来源：网络转载更新时间：2020-07-02 08:50:28点击次数：2654次
0 引言
针对危化品易燃、易爆、腐蚀、有毒等特殊危害特性，需要严格杜绝企业中工人手工参与包装的过程，最大程度利用机械自动化来服务于危化品包装行业。因而危化品自动化包装的安全性、稳定性、连续性需要得到全面的重视［1-2］。根据小颗粒状危化品自动化包装流水线的研发，采用双层包装袋进行充填物料入桶，并且双层包装袋先后经过内层袋扎口两次，外层袋扎口一次的扎口处理，最后封盖得到成品。本文着重研究危化品双层包装袋经过第一次扎口后，内层袋第二次扎口装置的设计，使得整条自动化包装流水线更加安全、稳定、连续、高效。
1.1包装材料基本参数
包装袋：内层袋尺寸为 600mm×1030mm，外层袋尺寸为 600mm×910mm。
包装桶：包装桶为防水纸桶，桶内腔深度为420mm，桶内腔直径为 340mm。
1.2双层袋的袋口形状以及空间位置关系
在小颗粒状危化品自动化包装流水线作业中，物料充填入桶后在辊道运输机的作用下先运动到内层袋扎口装置进行第一次扎口；在第一次扎口装置中先后经过排气、收口、整形，及扎口等工序（如图 1），内层袋袋口被收成一束圆形（其直径不超过 60mm）后用尼龙扎条进行扎口。当外层袋被排气吸袋组件吸开的时候，内层袋已经完成扎口，并且被夹块夹紧，当外层被吸开后再松开夹块的同时辊道开始运动，内层袋袋口会发生偏移，偏离包装桶的轴心位置；在限位组件作用下双层袋袋口的空间位置波动范围如图 2 所示。
区域 I 为内层袋袋口的波动范 围，区域为外层袋口的波动范 围；其中 d=100mm，D=340mm。
1.3扎口形式
本文论述的危化品包装扎口形式由最初手工扎口进行机械自动化改造，危化品内层袋自动化扎口方式及原理见文献《危化品双层包装袋内袋扎口装置的设计》［3］。
2.第二次扎口装置的工作原理
危化品双层袋内层袋第二次扎口采用如下动作过程完成：内层袋在经过第一次扎口完成后来到第二次扎口工位，在检测到包装桶时，沿辊筒方向对歪倒的内层袋袋口进行初步限位修正，然后再将初步修正的内层袋袋口夹住限位，从内外层袋之间的缝隙将外层袋下拉至桶口边缘与内层袋口充分分离开；下一步继续从前后左右方向挤压内袋进行限位修正，将内层袋处理成长条形，夹紧内层袋口并旋转 180°后再次从前后左右四个方向挤压旋转后的内层袋口进行限位修正：将最后修正的袋口进行扎口，扎口完后将内层袋口从上往下挤压至扎口低于包装桶口，最后再将外层袋拉起至最高位置，完成整个内层袋第二次扎口全部动作。其中扎带到位动作和内层袋第一次扎口相同，详见文献《危化品双层包装袋内袋扎口装置的设计》。
2.1.内层袋第二次扎口的工艺流程
为实现第二次扎口所需要的动作，如图 3 第二次扎口工艺流程图。
2.1
图 3 第二次扎口工艺流程
扎口，在第一次排气扎口完后，由输送辊道运输包装桶到第二次扎口工位进行内层袋的第二次扎口。
危化品双层包装袋内层袋需要前后进行两次利用内外层包装袋之间的高度差通过限位组件将
内层袋袋口限定在图 2 中的 I 区域。再利用内外层包装袋之间的空间间隙将外层袋拉下，外层袋与内层袋完全分离开。
2.2.2内层袋收袋口的多次限位
在双层包装袋口分离完成后，如图 4 从前后左右四个方向将内层袋袋口进行限位处理，从“三角形”挤压成“长条形”。为了使内层袋完全扎紧并且在包装袋完好的情况下与袋子外部完全隔离，然后夹紧“长条形”的内层袋袋口进行180°旋转后将旋转后的袋口再次从前后左右四个方向进行限位，最后将内层袋袋口再次挤压成一个一束直径不超过 60mm 的圆形。内层袋经过第二次收口处理完成后袋口高度明显下降并且低于外层袋袋口，第一次扎口位置被旋转折叠裹进第二次收袋口中，这样包装袋内的物料不可能漏出［4］。
