在啤酒的生產(chǎn)過(guò)程中,從開(kāi)始的釀造、灌裝、殺菌到最后的貼標、包裝以及碼垛,每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節都關(guān)系著(zhù)最后啤酒的產(chǎn)量,而啤酒的自動(dòng)化包裝長(cháng)久以來(lái)都是整個(gè)啤酒生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)薄弱環(huán)節。熱收縮膜包裝機是一種采用熱收縮膜同時(shí)對數瓶啤酒或其它灌裝、瓶裝體進(jìn)行包裝的全自動(dòng)包裝機械,它能很好地解決啤酒或其它灌裝、瓶裝飲料的后道包裝,并且在包裝質(zhì)量和效率方面都非常高。
結構原理
按照不同的設計思想,各種膜包機的機械結構不盡相同,但熱收縮膜包機一般主要包括主驅動(dòng)、進(jìn)瓶、分瓶、送紙板、送切膜和熱通道這六個(gè)部分。
白膜的送切 送膜和切膜是膜包機中最重要的環(huán)節,也是控制過(guò)程中最困難的部分,尤其是送膜。
根據工藝的要求,當送膜啟動(dòng)后的開(kāi)始階段,出膜的速度應該和待包的一組瓶的速度保持一致,壓在紙板下膜的部分應該是預先設定的長(cháng)度,而且不能夠發(fā)生卷曲。剩下的幾個(gè)階段要快速出膜,以保證挑膜桿能夠不受阻礙地將后面的薄膜挑出。挑膜的這幾個(gè)階段的速度一定也要控制得適當,過(guò)快會(huì )導致薄膜曲皺,過(guò)慢會(huì )引起挑膜桿受阻。無(wú)論是幾個(gè)階段,也不管中間出膜的速度快慢,最終一定要保證主電機在執行一個(gè)周期后,送膜電機也要正好完成一次送膜。也就是送膜電機和主電機的一次同步。
在切膜機構上,不同的廠(chǎng)家設計的也不一樣。目前有兩種機構采用的較多,一種是在送膜電機軸上采用電磁離合器吸合一個(gè)切刀綁定后旋轉一圈;另外一種是把切刀作為一個(gè)獨立的電機軸和送膜電機軸保持同步。切膜值得重視的是切刀旋轉切膜的瞬間線(xiàn)速度應該大于薄膜被切點(diǎn)的線(xiàn)速度,否則薄膜可能會(huì )刮壞、切不斷,甚至造成切刀齒崩壞??茣r(shí)敏公司的膜包機采用獨立的切刀電機軸,和送膜電機參與同步的切刀可以更直接地調整同步時(shí)幾個(gè)同步階段的快慢,保證了每次切膜的位置精度,同時(shí)還可以參與彩膜控制。
白膜的送切還應該注意一個(gè)很重要的問(wèn)題:不同裹包速度下的膜長(cháng)控制。為了保證上膜后膜輥筒不再因為慣性而繼續出膜,都會(huì )在膜輥筒旁邊加上剎車(chē)裝置。受了剎車(chē)裝置的拉拽因素的影響,再加上上膜輥筒的摩擦因素,使得實(shí)際的膜長(cháng)在不同的裹包速度下會(huì )有變化。換句話(huà)說(shuō)就是如果上膜電機的一次上膜量不變,那么,隨著(zhù)裹包速度的增加,實(shí)際的上膜長(cháng)度會(huì )越來(lái)越短。因此,我們需要增加一個(gè)不同裹包速度的上膜補償量。
分瓶 分瓶控制在膜包機中,一直都是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題,分瓶裝置的分瓶好壞直接會(huì )影響后面的裹包速度,從而影響整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的速度。目前,分瓶裝置也有兩種機構采用的較多,一種是使用兩個(gè)電機軸,與主電機保持一快一慢的同步關(guān)系;另外一種是使用壓板、擋板和進(jìn)瓶電機軸根據主電機的相位相互配合的啟停。第二種方式的分瓶裝置阻止了倒瓶現象,提高了分瓶速度。
入口進(jìn)瓶與熱通道出瓶 除了送切膜和分瓶,入口進(jìn)瓶與熱通道出瓶也不能降低控制要求。入口和熱通道分別都應該配置一個(gè)變頻器,平穩的控制進(jìn)出瓶的輸送。根據工藝的要求,入口輸送帶與熱通道輸送帶的速度應該和主電機保持一個(gè)比例關(guān)系。這樣可以保證主電機、入口輸送、分瓶、熱通道輸送作到一個(gè)基本同步。入口輸送的快慢控制著(zhù)瓶之間的松緊,從而對分瓶的好壞產(chǎn)生影響。熱通道輸送的快慢加上溫度的高低也會(huì )使裹包后的膜收縮程度不同。因此,前后輸送的同步配合也是一個(gè)需要考慮的因素。
典型配置
采用HOLLiAS LM PLC以及和利時(shí)伺服控制系統控制熱收縮膜包機各電機的基本運動(dòng)和它們之間的同步關(guān)系。LM PLC的CPU進(jìn)行包裝過(guò)程中的邏輯控制并將各種參數發(fā)送給人機界面顯示器進(jìn)行包裝過(guò)程實(shí)時(shí)監視,同時(shí)還能夠通過(guò)在人機界面上輸入參數給CPU,實(shí)現傳達運動(dòng)控制指令以及修改運動(dòng)特征參數。
伺服控制系統在膜包機中要完成的任務(wù)包括驅動(dòng)推瓶桿和挑膜桿、送紙板、送切膜和分瓶。其中發(fā)生同步關(guān)系的任務(wù)有送紙板、送膜和切膜。送瓶電機雖然沒(méi)有參與同步,但是在分瓶過(guò)程中,它和壓板、擋板都是以主電機的相位角度作為依據,執行著(zhù)相互關(guān)聯(lián)的啟停,共同完成分瓶任務(wù)。
熱收縮膜包機自動(dòng)控制系統采用了兩套LM PLC的CPU模塊、模擬量輸入擴展模塊和模擬量輸出擴展模塊,使得熱收縮膜包機在包裝質(zhì)量和包裝速度上均體現出了優(yōu)異性能,其控制特點(diǎn)如下:
LM PLC專(zhuān)門(mén)為運動(dòng)控制定制的CPU模塊,本體帶有兩路高速脈沖輸出,其脈沖輸出頻率達到了100KHz,能夠控制伺服電機作高速運動(dòng)。
模擬量輸入擴展模塊為高精度模擬量信號采集模塊,分辨率為16位,能夠采集mV、mA級信號,可精確采集控制過(guò)程中所需的溫度信號。
模擬量輸出擴展模塊含有兩通道模擬量輸出,在輸出方式上,兩個(gè)通道可以獨立配置為電壓或者電流輸出,這樣就能夠滿(mǎn)足不同控制對象的控制要求。
采用HOLLiAS LM PLC控制熱收縮膜包機后,其產(chǎn)品質(zhì)量高、運行可靠穩定,使整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)包裝質(zhì)量得以提高。