二极管塑封包装机设计

毛现霞长春东北输送设备制造有限公司，吉林长春　130119



二极管塑封包装机设计

毛现霞
长春东北输送设备制造有限公司，吉林长春130119

摘要本文通过对现有二极管塑料包装机的性能和工况分析，概括了二极管塑料包装机的工作原理，以及目前现有塑封设备几种方法。并以0805型塑封件为例，分析该设备的情况，进行节能改造提高生产效率。创新出一种更加有效的原件移动方式。运用气压缸及步进电机对其控制抓取及转动，并对系统中涉及的液压泵、步进电机、plc进行了选型。

关键词塑封机；节能；0805型；二极管

塑封机主要通过液压传动完成合模和注塑，目前市场上的塑封机在工作过程中都具普遍存在系统压力高，液压控制回路复杂，液压油温升快，不便设备的日常维护和管理等缺点。于是近年来推出了变量泵塑封机、全电动塑封机等节能型新产品，但由于设备价格高、维护成本高、使用要求高及整体性能达不到理想等缺陷，使推广受到了一定程度限制。本文设计一种系统压力低，维护管理方便，低能量消耗、低制造成本的塑封包装设备。

1　二极管包装机实际需求

1.1二极管包装机结构设计的要求

l）要求：二极管包装机能够自主完成数量记录、包装、封箱等工序，可实现远程监控功能，并且可以实时跟踪设备生产过程实际运行情况，加入发现异常现象(如缺少元件)会及时发出警示，还可以自动中断生产过程。

2）包装机能够适用的工作范围：材料的包装过程，如包装纸、PE、纸-聚乙烯、聚酯-聚丙烯。物料包装的包装，如电感贴片、电容贴片、二极管、三极管等。

1.2二极管包装机工艺分析

1）包装方式

包装机按工位分为单工位和多工位两种。二极管包装机的工艺过程较复杂，因为有较多的执行元件(如供给料、计量数、充填料、封装口、切断袋等等)，为提高生产效率，我们选择将包装操作分散在不同工位上同时进行，也就是选择多工位工艺方式。

2）运动形式

搬运物体传送方式采用间歇和连续运动两种形式。根据对二极管包装机的分析，本设计通过连续式运动，原料由振动筛连续输送到运输托盘。运输托盘将二极管再转送到封装带上，整个过程由包含吸取、创新脱离、送带等一系列的间歇式运动。根据上述分析，二极管包装机选用间歇运动及连续运动相结合方式。

2　二极管包装机系统组成

本课题开发的二极管包装机主要完成二极管的外包装工序，并检测相应工序的质量完成情况。二极管包装机主要由机器的动力、传动、执行、控制系统和监控系统构成。.

3　二极管包装机执行系统

二极管包装机的执行机构运动方式较多，若想自动正确地完成包装所需动作，执行机构一定按规定的指令运动，且每个动作均要协调配合，严格按照设定的程序完成。执行系统就是保证机构的动作准确按工作需求进行的，并最大限度缩短了运动循环的周期，完成了包装并获得较高的生产效率。

