柳州钢铁股份有限公司计控所 广西柳州 545002
摘要：随着我国经济建设的快速发展和技术的进步消费者对商品的要求已经转向质量、包装精美等多方面的要求，因此高效率、高精度的自动化包装需求不断增加。自动化包装机械的使用能够提高包装效率，并且能够保证被包装商品的质量稳定。本文主要分析探讨了自动化包装机械常用计量方式及计量精度影响因素。
关键词：自动化机械；计量装置
自动化包装机械能够高质量、高效率的完成各类产品的包装工作，避免了手工包装带来的质量波动、劳动力成本过高等问题，而计量装置是控制自动化包装机械运行质量的关键部位。针对自动化包装机械计量装置的研究有助于提高计量精度，更好的推动包装业发展。
1自动化包装机械常用计量方式
1.1容积式计量
容积式计量在自动化包装机械计量装置上主要用于计量流动性强的商品包装，最常用的主要是定容量杯、可调量杯、螺旋杆3种，在原理和实际使用方法上存在着一定的差异。
（1）定容量杯
定容量杯属于最简易的定容计量方式，主要是将物料直接灌装至定容的量杯中，量杯上部有去除多余物料的部件，量杯底部有可控开关的阀门。物料进入量杯后，上部刮板去除多余的物料，然后转移至卸料位置，量杯底部阀门打开灌装至包装内，一次计量周期完成。这种方案的操作简单且不易出现故障，但是在包装中途不能改变容量，且包装之前需要根据实际情况计算并更换量杯。
（2）可调量杯
可调量杯是在定容量杯的基础上进行改进而来的，主要是将量杯分成两个部分，下部量杯定容，上部量杯根据实际情况可调，上部量杯嵌套在下部量杯外表面，然后根据需求调整漏出的高度，从而实现调整容积的功能。但是可调量杯在自动化包装机械运转过程中也是无法进行调整的，只能停止运转时进行调整，相当于将更换量杯的步骤简化为调整量杯容积。
（3）螺杆式容积
对于具有稳定颗粒形状的物品，如糖果、弹珠等物品在进行包装时，对重量的要求和容积的要求都不高，主要以填满包装盒为准，因此可以考虑选择螺杆式容积计量方法。这种计量装置是利用螺杆旋槽容腔来计量物料的。工作时，通过运动结构旋转螺杆轴进而带动计量螺杆转动，使计量螺杆转过预定的圈数来实现计量。由于物料在螺杆螺旋槽的容腔里堆积，使得每圈螺旋槽都有一定的理论容积计量，所以螺杆式容积计量就是通过计量螺杆的旋转次数来进行计算的，因此这种方式在容积式计量中较为精确。计量螺杆与螺纹件不一样结构要简单得多，其螺旋槽的断面通常为矩形可以以圆筒形结构套件配套焊接使用。螺杆式计量一般适用于流动性较好的颗粒状固体物料但不宜用于计量比重变化较大的物料。
1.2称重式计量
定容式计量方式的精度不高，主要用于对精度要求低、流动性强的流质物品灌装，但是对于单体形状不规则、体积较大且对重量精度要求较高的物品，最好选择称重式计量。电子皮带秤称重装置称重时，物料经程序物理输送，连续运转的输送带将物料送至秤台上，物料的重量使秤台下面的支承板弹簧发生挠曲，变形秤台下移其位移信号由传感器传输给称重调节器，使皮带秤可立即测出该段皮带上的物料重量。如果信息反馈显示重量与设计值不符，控制系统就会下达指令对秤台进行位置调整，以确保待包装物料重量符合设计值，因此控制系统的性能决定着自动化包装机械的计量精度。在秤体结构设计方面主要有板弹簧的设计计算器的设定传感器的选用等。
1.3计数式计量
计数式计量方法主要是针对颗粒状物品进行包装时采用的计量方法，这种方法的主要装置是计数转盘，转盘上若干小孔用来筛选被包装物品。
