新型喷码机架的设计与应用

李长峰

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)



新型喷码机架的设计与应用

李长峰

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

分析了滚轮式打码机与手持喷码机的不足之处，并结合生产现场的实际情况设计一款新型喷码机架，将喷头固定喷码机架上从而实现对纯碱大袋的自动喷码。

喷码机架；平行四边形；设计；运动分析

1 喷码机架的研究背景

我公司大袋纯碱包装袋喷码最初为滚轮印刷式，后改为手持码机。这两种形式的喷码均存在一定的弊端。

滚轮印刷式是将滚轮调至所需的日期，再蘸取油墨进行打码。该打码形式不能将具体的精确的时、分打印上，且油墨印迹不能速干，文字清晰度差，费时费力，生产效率低，而且产品的品质因印刷质量不高而丢失越来越多的客户和消费者，使生产企业蒙受损失。

手持喷码机的滑动是通过喷头上下两端的两个滚轮滚动来完成，也就是需要同步器来配合喷码机完成喷印工作。这就决定了对被打印物要求较高，平面度、光滑度均有要求。我公司生产的大袋产品为750 kg与1 000 kg居多，由于纯碱自身重力与编织袋的作用力使得包装袋外表面不能完全达到手持喷码机所需的平面度与光滑度，导致喷印效果不理想。并且手持喷码机购置费用较高，耗材较大，油墨也必需使用与之配套的专用墨盒，一定程度上增加了成本。

2 新型喷码机架的设计及应用

根据喷头对喷涂目标的最佳喷印距离为1～3 mm，并且考虑到大袋在输出皮带上的运行情况。我公司生产的大袋纯碱种类较多，包装袋的类型也不同，并且纯碱为松散物质使得每个包装袋不规整，均有一定的倾斜，导致包装袋在输出皮带的位置不完全一致。若将喷头固定，距离喷头较远的大袋可能喷涂不清甚至漏喷，而距离较近的大袋可能造成对喷头的刮碰，损坏喷码机。

为保证以上几点要求，设计一款可以移动的喷码机架，将喷头与光电传感器固定于喷码机架上，光电传感器检测来袋信号再传输给喷码机，从而实现对大袋自动喷码。

该喷码机架设计原理为平面连杆机构，该机构具有如下显著的优点：(1)构件间是面接触，单位面积承受压力小，可承载大载荷，且便于润滑，故磨损小;(2)构件间接触面是圆柱或平面，加工制造容易，易获得较高精度；(3)构件间接触可以靠本身几何封闭来实现，实施比较简便；(4)能够较好的实现多种运动规律和运动轨迹的要求。平行四边形机构是应用最广泛的一种平面连杆机构。它除了具有上述平面连杆机构所具有的优点外，还具有特有的运动特点，即输出杆和输入杆以相同的角速度同时转动，且连杆只能做平行移动。

根据以上设计理念，经过反复试验，最终设计一款平行四边形喷码机架，如图1。

图1 平行四边形喷码机架

该机架一端面固定于输出皮带架的一端，另一端可以左右移动，为了保证该机架能够自动回位，轴B、轴C位置安装了两个弹簧折页，轴A、轴D为两个普通转动轴。并且弹簧折页设定了限位装置，保证喷码机架左右侧面回位后始终与输出皮带的运动方向保持60°夹角。喷头与光电传感器固定在机架的另一端上。

3 机架的运动分析

图2为该机架简化图。图中AC=BD，AB=CD，是一个以杆AC、BD为曲柄的典型的平行四边形机构。根据平行四边形机构的特点可得出以下结论：两曲柄AC、BD的角位移、角速度始终相等方向相同。

包装袋在皮带上输送时，当刚好接触喷码机架侧边AC时(位置1),包装袋作用于AC曲柄形成相对于旋转副A的力矩M带动平行四边形机构运动，在此运动过程中连杆CD始终做平移运动。包装袋继续向前运输到位置2时，此时包装袋侧面与光电传感器接触，光电传感器就会检测到来袋信号并传输给喷码机，包装袋继续向前运输，经过手编器设定延时，可精准的按照设定时间进行喷涂。在喷涂完成后，根据弹簧折页的转矩作用复位至最初设定的位置，复位可靠性好，可满足使用要求。

图2 机架简化图

该机架的主要创新点在于机架侧面始终与包装袋侧面平行接触，这样就可以使固定在机架上的喷头始终与包装袋侧面距离保持不变，并始终可以垂直喷涂，达到最佳喷涂效果。

4 结 语

此设计在现场生产中已投用，避免了客户对大袋包装标识清晰度的投诉，并且喷码机运行稳定、故障率小，既降低了成本消耗又省去了人工喷码环节，提高了工作效率，满足了生产需求。

[1] 孟宪源．现代机构手册[M]．北京：机械工业出版社，1994

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1005-8370(2016)03-47-02

2016-05-03

李长峰(1986—)，本科，助理工程师，唐山三友化工股份有限公司成品车间技术员。