来源：网络转载更新时间：2020-06-08 11:16:06点击次数：2314次
1引言
目前市场上销售的咖啡，基本是袋装或瓶装的速溶咖啡,速溶咖啡是炒制后的咖啡豆经粉碎、喷雾冻结干燥 制成，咖啡油脂和芳香成分被分解氧化，失去了原有浓郁 芳香的味道，如果想要喝到传统工艺制作、风味地道的咖 啡饮品，只能到咖啡厅或专门场所去，而自己调制咖啡却 必须有专门的器具且工序繁多，操作繁琐。为使人们方便 地饮到传统工艺制作、风味地道的咖啡，我们研制了杯装 咖啡自动充填封口包装机，用于实现这种杯装咖啡的批 量自动生产。
该包装机用于将只经炒制、磨碎后的咖啡装在带过 滤功能的夹层杯子里，只要将烧开的水冲入杯中，水就会 渗过上层的滤纸流入到夹层中将咖啡浸泡，并从下层滤 纸缓慢滤出。这样冲泡出来的咖啡,其油脂和芳香被保护 下来,色泽纯正、原汁原味、方便快捷。
2工艺过程及机器的组成
该包装机用的咖啡杯用环保植物纸桨材料做成，内 表面喷塑，杯子部有一个可装填咖啡的腔体，杯底开 孔,腔体上下表面封装过滤纸形成夹层，经烘烤炒制磨碎 的咖啡就装在夹层腔中。生产过程要先将咖啡杯的内腔 下面热封过滤纸，然后往杯内腔充填咖啡,再在内腔上面 热封过滤纸。该包装机系集落杯、冲切、吸送、充填、封口、 退杯为一体的高速多工位全自动设备，主要特点是速度 高,产能大,多工位全自动机电气一体化。
生产工艺过程为：自动落杯一＞下层滤纸冲裁吸送， 下层滤纸封口一咖啡定量充填-上层滤纸冲裁吸送-上 层滤纸封口一退杯。
机器的主要组成:机器由自动落杯机构、 下层滤纸自动裁切吸送机构、下层滤纸热封机构、插板式 定量充填机构、上层滤纸自动裁切吸送机构、上层滤纸热 封机构、顶杯机构、退杯机构、步进模板传送机构及电气
1.带模板的传输链2.自动落杯机构3.纸杯4.下层滤纸自 动裁切吸送机构5.下层滤纸热封机构6.插板式充填机构
7.上层滤纸自动裁切吸送机构8.上层滤纸热封机构9.电气 控制系统10.退杯机构11.顶杯机构12.电型机，减速器， 步进器13.机架控制系统组成。
步进模板传送机构:由电动机经减速器、步进器带动 传输链间歇步进运动，传输链上安装传送模板,传送模板 上开孔用于放置纸杯。当纸杯传送到各个工位时，模板停 止运动，等各工位完成相应加工作业后，模板再前进一 步,各工位再完成相应加工作业，如此反复。
自动落杯机构：叠套在一起的纸质杯由落料筒下落 到预定位置，先由两侧的气缸左右夹住杯子，再由垂直方 向运动的气缸推动两侧气缸安装板向下运动，取出纸杯， 到达预定位置后两侧气缸松开，纸杯下落到传送模板杯 孔里，从而完成自动落杯动作。
，下层滤纸自动裁切吸送机构：要求韧性柔软的滤纸 要整片切下，切边工整，且不漂移准确地落到了纸杯下部 腔体的下表面。裁切吸送机构将釆用带尖刃齿刀裁切模 具和真空负压吸附推送的方法，利用气动冲压机带动齿 刀裁切模具快速下行压紧并裁切滤纸，使韧性柔软的滤
纸在张紧状态下受瞬间冲切力作用，将滤纸纤维瞬间裁 断，再通过真空负压吸附推送杆下行将滤纸牢牢吸附向 下推送到杯底腔体的下表面,释放真空让滤纸脱离推杆, 滤纸定位留下，有效实现滤纸裁切移送。
下层滤纸热封机构：放置了下层滤纸的喷塑纸杯移 送到热封位置，由发热棒加热的热封模具在气缸推动下 下移，将下层滤纸紧压在腔体的下表面，使热封塑层熔 化，粘住滤纸,实现下层滤纸的热封。
