高速异型瓶自动顺序装箱生产线研究开发

　　国内研制开发的首条高速异型瓶自动顺序装箱生产线自动化程度高，可在单个产品上用喷码机按顺序喷上唯一的编码，首次攻克了异型瓶自动顺序装箱的难题，节省了人力，提高了劳动生产率，降低了生产成本，提升了产品品质，满足了日趋扩大的市场需求。

　　It is the first independently researched and developed high-speed automatic sequence case packing line for abnormal shaped bottles in China. With a high level automation, unique code can be printed sequentially on inpidual product by ink-jet coder. The difficult problem of automatic sequence case packing for abnormal shaped bottles is solved for the first time. The solution saves manpower, increases labor productivity, lowers production cost, improves product quality and meets the growing market demand.

　　作为一种传统的包装方式，瓦楞纸箱包装在国内外产品包装领域中得到了广泛的运用。据统计，在所有使用的包装材料中，瓦楞纸箱占66%。特别是近年来，随着产品品牌化意识的提高以及生产规模化、智能化、自动化水平的飞速发展，在包装形式处理上，对环保、防伪、防窜货、商品物流管理等方面提出了更高的要求。

　　所谓自动顺序装箱，主要是在产品生产过程中，在单个产品上用喷码机按顺序喷上唯一的编码，按顺序自动装入包装箱中。包装后，单个产品也按顺序在包装箱上喷上（或贴上）唯一的编码。单个产品的编码和包装箱上的编码具有一一对应关系，并通过专用软件进行关联和存储。货物从仓库发往经销商时，依次将外箱编码通过扫描设备输入计算机，并与销售信息相关联。这样，单个产品编码和外销编码等标识同发货信息之间就形成一种非常紧密的关系，即形成一种标识系统。市场人员通过上网或是电话输入单个产品上的编码或是产品外箱上的编码，都能准确查出该产品的原销售地，这促使产品的仓储信息化管理更加规范和高效，从而有效地解决了市场窜货问题，这也是一个企业成熟的标志和象征。

　　要解决市场窜货问题，首先要满足自动顺序装箱，必须从包装设备上解决所对应的技术难题。我国包装设备行业，由于起步晚、起点低、规模小，其总体水平要比发达国家落后20年，尤其在自动顺序装箱技术上，目前还是空白，就是在国际上也是刚刚起步，没有可以借鉴的经验。因此，研发适合企业需要的异型瓶自动顺序装箱设备已迫在眉捷，国内市场需求空间很大。

　　劲牌有限公司为了减轻员工劳动强度，提高生产效率及产品品质，于2005年5月和广州广富包装机械有限公司通过协商，达成共识，明确双方共同研制开发国内首条高速异型瓶自动顺序装箱生产线。经过一年多不断的研究、开发、探索、试验，解决了一个又一个技术难题，终于在2007年元月研制成功，安装在劲牌有限公司保健酒一期10号12,000bph灌装生产线上。到目前为止，该条包装生产线已在旺季生产高峰期连续稳定运行了四个多月，使用情况良好（单条包装生产线可减员8人～10人）。计划2007年三季度，劲牌有限公司再上11条类似的自动顺序装箱生产线。

　　现将高速异型瓶自动顺序装箱生产线技术创新点阐述如下：

　　一、125ml中国劲酒瓶型特点

　　排列方式为3×8，装箱后在瓶子之间加3.7mm厚的保护隔板。

　　二、125ml中国劲酒自动顺序装箱生产线的设备组成

　　高速异型瓶自动顺序装箱生产线（线效率12,000bph）必须配置性能、外观、技术要求相互配套、相互协调的系统装备。该包装生产线的设备由全自动开箱机、滚筒输箱机、自动顺序装箱机、自动封箱机、自动顺序喷（贴）码机（外箱编码与内装24瓶上编码相对应）组成，整个生产线由PLC电脑控制、光电检测、机气联动、人机界面显示。

　　1. 全自动开箱机

　　由于劲牌有限公司125ml中国劲酒自动顺序装箱生产线的外箱包装采用三层瓦楞纸压粘装订，纸层较薄，在钉箱后因为捆扎、运输、天气湿度等因素，易造成变形，尤其是纸箱底部的前后翼以及两侧翼的变形，增大了开箱、封箱难度。因此，通过试验，设计增加了4组校正器，有效补偿了纸箱异型对纸箱成型的影响。同时，设计开发了纸箱底封整形器，封胶平整，接缝平齐，无重叠、无喇叭口。

