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多功能高速药品装盒机生产制造解决方案

作者: 发布时间:2022-05-05 13:49:40点击:911

    1、药品装盒机简介

    多功能高速药品装盒机是迈特凯包装机械定制生产的对象,是最新研制的全自动高速药品纸盒包装机,机器容纳了中低速药品装盒机的优点,是国内速度最快、智能化程度更高的包装产品。本机颠覆了国内传统间歇式的设计原理,采用国际先进的链排式连续动作的全新结构,大大提高了产品性能和生产效率。并设有联机技术接口,制定了一套以自动化生产线为主,单机独立使用为辅的生产新模式,充分体现了产品优越性。

    此装盒机能够将各种规格的药板、中药制剂、食品等小型的、有规则形状的产品装入特定的纸盒中,并将成品输送。使用范围广泛,操作简便。根据用户的不同产品,只需更换与调整相应的零部件即可满足用户的生产需求。即适用于大批量单一品种的生产,也可满足小批量多品种的药品生产。并且可以与其它产品装盒机联线工作, 使装盒机的应用前景更加广泛。

    2、药品装盒机工艺过程及主要功能

    2.1工艺原理

    整个机型工艺流程为:落料装置将药板下放到运输链,同时折纸机构按规格要求将说明书折叠,随同药板-起传动,此时取盒机构进行完吸盒-撑盒-放盒三工位后准确落入传送链,装盒装置将药板说明书一同装入药盒中,通过运输链到达封盒工位,进行药品封盒,完成包装整过程。连续的运动方式较间歇式设计起来效率更高更稳定,因此将整机各个机构均设计为连续运动的机构。

    工艺流程图:

工艺流程图.png

    为了保证取盒机构与折纸机构二者动作的协调,可以通过分配轴协调二者之间的动作关系,但是折纸机构比较独立,用分配轴方式很难实现,所以考虑用伺服电机通过编码器同步到取盒输出轴的转速以实现二者协调运行。

    2.2装盒机主要功能

    由装盒机的工艺过程可得出装盒机的主要功能:动力功能采用电动机,落料功能采用自动挡块机构,折纸功能采用牵引辊与折纸辊机构,取盒功能采用行星轮转盘机构,装盒功能采用四杆机构, 送盒功能采用输送链机构,封盒功能采用凸轮机构,控制功能采用伺服控制系统。

    3、药品装盒机执行机构

    3.1落料机构

    本文研究的自动装盒机采用旋片式落料装置,此装置调整方便,工作高速稳定。当前许多中低速的装盒机仍然采用自由落料装置,此装置凭借物料本身的重力完成下料,再通过气缸推杆的推动将其转移到输送链。这种依靠自身重力与气缸同时作用完成的落料装置结构虽然简单但受限严重,当依靠重力下落时,若物料自身质量轻是不可能完成物料下放的过程的,机构处于高速工作状态下,物料本身的重量克服不了气流的阻碍,便不能很好地完成下落,这样就造成传送链空运输。

旋片式落料装置.png

    旋片式落料装置如图2.2所示,机架固定于装盒机的底架上,呈垂直状态,传动部件之间采用同步带轮传动,运动部件选用伺服电机控制。伺服电机通过同步带轮传动系统控制旋转片旋转,旋转片旋转的同时带动物料下落,药板直接下落到传送链,以运送到下一工位继续使用,此装置可在人机界面里完成对伺服电机的设定,使下料速度与设备的运转速度相匹配,设定完成后旋片可进行高速旋转完成物料的下放。

    3.2说明书折叠机构

    本机型采用新型折纸机构,该机构的折纸效率可达到400-500张/分钟。机构的工作原理是:伺服电机与减速器通过电控箱控制, 实现与主机、取盒装置转速同步,联轴器将主轴与圆锥齿轮轴联接,通过圆锥齿轮传动改变其主轴的转动方向。折叠过程主要由5个折纸辊和3个折纸板组成,而弹簧的作用主要是保证折纸辊完全啮合(如图2.3所示)折纸辊的转动带着上一个工序卷入的说明书配合不同形状、尺寸的折纸板作用,完成对说明书的折叠工作。

    (1)折纸机构满足条件:

    ①折纸辊之间的紧密啮合由于说明书是靠执行机构的两个折纸辊牵引并进入折纸板进行折纸的,而说明书的厚度非常薄,所以两个折纸辊之间的啮合必须非常的紧密, 选用弹簧来保证其啮合的程度,由于弹簧所受的载荷不大,且安装空间并不受限制,因此可选用常用的小型圆柱螺旋压缩弹簧。

