[00145881]柔性智能型材包装生产线

本项目是根据客户需要,在充分调研国内外市场需求及技术发展的基础上,仔细分析异型材包装工艺,采用机构创新设计、先进控制、智能传感、计算机软件等多学科技术,攻克了异型材自动输送、堆垛、套袋和捆扎等行业关键共性技术,开发出了异型材在线自动打包机器人、异型材自动堆垛机器人、异型材自动套袋机器人等关键装置,建立异型材垛型数据库,设计出异型材柔性智能包装生产线的机械系统和控制系统,开发出异型材柔性智能包装生产线机器人样机,实现异型材包装的柔性化和智能化,降低了异型材包装的劳动强度、节约人力成本、提升产品的包装质量和一致性。本项目的研发成功和产业化,将有利于提升异型材生产流程的智能化程度,有利于我国异型材的国际竞争力的提高。同时,为我国在长物料包装方面的智能化共性技术的进步提供了新的技术解决方案。 研究的关键功能： （1）自动堆垛技术。人工堆垛的垛型不能满足自动堆垛技术的需求,所以为了满足自动堆垛的要求,必须对各种不同横截面形状的垛型进行重新设计。同时,生产线要能够实现长物料的自动输送、自动翻转、自动定位等功能。 （2）型材自动套袋技术。自动套袋技术包括自动撑袋、自动抽真空、自动热封等技术,是实现异型材智能包装的关键技术,目前国内外尚未有此技术,填补了国内外在此技术方面的空白。 （3）型材在线打包技术。目前市场上的自动打包机采取的是物料传送到位再打包的形式,不能适应于型材在线捆扎的要求。为了满足自动化包装的需求,必须打破传统自动打包机,采取物料静止不动、打包机运动的新型打包模式,研究出长物料的在线打包技术。 技术及工艺特点 型材柔性智能包装生产线包括：机械系统、控制系统和软件系统三个子系统。 1．型材柔性智能包装生产线的机械系统设计。 包装生产线的机械系统包括型材输送系统、堆垛机器人、套袋机器人、在线打包机器人等关键部件,是实现型材自动包装的基础。 型材柔性智能包装线的工作流程如下：型材经输送系统进入堆垛工作台,堆垛机器人对其进行翻转、堆垛,经输送系统推送到套袋工作台;套袋机器人中袋自动放卷,由撑袋吸嘴完成型材的套袋,经过抽真空、热封后,由在线打包机器人进行打包;最后经输送系统进入周转车,完成整个工作。根据包装流程拟将包装线分为四个模块：堆垛机器人、套袋机器人、在线打包机器人和输送系统。 堆垛机器人拟由翻转机构、推送机构、堆垛工作台等组成。翻转机构由从动轮上安装夹紧气缸的齿轮副组成,实现型材的定位、夹紧和翻转;推送机构拟采用气缸实现型材的推送功能;堆垛工作台由电机驱动,能够根据不同型材的截面尺寸,实现相应的上升下降。 套袋机器人由放卷机构、压袋机构、自动张袋机构、热封机构、抽真空设备等组成。放卷机构主要实现袋卷的支撑及滚动释放,拟采用“气涨轴+安全卡盘”的方式,放卷稳定可靠,换卷方便。压袋机构主要用于配合放卷机构和张袋机构,控制型材包装膜或袋的前进与停止,拟采用气缸推动橡胶压条压紧辊子的方式实现。自动张袋机构主要实现袋口的张开功能,拟采用集成无杆气缸、导向辊轮、张袋器等部件实现。热封机构和抽真空设备拟购置现有产品进行集成,有利于缩短项目的研发周期,保证生产线的稳定可靠。 在线打包机器人由打包机芯、固定弓架、移动弓架等组成。打包机芯主要实现打包带的粘合,拟购置现成产品集成于整机中。固定弓架、移动弓架主要实现打包带的导向,固定弓架固定在机架上,移动弓架在齿轮齿条带动下能够往返运动,当其张开时能够避开套袋工作台和异型材,当其闭合时和固定弓架形成一个龙门,实现打包带的导向。输送系统拟采取输送带、气缸等部件实现异型材的轴向和横向输送。 2 .型材柔性智能包装生产线的控制系统设计。 控制系统以PLC为主控制器,负责伺服电机,气缸,抽真空系统的控制,传感器和真空压力的读取及系统故障诊断与安全。控制系统决定了异型材包装的智能化程度。整个过程按照事先编制的PLC控制程序自动完成全部作业。控制系统配有液晶触摸屏人机界面,可以方便快捷地设置和修改参数。控制系统可在自动与手动两种控制模式之间灵活切换。 3 .型材柔性智能包装生产线的软件系统设计。由于每批次异型材的尺寸、截面形状都不一样,这就需要针对各种异型材的截面形状,设计出符合自动堆垛的垛型,并建立异型材垛型数据库,将各种垛型需要对异型材的操作转化为运动指令,以便在每一批次产品的包装前进行选择。当要包装某一型号的异型材时,只需在上位机中选择相应的型号,上位机将相应的运动指令发送至PLC,驱动生产线运行。软件系统决定了异型材包装的柔性化程度。