù) Zb＝ 8。 3. 2. 2 撥瓶輪節(jié)圓半徑的確定 設(shè)撥輪節(jié)圓半徑為 Rb, Cb 為行星撥輪的節(jié)距，因為容器以等間距定時供送，則 2 b b bR C Z? ? ? ? （ ） /2b b bR C Z ??? （ ） 對于旋轉(zhuǎn)灌裝機來講， Cb 應(yīng)等于灌裝閥的節(jié)距。 在確定灌裝機整體尺寸時確定的灌裝閥節(jié)距尺寸 Cb＝ 126mm， Rb＝ 160mm。 用 Cb 帶入驗算： /2b b bR C Z ??? （ ） 12 6 8 / 2 16 mm?? ? ? 用 Rb 帶入驗算： 2/b b bC R Z??? （ ） 2 1 6 0 / 8 1 2 5 .6?? ? ?mm 根據(jù)檢驗，對 Cb, Rb 進行優(yōu)