插板式定量充填机构:经炒制磨粹的咖啡放到料斗, 料斗下面开孔，在料斗与落料管之间装有抽屉式插板"I, 插板上开孔装量筒，量筒的大小按填充的咖啡量设计，插 板由气缸推动左右运动,当插板的量筒口对准料斗的孔 时，为装料位置,此时插板的量筒口与落料管口错开，落 料管口处于关闭状态;充填时,汽缸推动插板移动，插板 的量筒口对准落料管口，咖啡经由落料管填充到纸杯中， 此时插板的量筒口与料斗的孔错开，由此实现定量充填。 为使料斗中咖啡均匀分布，可在料斗中加装搅料棍,搅料 棍由小电机带动純上层滤纸自动裁切吸送机构：裁切吸送原理及结构 与下层滤纸自动裁切吸送机构相同，只是上层滤纸裁切 模具尺寸要比下层滤纸裁切模具尺寸大，因为纸杯腔体 上表面直径比下表面大；真空负压吸附推送杆下移的行 程比下层的短。
上层滤纸热封机构：热封原理及结构与下层滤纸热 封机构相同，只是上层滤纸热封机构的热封模具尺寸比下层大。
顶杯退杯机构：完成充填封口的纸杯需要从机器上 移走，顶杯机构为一凸轮机构。凸轮机构由电动机经减速 器、步进器带动，与传送模板为分路传动，当传送模板间 歇停止时凸轮推动 推杆上移，把纸杯 顶出模板，再由退 杯机构把杯子扫 走。退杯机构也由 电动机经减速器、 步进器带动，与传 送模板、凸轮机构 同为分路传动，退 杯机构为一传动 链，传动链上装有 扫料棍，当顶杯机 构的推杆把纸杯顶 出模板时，扫料棍 把杯子扫走。
电气控制系统： 负责控制机器中各 机构动作的时间及 次序,保证整台机器 协调地工作。
3关键结构的设计
3.1 滤纸自动裁切吸送机构
本机器的关键结构为滤纸自动裁切吸送机构，该机 构的组成如图2所示，冲裁刀模10安装在滑板9上，滑 板由冲裁气缸2带动可在导柱5上滑动，下模11固定 在下模安装板12上，下模安装板固定在机架上，冲裁时 刀模快速下行压紧并裁切滤纸，裁切完成后刀模上移， 此时与真空泵连接的推杆7被抽真空,滤纸被真空负压 吸附在推杆端面上，接着吸送气缸4通过推杆连接板6 推动推杆下行,把滤纸送到纸杯预定位置,释放真空并 通正压让滤纸脱离推杆,滤纸定位留下，推杆上移，完成 裁切吸送动作。
3.2冲裁模具
切刀11及切刀 固定圈13（焊接固定）通过 固定螺钉12 固定在刀模 固定板2上， 导柱螺钉3 穿过刀模固 定板2与刀 模内压板5、刀模外压板6连接，压缩弹簧4套在导柱螺 钉上，冲裁时滑板1带动整个上模下移，刀模内、外压板 先把滤纸压紧在下模上，冲裁气缸继续加压,此时压缩弹 簧受压收缩，刀模固定板带动切刀下移，对准下模凹槽， 切断滤纸。下模上的硅胶垫圈作用是保证滤纸周边均匀 受压，利于裁切。
4结语
本机器创新之处在于采用带刃尖齿刀裁切原理和 真空负压吸附推送方法，有效地解决了韧性柔软纤维薄 片材料的冲切裁断,突破了传统的模切方法所无法解决 的问题，同时通过垂直吸附推送将轻漂的滤纸小片准确 移送定位，简化了传统复杂繁琐吸送机构；机器釆用模 块化设计，各模块相对独立又协同作业，便于整机的安 装调试和维护。本机器适应市场的需要,具有广阔的应 用前景。
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