УПАКОВОЧНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к упаковочной технике, в частности касается автомата, формующего из плоской ленты упаковку типа «саше» или «флоу-пак» (flow-pack) с последующими заполнением емкости упаковки жидким или сыпучим содержимым и герметизацией пакета. Полезная модель касается машины горизонтального типа последовательного действия модульной конструкции с использованием готовых функционально законченных узлов, позволяющих оперативно изменять конфигурацию и формат автомата, что позволит свести к минимуму затраты на непроизводственные потери рабочего времени.
Известен автомат-упаковочная машина, содержащая последовательно размещенные на раме подающий узел для подачи ленточного материала упаковки и осуществления его натяжения, систему направляющих для складывания в поперечном направлении ленты материала упаковки и придания формы упаковки типа пакета, устройство для сварки швов и отрезное устройство (RU, патент №2058252, В 65 В 9/02, опубл. 20.04.1996).
Недостатком данного автомата является то, что он настроен исключительно на формирование одного типа упаковок, например, двухшовных, и не может быть переналажен для изготовления трехшовной упаковки или упаковки «4 шва».
Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи созданию модульной конструкции упаковочной машины с регулируемыми по месту положения и относительно ленты материала упаковки рабочими позициями.
Достигаемый при этом технический результат заключается повышении эксплуатационных возможностей упаковочной машины и расширении ассортимента упаковок, которые могут быть получены на данной машине.
Указанный технический результат достигается тем, что в упаковочной машине, содержащей последовательно размещенные на раме подающий узел
для подачи ленточного материала упаковки и осуществления его натяжения, систему направляющих для складывания в поперечном направлении ленты материала упаковки и придания формы упаковки типа пакета, устройство для сварки швов и отрезное устройство, устройство для сварки швов включает в себя узел сварки первого шва, являющегося поперечным по отношению к ленте материала упаковки, узел сварки второго шва, являющегося поперечным по отношению к ленте материала упаковки, узел сварки последнего шва, являющегося продольным по отношению к ленте материала упаковки, а так же включает в себя узел ввода через несваренные края упаковки жидкого или сыпучего наполнителя, расположенный между узлами сварки второго и последнего швов, и последовательно расположенные после узла сварки последнего шва на участке до отрезного устройства, узел термопечати или нанесения трансферных лент путем термомпереноса для нанесения требуемой информации на упаковку, узел просечки для формирования надреза у кромки одного из швов, датчик фото метки для формирования сигнала о наличии надреза и коррекции скорости перемещения ленты материала упаковки, при этом все упомянутые узлы выполнены регулируемыми в горизонтальном и вертикальном и поперечном относительно ленты материала упаковки направлении и оснащены пневмоприводами, включающими в себя пневмоцилиндры, запитываемые через управляемые пневмораспределители от источника сжатого воздуха.
Кроме того, машина дополнительно снабжена узлом укладки в сформированную складыванием ленты материала полость продукта, расположенным между узлами сварки первого и второго швов.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель иллюстрируется конкретным примером, который не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
На фиг.1 - блок-схема упаковочной машины.
Рассматривается упаковочная машина, представляющая собой автомат для упаковки сыпучих, жидких, гелеобразных и твердых продуктов в герметичные пакеты типа «четыре шва», «дойпак», «стик», «флоу-пак» и другие виды пакетов различной конфигурации и формы из однослойных и многослойных материалов. Изменение формы и типа пакета выполняется путем применения различных видов оснастки, которая может поставляться вместе с автоматом так и отдельно в соответствии с пожеланиями пользователя.
Согласно настоящей полезной модели упаковочная машина содержит последовательно размещенные на раме подающий узел для подачи ленточного материала упаковки и осуществления его натяжения, систему направляющих для складывания в поперечном направлении ленты материала упаковки и придания формы упаковки типа пакета, устройство для сварки швов и отрезное устройство.
Устройство для сварки швов включает в себя узел сварки первого шва, являющегося поперечным по отношению к ленте материала упаковки, узел сварки второго шва, являющегося поперечным по отношению к ленте материала упаковки, узел сварки последнего шва, являющегося продольным по отношению к ленте материала упаковки. Машина так же включает в себя узел ввода через несваренные края упаковки жидкого или сыпучего наполнителя, расположенный между узлами сварки второго и последнего швов, и последовательно расположенные после узла сварки последнего шва на участке до отрезного устройства, узел термопечати или нанесения трансферных лент путем термомпереноса для нанесения требуемой информации на упаковку, узел просечки для формирования надреза у кромки одного из швов, датчик фото метки для формирования сигнала о наличии надреза и коррекции скорости перемещения ленты материала упаковки.