2.2.3扎口方式
内层袋第二次扎口方式还是采用结构简化的自锁式尼龙扎条，以满足消除静电的目的；第二次扎完袋口后，为了方便外层袋的扎口和最后包装
完的成品包装桶的封盖，将第二次扎完的内袋袋口垂直向下往包装桶内挤压使袋口低于包装桶口后停止复位，将外层袋拉起至最高位以便后续包装扎口［6］。
3.主要系统组件
装置结构组件主要有内层袋限位组件、下拉外袋组件、旋转夹袋组件、扎口组件，本文选取其中一项进行说明。
内层袋限位组件。内层袋在第一次扎口时， 收完口的内层袋进入到“R 型”扎条进座里面套上已经到位的尼龙扎条。如图 5（b）所示扎条拉断的过程中内层袋袋口会从“R 型”中心位置偏向扎条拉断方向的出口位置，即内层袋扎口后的偏移可以分解为两个方向如图 5（c）沿辊道运输方向 x 和垂直辊道运输方向 y，偏移量分别为 x1、 y1。如果不进行限位修正，那么内层袋袋口会跳出图 2 区域 I，使得无法对内层袋进行收口。如图 5（a）所示初始限位修正气缸，在包装桶运动经过时气缸伸出，同时辊道继续运输，对内层袋口进行限位修正，限位量分别为 x2、y2，分别与 x1、y1方向相反。如果给出定义图 2 区域 I 对应的可行性集合 M={（x，y）|（x，y）∈区域 I}，修正后的内层袋袋口位置 N（x1+x2，y1+y2），其中有 N ∈ M 则保证后续限位扎口的可靠性.
4.关键参数
图 5 内层袋口限位修正 I 结构图
参数进行分析和确定。旋转夹袋组件夹紧内袋口后需要旋转 180°，如图 6 所示分别有两种旋转方案：
在传感器的检测下，各组件、气缸协调运动， 完成内层袋第二次扎口的每一个动作［5］。整个扎口过程保证了对内层袋口的空间位置和尺寸形状进行限位修正，每个运动组件均可控制调节。围绕内层袋口第二次扎口高度的确定旋转夹袋组件的旋转方向和空间位置尺寸作为本装置的关键
更低，影响扎口；故选择旋转方案（a），舍弃旋转方案（b）。
图 6 旋转方案简图
如图 7 所示内层袋口夹紧旋转前后空间结构尺寸参数应满足相互协调，确保内层袋第二次扎口可靠进行。H1 为限位修正组件 II 距离工作台面的高度，H2 为限位修正组件 II 与限位修正 III组件之间的距离，H3 为旋转夹袋组件旋转中心与限位修正 II 组件之间的距离，H4 为旋转夹袋组件中夹袋板与限位修正组件 II 之间的距离。内层袋第二次收完口高度为 H=H1-H3。为了保证旋转完成后内层袋可被限位修正组件 III 夹紧则需要满足，H2 ≤ 2H3，H4 ＞ 0。
5.系统实现
通过以上分析得出危化品双层包装袋内层袋第二次扎口装置的设计方案，由各组件之间的协调运动，得出如图 8 所示的三维模型图。
6.结束语
为了避免流水线作业过程中产生粉尘和静电可能引起的危险，本装置中的运动源件和连接件均采取密封防尘的技术进行设计；并且采用静电消除技术，对整个装置进行接地保护。根据危化品双层袋自动化包装流水线的设计目的，本文在以内层袋第一次扎口的基础上，提出了内层袋第二次扎口装置的设计构思及功能实现，并对内层袋口限位结构进行了修正，并设计了各组件的关键参数。经现场应用，表明此扎口过程稳定可靠。
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