图片1.png

    ②说明书的逐张分离

    自动装盒机对折纸机构除了要求能完成多种规格折纸功能外, 还要能把纸张逐张分离,以进行下一步工序,有些多功能装盒机会出现因纸的分离不佳发生双张或多张的情况。为解决这种现象,可在堆放说明书纸盘的相应位置安装一块分纸橡胶,其工作原理是模拟人对堆叠纸张的手工分搓。当吸气嘴吸下说明书时,紧贴纸张的分纸橡胶起到橡胶与纸张摩擦的作用,完成对纸张间的次分离。 说明书被吸下来后, 分纸叉插入到这张纸与,上层纸之间,随后吹气嘴吹气将上层纸分开,使最后-张纸被抽出分离。这样就避免了双张或多张的现象。

    (2)折纸机安装立板的设计下图所示为折纸机安装立板,左右两块折纸机立板通过5个连接轴连接起来,连接轴分别连接在2块立板之间的不同位置, 确保其连接的稳定可靠,通过连接板可以使其他的装置与安装立板实现连接,左右两块立板上面的孔也是为了连接折纸机上其他的装置,而折纸机整体的固定是通过折纸机底板连接在安装架上面。

图片2.png

    (3 )托纸装置

    如下图所示为托纸装置简图。摆放整齐的说明书放在放纸平台上,通过可调前挡纸板、可调后挡纸板以及可调支架(均开有长沟槽)完成不同说明书规格的要求。本装置中可叠纸张的更大尺寸为: 240x 200mm , 最小尺寸为: 130x 130mm。

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    3.3取盒机构

    药品自动装盒机中将药板、药包等装盒是其整个包装过程中最重要的组成部分。药盒的形状大部分都是长方体,且药盒放置到装盒机上是都是呈现压扁的状态。要完成自动装药的动作, 则首先就必须使药品纸盒撑开,以便于送药机械手能将药品和说明书送入盒中。为了实现这一要求,需要在自动装盒机上设计一个纸盒打开机构即取盒机构如下图所示。

图片4.png

    取盒机构是装盒机上一个重要的部件,它需要完成吸盒-撑盒-放盒三个动作, 将压扁的折叠纸盒撑开并送到下一工位。本文研究的取盒机构为行星轮式取盒装置, 具体工作原理及结构分析下文进行了深入研究,在此不做详细分析。

    目前,当自动装盒机高速运行时,取盒机构经常会出现掉盒及漏吸现象, 是装盒机的“瓶颈”。而本文针对这个问题,对整个取盒机构进行了运动分析以确定影响因素,最终完成取盒机构的优化设计。

    3.4传送机构

    为了将药板、说明书、药盒安全高效地完成封盒过程,此装盒机采用链传动的输送形式。该传送机构含有两组传送链且两组传送链并列同步运行如图2.7所示,其中一组传送链专门运送药盒,其共有三条套筒滚子链,且链条上排有规则的金属片形成卡槽,用来夹持传送的药盒同时还能将药盒完全撑开。另一组传送链负责运送药板,链条上排布着与药盒卡槽一一对应的推料机构如下图所示。

图片5.png

    该推料机构采用推杆一滑块支座式,其特点为:上部主要用于推程,下部都用于回程;采用推料杆与滑块支座的组合形式,可扩大推程,又显得轻巧灵活;在上部推程区间,推料杆的槽式导轨一侧被做成摆动的,倘若推料发生故障,通过传感器传递信号,实现自动停机。此推料机构只能进行横向推料作用,所以必须与药板传送链同步运行,当纸盒传送链发生故障停止供盒时,会立即发送检测信号,借助吸动一牵引电磁铁,使与其相连的导板偏摆,使与缺盒相对应的推料杆滚轮改道而沿平行于链传动方向往前继续运动,停止推料作用。当药板逐个下落到料槽中后,通过链条的牵引及上下导轨的位移制约,推料机构就可以沿着料槽滑动同时将药板推入到在另一组传送链上的药盒中,再进行最后的封口操作。

图片6.png

    (1)链条的链节数更好采用偶数,而链轮的齿数选用奇数,这样可以使得链条连接方便且连接磨损均匀;

    (2))选用节距适当小的链条及齿数适当多的链轮,这样可以减轻高速运行时链传动产生的冲击和振动;