在包装时转动的定量盘上的小孔通过料箱的底部时料箱中的物料就落入小孔中，每孔1粒，定量盘上的小孔计数额通常分为几组。当定量盘转到卸料工位时物料通过卸料槽充入包装容器。该定量装置的设计主要在结构方面。为确保物料能顺利地进入计量盘的小孔中，常使定量盘上的小孔直径略大于物料的直径，盘的厚度也比物料厚度稍大些。料箱正面平板多采用透明材料，以利于观测料箱内物料的入孔情况。此板底部与定量盘上表面的间隙不宜过大，以防多余的物料漏出或被板缝挤碎或刮碎。
2影响计量精度的主要因素
自动化包装机械计量装置的计量精度关系着包装质量，影响计量精度的主要包括被计量物性质、设备运转环境和自动化包装机械本身3个因素。
2.1被计量物性质
每件事物的理化性质都具有独特性，因此不同的物品在进行包装时的操作要点各不相同，物品自身的物理性质也会影响到自动化包装机械计量精度，比如颗粒状的物品进行包装时物料的颗粒均匀性和传送速度都会影响计量精度，再比如采用容积计量时，颗粒大小会影响填充密实度，因此从计量的常用方式定量、定容和定时角度来看，物品的形状、均匀程度、粘性、密度等都会干扰自动化包装机械的计量精度。物品的化学性质相对物理性质要稳定的多，因此对计量精度的影响也较小。
2.2设备运转环境
设备的运行必定需要在固定的环境中进行，包装物品的计量也大多处于直接暴露在空气中进行，因此周边环境必然会对自动化包装机械计量精度产生影响，这种影响是通过影响物品理化性质来实现精度干扰的。环境中的扬尘、水蒸气、室温、光照等因素都会对物品产生影响，比如奶粉灌装时空气湿度过大会导致奶粉固结成块，比如灌装塑胶制品时室温过高会导致塑胶制品发粘和粘连的现象，这些必然会降低自动化包装机械计量装置的精度。
2.3自动化包装机械本身
同样的自动化包装机械，如果采用不同的计量方式，其计量精度必然存在差异，计量装置的计量方式、机械结构甚至于制造时的工艺水准都影响着计量精度。
首先是计量方式的不同引起的计量精度差异。常用的计量方式主要是计数、定重、定容三类。定容计量这种方式的精度最低，其主要依赖于固定容积的量筒和堵头活塞来实现定容计量，被包装物进入量筒后由活塞完成定容，然后装填至指定的包装中，因此被包装物必须具有良好的流动性，如液体、小颗粒集合物等。定重计量主要是针对以重量为单位进行衡量的物品，定重计量的关键部件就是称重装置，称重装置既可以选择传统的机械式传导称重，也可以利用单片机制作高敏感电子称重部件，物品充填时达到指定重量方可停止充填，因此计量周期受物品传送速度影响并不固定，传送速度快则周期短，反之则周期较长。此法的精度要高于定容计量。计数计量这种方式主要适用于被包装物品个体较大，且个体的均匀程度较高，包装时以独立包装为主，这种计量方式主要通过红外传感器实现计数，并利用电子感应甄别包装失败的包装盒，剔除无效数字。
其次是自动化包装机械的控制系统会对计量精度产生影响。除了上述固有的因素影响计量精度，自动控制系统也会影响到计量精度，当前的自动化包装机计量系统主要是单项运转的，即开机前进行计量校正，然后开机后就不再反馈计量误差信号，只有计量出现严重错误时才会停止机器，然后重启。这种方式使得计量误差无法控制，最新的控制系统增加了闭环计量误差控制系统，可以在一定程度上降低计量误差，提高计量精度。
结束语
我国自从进入社会主义现代建设中以来国家整体经济水平以及科技水平都得到了显著的提高传统的包装计量方式由于其功能上的缺陷以及准确度不强等因素造成我国过去计量工艺中效率不高严重影响整体生产加工的高效性进行。新型自动化机械计量装置的应用充分解决了传统计量方式中存在的弊端整体改善了传统工艺的不足为我国包装行业发展提供坚实的基础保障。
参考文献
[1]方玉莹包装机械计量装置的原理与设计探讨[].轻工机械，2008(3):227.
[2]马蕾.一种自动计量装置设计研究[J].机械设计与制造,2013(6):81-81.