При этом все упомянутые узлы выполнены в виде отдельных модулей регулируемыми в горизонтальном и вертикальном и поперечном относительно ленты материала упаковки направлении и оснащены
пневмоприводами, включающими в себя пневмоцилиндры, запитываемые через управляемые пневмораспределители от источника сжатого воздуха.
При этом машина дополнительно снабжена узлом укладки в сформированную складыванием ленты материала полость продукта, расположенным между узлами сварки первого и второго швов.
Базовая часть автомата состоит из несущей рамы 1, шкафа управления 2 с устройством подготовки воздуха. Устройство подготовки воздуха представляет собой ресиверную установку для формирования воздушного потока под давлением, подаваемого к исполнительным пневмоцилиндрам в соответствии с алгоритмом управления автоматом. Шкаф управления 2 состоит из установленных в нем микропроцессорных систем управления пневмоприводами, систем зашиты от поражения электрическим током, управления нагревом сварочных губок. На лицевой стороне шкафа расположен пульт управления автоматом с диалоговым окном и интерфейсом переносного компьютера для изменения программы работы автомата при изменении конфигурации последнего.
На раме автомата изготовленной из конструкционной стали и окрашенной порошковой эмалью, стойкой к воздействию агрессивных сред и высоких температур, смонтированы устройства формирования пакета, узлы сварки, наполнения и обрезки готового пакета. Конструкция рамы позволяет оперативно менять оснастку и конфигурацию автомата.
Упаковочный материал 3 (основа) разматывается с подающего узла 4 с устройством центровки и через систему валов 5, обеспечивающих необходимое натяжение материала основы, поступает на группу направляющих 6 и 7, где происходит предварительное складывание пакета заданной формы. Направляющие могут быть выполнены как в виде горизонтально расположенных валов, так и вертикально расположенных. Количество направляющих и их положение определяется типом заданной упаковки. Разматывающее устройство для материала основы смонтировано в базовой комплектации на раме машины и может иметь в своем составе устройство для безостановочного сращивания материала основы, состоит
из группы валов и электропривода с электронным управлением по сигналам датчиков.
Предварительно сформированный пакет поступает на позицию сварки 8 первого шва, например, продольного, а далее на позиции сварки 9, 10 остальных швов, например, поперечных, узел принтера 11 для печати необходимой информации на упаковке, узел коррекции шага машины и отрезное устройство 12. выполненное в виде ножевых лезвий, перемещающихся навстречу друг другу, или ножниц.
Каждая позиция сварки 8-10 представляет собой базовый узел сварки, включающий в себя две щеки из высококачественной легированной стали с двухслойным покрытием никель-хром, (что обеспечивает высокую стойкость к коррозии и возможность проводить обработку различными средствами дезинфекции), соединенные усиленными направляющими. На щеках размещены пневмоцилиндры с быстросъемными соединителями, на цилиндрах в свою очередь установлены сварочные губки (со встроенными нагревательными элементами), которые могут иметь различную конфигурацию.
Узел принтера 11 для нанесения даты на пакет (упаковку) состоит из несущей рамы (унифицированной с узлом просечки), пневмоцилиндра и держателя букв и цифр со встроенным нагревателем.
После сварки последнего шва упаковка поступает на узел просечки 13, предназначенный для формирования надреза у одной из сторон шва, позволяющий прользователю легко вскрыть упаковку путем ее надрыва. Узел просечки состоит из пневмоцилиндра, на котором установлен держатель просечного ножа ромбовидной формы или другой формы и матрица, что исключает появление заусенцев при просечке. После просечки пакет по направляющим 14 поступает на отрезное устройство 12.
Коррекция шага машины происходит в узле протяжки 15 материала основы, по сигналам, полученных от датчика 14 фото метки (или иного датчика) установленного перед отрезным устройством 10. Коррекция шага
по сигналам положения надреза позволяет четко осуществлять отделение одного пакета от другого по месту шва.
Отрезное устройство 12 является самостоятельным узлом и состоит из пневмоцилиндров, ножей установленных на радиально - упорных подшипниках и несущей рамы. В зависимости от комплектации отрезное устройство может быть снабжено вырубным штампом различной конфигурации с ножами из твердого сплава.
Все функциональные узлы могут перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскости как при помощи сервоприводов, так и в ручную и фиксироваться в рабочем положении.
Для наполнения пакета тем или иным продуктом применяются различные виды дозаторов (дозатор-укладчик 16 и дозатор наполнитель 17) и укладчиков монтируемые в виде законченных узлов на несущей раме машины.