    (3)主、从动链轮设计时齿数要相等且紧边长度要等于其节距的整数倍,这样可以使从动链的转速更稳定;

    (4)设置相应的调节装置来保证链条始终保持适宜的紧张度且更容易装拆。

    3.5封盒机构

    药板被推入药盒后, 封盒是整个装盒过程中最后的工序。折舌装置与插舌装置共同组成了封盒机构如下图所示,折舌装置又有左舌(内侧)与右舌(外侧)之分,折舌时多用旋转盘来完成,折舌盖时借助固定导轨的作用在药盒行进的过程中完成。

图片7.png

    当与运送药板的传送链保持同步运行的推料杆将被包装药板推入药盒后,封盒机构就从药盒的两侧依次进行折左舌、折右舌、折插盖舌、压盖整形、成品输出、空盒剔除等动作。在封盒机构运行过程中, 为了避免推料杆进行药板推入时使药盒产生横向的位移窜动,应先将药盒左舌进行折合,推送药板时借助导轨进行压制。其他的封盒过程可按前后对应原则进行,但必须满足相向作用力完全抵消的要求。

    封盒机构能否稳定可靠、高效的完成工作,与其各执行元件的形状、表面光滑度、尺寸大小、结构等方面都有关。药盒进行等速直线运动时, 折舌装置、插舌装置、压盖装置做正圆的等速运动,这就使得两者在工作过程中不能达到完全的同步, 当插刀的纵向分速度滞后或超前药盒的速度时,又加上两者接触的表面通常存在干摩擦,容易造成折好的盖舌出现偏左或偏右的变形。如果变形太大,那就会给插舌造成-定的困难,还会引|起盒体边角出现裂口。为了避免插好的盖舌被退出的插刀带出来,对插刀表面的光滑度要有一定的要求,还可改善纸盒的造型来避免此现象的发生(如在盖舌折痕的两侧开两条短缝,来增强盖舌对边舌的抵挡)。

    4、药品装盒机的总体布局

    机型总体布局如下图所示,机架采用多件方管、方板焊接后整体加工成型, 这样不仅在强度和刚度上有了较大的提高,而且在制造精度上同样有了可靠的保证。各部分的传动件均安装在机板.上,中间板和中间机板由若干传动轴、导向杆及丝杠悬置于机架的上方,并可以在链条和丝杠的共同作用下前后平移,这样就可以根据用户的不同纸盒尺寸进行调节,简单易懂、方便可靠。

图片8.png

    5、药品装盒机的特点

    结构方面的特点:

    (1 )装盒机的落料装置属擒纵式,采用旋片旋转带动药板下落,这种装置不受物料自身重力的限制,适应面宽广且高速稳定。

    (2)应用最新的专利技术设计的新式折纸机,工作稳定、高速,每分钟可折纸500-600张。折纸机由伺服电机驱动, 动作反应灵敏、可靠。

    (3)采用新的行星轮式取盒装置,完全避免了传统的取盒装置.工作时的振动所引起的不稳定因素,四组标准行星轨迹的吸盘, 平稳的工作效率可达280盒/分,超出此速度还是存在不稳的现象。

    (4)共有三十二组随动式推料杆,保证了产品在输送过程中可靠的入盒,还能有效地避免推料杆与传送链间的碰撞。

    (5)拥有超大的纸盒料仓,斜折路径的纸盒料仓可一次性加盒 2000-3000盒,降低了操作工人的劳动频繁程度。

    控制方面的特点:

    此药品装盒机装有微机控制系统和检测系统,可自动完成没有药板不折说明书,没有说明书不取盒,没有药盒推料杆不动,而且只要连续三次取盒失败整台装备停止运行;能够对生产能力、设备故障和不合格品自动进行分类统计和数字显示;可与其它机器进行联机,完成速度的自动跟踪、互相提示和故障报警;在关键的执行机构处共有十点在线检测,由人机操作界面进行显示与报警,只要发生故障可以一目了然。这样既可以节省时间、提高效率,还可减少人力浪费。

    6、总结

    本方案主要是对整台药品装盒机进行简要分析,首先介绍了药品装盒机的工艺流程及其主要功能,然后对药品装盒机的落料机构、折纸机构、取盒机构、传送机构和封盒机构进行了研究,分析了各执行机构的组成及工作原理,以及应有的注意事项,最后从结构和控制两方面分析了此装盒机的特点以及需要改善的问题。

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