3.1执行系统工作配合

输送装置：由振动筛连续供料，能够实现连续运动。

检测装置：当二极管检测不合格时经传输通道落入回收箱。

计量装置：二极管输送至电磁振动盘后，进入通道，被托盘吸取，计数器加托盘所走步数即为二极管个数，能够实现连续运动。。

运送托盘装置：间歇运动。由步进电机控制转动，由气压缸换向阀控制吸嘴对二极管的吸取和放置。

封装装置：间歇运动。由0805型封装头尺寸进行间歇式封装。

卷盘装置：由伺服电机控制卷取。

各执行机构之间动作必须相互协调，运动时间尽量重叠，以便缩短运动周期，提高生产效率。

3.2驱动形式

二极管包装机的封口装置由加热器和气动回路过程，是包装机的关键构件，包装机的加热件可通过加热器配合运动实现包装带的封口，气动装置用来实现加热头上下连续动作。本设计采用气动方式，传动快，维护方便。空气中的水和杂质通过过滤器滤出，利用减压阀降到需求压力给电磁阀和气缸提供压力。系统中的油雾器润滑油由空气流带到电磁阀和气缸进行润滑。减压阀上的压力表能直接调整读出。气路系统基本回路中元件主要有调速器、气缸、电磁阀、管路等组成。通断及换向由电磁阀控制。执行机构是气缸，承担了负载、输出力。调速器是调节气缸的速度的。二极管包装机基本回路图如图1所示。

图1　气缸基本回路简图

气缸在向前运动时是高速运动，在近终点附近关闭阀门，气体只通过窄通道，所示实现了限速功能，气缸的移动速度快速降下来。本二极管包装机动作过程如下：由气泵1将压力为0.4MPa气体，通过过滤器2、减压阀3、油雾器4送入电磁阀。二极管包装机封装时，电磁阀通，压缩气体进入气缸后腔推动活塞伸出；反之，活塞缩回。

4　二极管包装机控制系统设计

在二极管包装机电气控制系统中，对热电偶采集的温度值和设定值进行对比，并通过PLC对加热棒进行加热。控制系统主要构成如下。

1）评估控制。PLC在接到任务后，先分析所控对象的过程和要求，然后选择合适的PLC、单片机等。二极管包装机的环境相对较好，但需长时间不断运行，对可靠性要求高，控制系统较复杂，其输入/输出主要以开关量为主，也具有一定的模拟量控制，精度以及实时性要求均高，所以采用PLC作该系统的控制器。

2）控制器的选型。系统采用ILC350PN PLC，具有较高的性价比，是中小型PLC，高速、稳定、可靠、开放。

3）I／O地址分配。进行PLC控制系统设计要首先对输入输出信号在PLC接线端子上的地址进行分配。I／O地址分配以后方可以进行编程。只有I／O地址确定以后，方可对控制柜及PLC的进行接线，可绘制装配图、电气接线图，装配人员按图安装控制柜。I/O输入输出分配表如表1所示。

表1

4）二极管包装机系统硬、软件设计

硬件设计主要包括硬件选型、组态、诊断、参数化模块四部分构成；软件设计需要熟悉工艺流程、逻辑运算和电控系统上，利用PC WorX 5进行编写。该系统主要由下位机系统总线系统和上位机系统液晶彩色触摸屏、PLC控制系统组成。下位机主要是通过总线实时采集运行的状态信息，根据逻辑关系，发出控制命令，对执行机构的指定动作进行控制，保证能够高效地完成生产计量、包装等任务。液晶彩色触摸屏作可以正确显示运行和停机时间、相位显示、温度显示、速度显示、参数更改、有效作业率、材料消耗统计、故障报警及历史记录等。通过INTERBUS总线对控制器与现场设备进行连接，通过MPI通讯协议PLC与触摸屏上位机进行数据交换。

5　结论

本文详细论述了包装机的动力、执行、控制、设计思路等等。在执行系统设计中对塑封、供料、运输等机构进行了参数设计。

1）分析了二极管包装生产工艺，按照各原材料的运转顺序安培生产过程，并对二极管包装机的方案进行整体设计。

2）对执行系统中塑封装置、供料装置、运输托盘装置的机构进行了设计。为更准确地确定包装材料的最佳加热区间，本研究查阅了基于温度控制的封口工艺参数试验研究成果，通过调研可知在薄膜热封中，有不同的温度区间，相关参数与封口质量之间的可建立联系，并进行设计优化。

3）搭建了电气控制系统，采用ILC350 PN PLC作为控制系统的核心部分。

本文设计的二极管包装机能够计数准确，且能全自动控制。

参考文献

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中图分类号TS206.2

文献标识码A

文章编号1674-6708（2016）155-0102-02