Пневматическая часть машины укомплектована пневмооборудованием немецкой компании «FESTO», что позволяет оперативно изменять конфигурацию машины в процессе настройки путем замены исполнительных пневмоприводов. Все соединения пневматических узлов быстроразъемные.
Вся электрическая часть машины, включая микропроцессор управления, панель управления, систему защиты от поражения электрическим током и силовые элементы смонтированы в общем шкафе управления. Изменение программы работы машины производится через диалоговое окно панели управления или через интерфейс при помощи персонального компьютера, в последнем случае программа может содержать кординальные изменения, что позволяет пользователю самостоятельно выбирать нужный алгоритм работы. Для аварийного отключения машины предусмотрены специальные кнопки, расположенные в рабочей зоне в пределах досягаемости. Устройство регулирования температуры нагревательных элементов выполнено на твердотельных элементах, а панель управления нагревом, снабженная
индикацией температуры, расположена на лицевой панели шкафа управления. Регулировка температуры каждого нагревателя осуществляется раздельно.
Система подготовки воздуха установлена на раме машины и включает в себя фильтр осушитель, ресивер для уменьшения пульсаций сжатого воздуха и редуктор обеспечивающий поддержание рабочего давления на входе машины.
В рамках данной заявки рассматривается пример комплектации машины, предназначенной для изготовления пакета типа «четыре шва» с возможностью наполнения пакета жидкостью. Дозирование заданного объема жидкости осуществляется поршневой помпой путем изменения рабочего хода поршня, который задается микрометрическим винтом.
Материал основы установленный на вал подающего узла 2 поступает на ролик устройства натяжения и с него на группу валов, где происходит расправка материала основы и предварительное складывание, если это необходимо («дойпак», «стик»). Проходя через группу направляющих 6, 7, материал основы проходит на позицию первой сварки 8 - дно или нижняя кромка для пакета «дойпак», «стик». При изготовлении трехшовного пакета позиция первой сварки отключается. Время сварки устанавливается при помощи диалогового окна панели управления и зависит от параметров материала основы.
После формирования первого сварного шва заготовка пакета протягивается на позицию второго и третьего сварного шва и наполнения. Для обеспечения раскрытия сваренного вторым швом пакета в раскрыв пакета вводится расширитель и одновременно с ним дозатор, после чего расширитель выводится и сваривается третий шов. Впрыск дозируемой жидкости происходит после запайки третьего шва. Сформированный таким образом и наполненный пакет продвигается на позицию запайки верхнего четвертого шва.
Время введения расширителя и задержка впрыска могут изменяться при помощи диалогового окна панели управления в широких пределах. В
случае установки недопустимых параметров задержки в диалоговом окне панели управления появится соответствующее сообщение и раздастся звуковой сигнал предупреждения, после чего будет предложено проверить установки параметров. В соответствии с параметрами задержки микропроцессор изменит скорость протяжки материала основы, оставив при этом неизменным время сварки.
Полностью сформированный пакет продвигается в устройство термопечати (принтер), где на верхнюю или любую другую кромку наносится код (дата) выпуска продукта, срок годности или иная информация. Нагрев головки принтера позволяет произвести глубокое теснение данных, а в случае применения цветных трансферных лент (с термопереносом) изменить цвет маркировки, в качестве дополнительной опции может быть установлен каплеструйный принтер.
Узел просечки, следующий за принтером. Предназначен для нанесения надреза, облегчающего вскрытие пакета, может наносить надрез как по горизонтальной, так и по вертикальной кромке.
Коррекция шага машины происходит по сигналам датчика фото метки, расположенного перед узлом отрезки. Сигнал с датчика фото метки, обработанный микропроцессором, дает команду на уменьшение или увеличение шага машины в устройство протяжки. Длина протяжки устанавливается микрометрическим винтом, протяжка осуществляется пневмоцилиндром с тянущим захватом. Данный узел совместно с узлом фото датчика является замкнутой системой с обратной связью, что обеспечивает высокую точность протяжки материала основы.
Отрезание готового пакета производится по команде микропроцессора управления ножами из твердого сплава (вырубным ножом). Отрезанный пакет попадает в лоток 18, где производится его ориентация для последующей транспортировки к картонирующей машине или в зону упаковки.
Контроль за взаимодействием всех узлов машины, точностью наполнения, обрезки осуществляется микропроцессором и в диалоговое
окно выводится соответствующее сообщение, после чего система предложит устранить неисправность и остановит машину. Применение такого алгоритма управления машиной позволяет свести к минимуму потери в виде брака. Данная функция не может быть отключена пользователем.