杭州永创智能设备股份有限公司 浙江省杭州市 310000
摘要：食品自动包装机具有工艺先进、操作简单、清洁卫生等特点，广泛应用于小食品、饮料、奶类等使用产品的包装。设计和开发出一种科学、性能先进的食品包装机械，对能够一定程度上促进我国食品工业的发展，造福百姓、提高企业经济效益。本文通过对食品自动包装机结构的分析，提出了食品自动包装机的设计思路，对科研开发企业具有一定的指导作用。
关键词：食品自动包装机；设计；开发
引言
随着我国经济的迅猛发展，为社会创造了越来越多的财富，人民物质文化生活逐步提高。食品工业作为我国轻工业的重要组成分，在丰富城乡居民物质生活，提高生活质量方面发挥了有效的作用。食品工业中产品包装历来受到生产商与消费者的重视，无污染、高效率的自动包装机普遍受到社会欢迎。设计人员必须以为消费者高度负责的精神，设计开发出符合时代发展和社会需要的先进机械。
1食品包装及设计中的PLC技术分析
随着计算机技术的快速发展，以计算机技术作为平台的编程控制器技术也得到了快速的发展，并在某些领域进行了较为广泛的实际应用。该技术具备多种优势，不仅能够在较为恶劣的环境下稳定运行。而且功能强大，且具备较强的功能定制性。使得其在工控领域有了积极广泛的应用。自动化工业控制产品中的优秀技术实现，尤其是在全自动包装设备中的应用更加突出。随着产品的极大丰富，我国自动包装领域的竞争在这几年越发的激烈起来。各个包装机械生产商为能够在这个激烈的市场上占据一席之地，在包装机械的功能，系统控制流程和稳定上付出了巨大的努力。推动了我国的全自动包装机械设备行业实现了跨越式发展。为了使得全自动包装机械能够得到进一步发展，机械设计研究人员通过在全自动包装机械设备中引入了PLC技术，以及变频技术等。并在这些新技术的基础上研发出了全自动包装机的机械结构和运动控制系统。该系统能够较高效率的完成产品包装所需要的运动控制能力之外，还完善了包装机的包装精度和包装质量，使得该系列的包装机的次品率大大降低，实现了一种全新的智能化全自动包装机，在经过对机器的新特点的介绍和推广后，一经面世就受到了广大消费者的青睐。该控制系统本身具备较高的操控性能以及良好简便的维护方式。从可靠性的角度上将比传统自动包装机的提升更大，满足了诸多对全自动包装机有较高要求的客户。通过在实践中的应用，该包装机相比较传统包装机设备在执行效率上得到了大幅提升。能达到传统包装机的五倍包装速度。通过引入SFC对包装流程控制系统进行编程，然后通过PLC进行流程图编制，通过按照流程图开展包装过程，得到了更高的包装效率。
2食品包装机的结构设计
食品包装机结构设计应结合物料输送、送膜及制袋、封合结构，其设计图如下。
.png)
2.1物料输送机构：物料输送机构通过链条支撑，通过支撑等装置组合而成。通过伺服电机带动链条，实现物料的输送过程。为了使物料能够以固定的距离进行输送。避免产生堆积。应当在链条上设置分隔杆，当链条在运动过程当中，出现了较为明显的松弛情况，就需要通过张紧装置保持链条的 紧张状态。
2.2送膜机构：送膜机构主要由拉膜张紧装置和导向等装饰组合而成，通过固定在支撑杆上的薄膜，利用张紧装置牵引输送机构通过牵引装置牵引至制制袋成型器，对于商品外包装具有明显标志图案的薄膜，应当对其进行位置定位。定位的实现原理是通过传感器辨别商标图案颜色，然后转换成信号反馈到送膜系统，并调整薄膜的位置将商标图案固定在事先设定好的外包装位置。在这个工作流程运行的过程当中，因输送机构的位置会导致送膜速度发生变化。因此包装工作速度也会不断改变。为保证薄膜具有一定的张紧力拉膜张紧装置便会在此时产生效用。
2.3制袋成型器：制袋成型器是食品包装的主要功能。该功能是将平面的薄膜 变成桶状。该装置由支架自带一片成型板和调节手轮组合而成，当包装薄膜进入制袋成型器，通过制袋翼片将薄膜卷成桶状并进行封边，制袋成型器的外包装尺寸能够通过手轮调节。
2.4纵封机构：在将物料送入包装膜以后，要对已经已完成包裹的包装膜进行纵向综合 纵向缝合设备通常有两个圆柱形滚轮来完成纵向密封处理，不仅能够进行封合，同时还能够起到牵引薄膜的作用，以此保证包装过程具备一定的连续性。为保证综合质量滚轮表面具备网纹滚花设置，并具有加热装置。保证包装封合完好。最后将成品送入输出设备，完成包装。
3包装机的工艺流程
食品包装机在包装过程当中通常是输送和包装同时进行的，为保证包装物料中的商品图案确定位置，包装机内加载有光电传感器，接近传感器来检测物料位置，光电传感器用来收集切刀位置所产生的数据，引导性切刀位置准确切到包装色标。包装后再送入制袋成型器后被制袋成型器卷成筒状。物料进入已成型的包装膜后，将已经覆盖的包装膜的物料送入纵封机进行封口封合，然后进入横切环节对封口进行切断，至此，完成了包装流程，送入产品输出机构输出成品。
4食品包装机控制系统设计
随着第三次工业革命的到来，微电子及传感器的应用越来越广泛，PLC控制技术也越来越成熟，PLC已被广泛应用于各个工业领域。设计的食品包装机控制系统选用PLC可编程控制器，配合伺服系统实现包装机的稳定运转，使包装机具有高的可靠性和强的抗干扰能力。通过对PLC编程控制驱动器、驱动器控制相应的伺服电机的转动，物料输送、送膜、制袋、纵封、横切等工序可实现速度匹配，包装膜与物料位置通过传感器反馈给PLC，电机转速通过编码器反馈，PLC根据传感器和编码器的反馈实时调节，使包装机稳定运行。在充分考虑操作方便的前提下，对触摸屏进行了设计，所有操作基本都可以通过触摸屏完成，另外还可以通过触摸屏进行参数设计，以满足不同尺寸规格产品的包装。
结束语
设计与开发新型、先进、自动化的食品自动包装机，保证实用产品的无污染包装，是社会发展及消费者对食品生产企业提出的新要求。食品包装机研究开发部门必须转变观念，顺应时代潮流，适应消费者的需要，投入足够的资金和人力，坚强专项科研。将引进先进工艺、新技术，设计开发新产品作为首要发展战略，借助微机、多媒体等先进电子设备及技术，创新思路，开阔视野，科学设计、大胆开发，为食品生产企业开发出更多、更先进的包装设备，推动我国食品生产的发展。
参考文献：
[1]袁飞，高雪.食品自动包装机的设计与开发[J].食品工业，2020，41（05）：220-223.
[2]刘高爽，陈怀枢，屠佳炜，虞澄沁，姜锐.小型罐装食品自动包装机设计[J].科技风，2018（06）：2.
[3]刘伟.面向袋装食品变尺寸瓦楞纸箱自动包装机设计与研究[D].河北工业大学，2017.
[4]康瑞芳，刘鑫.基于DSP全自动食品包装机控制系统设计[J].控制工程，2017，24（02）：336-340.