　　2. 高速异型瓶自动顺序装箱机

　　针对包装容器和包装外箱的特点，高速异型瓶全自动顺序装箱机的技术创新研发过程主要解决了以下4个问题

　　(1) 实现高速自动理瓶装置

　　根据图1所示的瓶型，要实现有序装箱，首先要实现有序理瓶，经过反复研究和模拟试验，采用如下理瓶机构：

　　当贴标完成并经过喷码的瓶子（成品）从单排输瓶链道输送，经过摆动分瓶器②时，其上面的记数检测开关对经过的瓶子进行记数检测，每经过一组瓶子（3个），记数检测开关发出信号给电磁换向阀控制分瓶气缸①换向，摆动分瓶器②在分瓶气缸①的控制下摆动一个工位，向双排输瓶链道的第二道送瓶；如此往复，即可实现有序进瓶。实践证明，这样有序进瓶速度可以达到15,000bph。

　　瓶子通过摆动分瓶器②分成两道后，进入排列输瓶带，并由输瓶隔板④定位，特殊定制的输瓶隔板④可以使瓶子间距误差不超过1.5mm，这样就保证了抓瓶的准确度。当两列瓶子都接触到检测开关⑤时，检测开关发出信号给伺服驱动电机，伺服驱动电机步进两个工位，当装在排列输瓶带尾部的检测开关检测到进瓶数量达到设定的数量时，即发出抓瓶指令，进行抓瓶、移位操作。

　　需要说明的是，摆动分瓶器②每次分瓶的数量、排列输瓶带以及输瓶定位隔板是根据所输送瓶子的外形、装箱排列方式而定的，提供排列输瓶带动力的伺服电机依靠定位检测，使得多排输瓶链道每次只移动2个链板的距离（即2排瓶子的宽度距离），同时检测开关发出信号给电磁换向阀控制压瓶气缸③，压住双排输瓶带上的双排瓶子，以确保双排输瓶带在运转过程中不发生瓶子错位的现象。该机构适用于规则瓶型，尤其适用于异型瓶的高速自动顺序排列。

　　(2) 实现异型瓶气动机械式抓瓶

　　传统的抓瓶装箱，是利用气囊式抓头。但是对于瓶型来说，气囊式抓头的外径超过了瓶子之间的最小距离，因此，这种方法是不可取的。

　　经过慎重研究，本机采用了全新的气动机械式抓瓶方式：

　　抓瓶机构由夹头①、固定轴②、摆动轴③、连接轴④、连杆⑤、安装座⑥、拉杆⑦、滑动板⑧、气缸⑨等零件组成。安装座⑥和滑动板⑧连成一整体，由单独气缸⑨来提供动力。当气缸充气杆伸出时，拉杆⑦被推动向下移动，通过连接轴④、连杆⑤、摆动轴③带动夹头①上端向外移动，夹头①由固定轴②连接在安装座⑥上，因此夹头①以固定轴②为转轴转动，夹头①下端向内摆动，从而夹头①夹紧瓶子。当气缸反向充气时，通过这些工件的反向动作，夹头①松开瓶子。该夹头①采用金属基体，上包耐磨橡胶，并在与瓶子接触部分增加凸棱，以增加摩擦力，提高抓瓶的成功率；夹头①可根据瓶型的不同，改变其具体的结构，适应各种瓶型生产需求。

　　(3)实现无损装箱

　　本机设计中最大范围地减少了和商标的接触，所有和商标相接触的部位，均采用了特殊材料和特殊处理，使得在整个装箱过程中很好地保护了标签。

　　(4) 采用更加稳定可靠的动力

　　驱动系统采用伺服电机，通过链轮来实现抓瓶装箱的往复运动，并在卸荷汽缸的作用下，运转平稳，调整方便、准确度高，寿命长。

　　3. 全自动封箱机

　　全自动封箱机使用PVC、BOPP等压敏带作为封箱材料，采用柔性皮带，上下同步驱动，配有支撑滚轮，移动性好，封胶平整准确。

　　4. 总线控制

　　总线控制要求在整线额定生产能力(线效率：12,000bph)，顺利实现自动顺序装箱。全线输瓶、输箱系统运转平稳、流畅、噪音低、不跳带、不串动。所有电器控制元件及气动控制元件均选用优质品牌，在输送过程中不堵瓶、不挤瓶、不破瓶、不伤标，并能实现速度自动控制，各个生产环节互相匹配。要求在某个环节出现故障时，前段系统降速或停机，后段继续运行。

　　总之，经过数月的满负荷生产，这条填补国内空白的首条自动顺序装箱生产线，接受了严格的考验，证明整线技术创新及研发是成功的，这也为我国包装行业带来一个全新的观念。国内首条高速异型瓶自动顺序装箱生产线在劲牌有限公司顺利投入生产、设备系统验收，使劲牌有限公司装箱生产线的自动化程度得到很大提高，在国内企业首次攻克了异型瓶自动装箱的难题。极大地节省了人力，提高了劳动生产率，降低了生产成本，单班生产能力可达5000件。同时，全自动化生产方式也更好的提升了产品品质，满足了日趋扩大的市场需求。

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