枕式包裝機是一種包裝能力非常強，且能適合多種規格用于食品和非食品包裝的連續式包裝機。它不但能用于無商標包裝材料的包裝，而且能夠使用預先印有商標圖案的卷筒材料進行高速包裝。在包裝生產中，由于包裝材料上印刷的定位色標之間存在誤差,包裝材料的拉伸以及機械傳動等因素的影響，包裝材料上預定的封切部位有可能偏離正確的位置,而產生誤差。為了消除誤差而達到正確封切的目的，包裝設計必須考慮自動定位問題，解決這一問題大都是根據包裝材料的定位標完成連續式光電自動定位系統設計。而連續式光電定位系統按誤差補償工作方式分為進退式、制動式和兩傳動系統同步式。本文著重介紹進退制動式光電自動定位系統的設計。
1 制動式光電自動定位系統的基本原理：包裝紙在自動包裝機上連續進給,成形制袋,充填和封口的過程中,由于定位色標的印刷誤差,機器運轉的偶然波動以及操作等綜合因素,使包裝紙的輸送速度與橫封、切紙速度不同步而產生封、切位置的偏差,因此需要隨時予以校正,連續地進行誤差補償。綜合誤差是個變量,但由于具較高質量和印刷精度的包裝材料來說在一定的包裝速度下,這個誤差在檢測的各個周期內應保持在很小的范圍內。這樣就能通過光電定位系統定期地（每兩個包一次）測量和比較送紙速度和封切速度。如果包裝紙過快,正誤差系統給出一個負的補償量,也就是送紙機構減速來達到補償;如果包裝紙過慢,是一個負誤差,系統給出一個正的補償量,使送紙機構增速。但是給定的補償值不可能*消除誤差,可能補償過頭,也可能不足。即使誤差被消除了,下次還會出現。因此設計總是使系統給予補償過頭一點,給定一個稍大于誤差值的補償量,人為地使它超差。當這次測定誤差為負,則補償一個過量的正值。下一次測定、比較之后必定出現正的誤差。定位系統自動地補償一個給定的負值之后,又恢復出現負誤差。如此循環,正負交替使誤差控制在一定范圍內。這樣包裝紙的切斷部位就在正確的位置附近跳動。這種包裝紙一進一退來達到連續定位的方式稱為“進退式”自動定位方式。因為它的補償量是超越離合器工作,把機械送紙機構進入工作時設計成具有包裝紙滯后效果來給出的,所以采用這種原理定位的系統稱為“制動進退式”自動光電定位系統。以決定包裝紙速度的橫向封、切速度作為參考基準,以調整送紙速度與之同步來控制包裝紙的封切位置誤差,這就是連續定位系統zui基本的原理。
2 制動進退式定位系統的分析
下面分析制動進退式光電定位系統,包裝機傳動系統。
包裝過程如下:片狀包裝紙由卷筒1引出,經光電檢測器2再由成形器5成形和牽引輥6,縱封輥7制成包裝。已充填包裝物的包裝袋上下整形輸出,經輸送帶送到橫封頭8橫封并切斷排出成品。傳動部分是:主電機M1將運動傳入橫封傳動軸,再經不等速機構9帶動橫封頭傳動,不等速機構是用來調整橫封頭8的封切瞬時速度,使之與包裝袋移動速度同步的。另一路則經無級變速差動機構13的調節,可以手動或通過單相伺服電機控制完成。調節無級變速差動機構13可以得到所需袋長。zui后一路經差動機構18到勾爪輸送鏈。差動機構18為自動調整機構,主要用來調節勾爪輸送鏈與橫封頭同步。在包裝過程中,用光電傳感器檢測包裝紙移動速度與橫封速度作比較,判別它是慢是快,通過超越離合器電氣系統控制超越電機M3動作使之運轉或制動停止,以達到誤差補償的目的。
圖1 傳動系統間圖
1·紙卷 2·反射光電頭 3·包裝物 4·下紙輥輪 5·成行器 6·牽引輥輪 7·縱封輥輪 8·橫封頭
9·不等速機構 10·超越離合器 11·主電機 12·無級變速器 13·伺服電機 14·輸送機構 15·調速
機構 16·送紙光電傳感器 17·橫封光電傳感器 18·成品 19·勾爪差動機構
3 速度檢測與包裝紙長度測量：為保證包裝過程中的定位,送紙速度與橫封切口速度是必需準確的測量兩個參數,同時生產過程中包裝紙（每張）有長有短,從而如何在定位過程中自動測定包裝紙長度使之與我們生產設定相符合,也是非常重要的。紙速的測量是由光電接近開關17來完成的,我們把測量紙速的光電接近開關輸出的脈沖周期記為T紙它的導數1/T紙即為送紙輥的傳動速度。橫封切口速度是由光電接近開關來測量的。我們把刀切速度光電接近開關輸出的脈沖周期記為T刀,它的倒數1/T刀即為橫封速度間接計算得到的。在包裝設計中,包裝紙被緊壓在送紙輥上,壓輥的線速度則為包裝紙的送紙速度V紙=πD/T紙,式中的D為送紙輥直徑。經過橫封切口后的被切長度L紙=V紙T刀=πDT刀/T紙
4 色標對標方法與調整：為保證包裝全自動定位,需要控制伺服電機M2使送紙速度與橫封頭切口速度同步。然而對設計為同步的系統,由于運轉的偶然波動以及操作擾動等方面因素都會使原來同步系統失步。從而需要在基本同步的系統中加入色標檢測與控制電路,隨時校正,連續進行誤差補償。保證切封位置不變,這就需要借助包裝紙上的色標來定位完成。色標定位對標對包裝材料、光電檢測方法、色標的印刷等都提出一定的要求。就包裝材料而言,要求有較高的密度,滑度厚度均勻、而且要有一定的抗拉伸能力。光電檢測方法隨不同的包裝材料有透射式和反射式兩種。透射多用于透明包裝材料的檢測,而反射式則用于難以透光或不能透光的包裝材料的檢測。通常高速度的包裝機設計,大多采用反射式光電檢測方法,因為它具有較高的檢測靈敏度。對色標印刷要求,定位色標必須能有遮光或通光的作用,同時隨包裝產品的大小和檢測方法的不同,定位色標要有足夠的遮光面積,以保證光電檢測時信號的可靠性。有了良好的包裝材料,合適定位色標與正確的光電遮光反射式傳感器測量色標方法,就可以進行色標對標與調整。
按上述原理與方法設計的枕式多功能包裝機,配上微電腦控制的紙長設定調節以及色標定位系統,*解決了全自動光電定位問題。系統高速運平穩可靠,封切準確,是目前、的機
型之一。
