颗粒物料包装机高速下料充填装置及其控制方法

颗粒物料包装机高速下料充填装置及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种颗粒物料包装机高速下料充填装置及其控制方法，该装置包括颗粒物料搅拌机构、转鼓型充填泵机构和包装机系统控制器，转鼓型充填泵机构包括泵体和转鼓型充填泵，转鼓型充填泵包括V型凹槽计量杯、转鼓驱动步进电机、转鼓分度变速齿轮组和转鼓型充填泵旋转轴。本发明采用独立颗粒物料包装机颗粒物料下料充填装置，颗粒物料下料充填过程是由步进电机直接驱动转鼓型充填泵旋转过程，即是颗粒物料下料充填和在转鼓型充填泵中多个V型凹槽计量杯的储料过程，颗粒物料的下料充填过程只需出料时间，有效缩短了颗粒物料的下料充填时间，提高了包装机整机包装速度。本发明适用于连续式颗粒物料包装、间歇式（夹板式）颗粒物料包装。
【专利说明】颗粒物料包装机高速下料充填装置及其控制方法 【技术领域】
[0001] 本发明属于包装机械设备领域，涉及一种颗粒物料包装机高速下料充填装置及其 控制方法，尤其适用于颗粒包装机高速下料充填的生产过程的控制。 【背景技术】
[0002] 目前国内外包装机设备生产使用的颗粒物料包装机下料充填装置均普遍采用如 下下料充填模式： 结构原理：在包装机主轴上安装一个八字齿轮将主电机动力传给一个颗粒料盘旋转机 构，而料盘上根据需要安装4、6、8 (称为工位)个计量量杯(简称计量杯)。当料盘旋转时，依 次将颗粒物料灌满计量杯；当料盘旋转至下料位置时，通过机械控制方式，把计量杯的开关 门打开，颗粒物料以自由落体运动方式送入塑料包装袋内。即而完成颗粒物料的下料充填 操作。
[0003] 现有的颗粒物料下料充填装置的特点和不足之处： 1)颗粒物料料盘的旋转速度取决于包装机主电机的速度。传统间歇式包装机是依靠凸 轮旋转运动实现横纵封封合操作，它的主机运行速度一般是60袋/min左右；连续式包装机 是依靠偏心轮机械机构，实现纵封拉袋和横封封合在横封封合点线速度同步原理操作，它 的主机运行速度一般是100袋/min左右。显然提高整机颗粒物料下料充填速度受到限制。
[0004] 2 )颗粒物料下料控制是利用计量杯的门的开闭实现下料充填控制。显然下料充填 时间与计量杯开关门动作时间有关；而开关门动作时间又与料盘的旋转速度有关。同样与 主电机速度有关，均也成为限制颗粒物料下料充填速度的关键因素。
[0005] 3)颗粒物料料盘、计量杯、计量杯开关门等机械加工处理复杂，且与加工精度有 关。
[0006] ①颗粒物料计量杯加工精度决定了颗粒物料包装的计量精度； ② 计量杯开关门的加工精度决定了开关门动作的灵敏度、可靠性； ③ 颗粒物料在料盘旋转时的物料流动性和负荷量决定了下料充填速度和颗粒物料包 装的计量精度。
【发明内容】

[0007] 本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种颗粒包装机高速下 料充填装置及其控制方法，该装置采用独立的颗粒包装机高速下料充填装置，颗粒物料高 速下料充填过程是由步进电机直接驱动转鼓型充填泵旋转过程，即是高速颗粒物料下料充 填和在转鼓型充填泵中多个V型凹槽计量杯的储料过程，在颗粒物料出料口的颗粒物料， 直接通过出料漏斗依据自由落体运动方式进入塑料包装袋，高速颗粒物料的下料充填过程 只需出料时间，即颗粒物料的下料充填过程只需出料时间，有效缩短了颗粒物料的下料充 填时间，提高了包装机整机包装速度。
[0008] 本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的： 依据本发明提供的一种颗粒物料包装机高速下料充填装置，包括颗粒物料搅拌机构、 转鼓型充填泵机构和包装机系统控制器，所述的颗粒物料搅拌机构由搅拌电机、料斗和搅 拌扇叶组成，搅拌电机通过搅拌电机轴与料斗内的搅拌扇叶连接；所述的转鼓型充填泵机 构包括泵体和转鼓型充填泵，泵体装在料斗下方，泵体上部设有进料口，泵体下部设有出 料口，出料漏斗装在泵体下部；所述的转鼓型充填泵包括V型凹槽计量杯、转鼓驱动步进电 机、转鼓分度变速齿轮组和转鼓型充填泵旋转轴，转鼓分度变速齿轮组由初级齿轮、传动齿 轮一、传动齿轮二、驱动齿轮组成，转鼓驱动步进电机的电机轴上装有初级齿轮，初级齿轮 与传动齿轮一相哨合，传动齿轮一与传动齿轮二相哨合，传动齿轮二与驱动齿轮相哨合，传 动齿轮一上装有转鼓定位感应片，初级齿轮上装有转鼓定位传感器，驱动齿轮装在转鼓型 充填泵旋转轴上，驱动齿轮与转鼓型充填泵旋转轴相配合；所述的V型凹槽计量杯是沿泵 体圆周均匀分成六份或者六份以上而形成的六个或者六个以上均匀分布的V型凹槽，V型 凹槽计量杯之间装有隔板，转鼓型充填泵两端分别设置有左调整盘和右调整盘，左调整盘 和右调整盘与V形凹槽计量杯及隔板相吻合，左调整盘上分别设有光孔一、螺纹孔一，右调 整盘上分别设有光孔二、螺纹孔二，左调整盘、右调整盘分别与容量调节丝杆相配合，容量 调节丝杆的一端装有容量调节手柄。
[0009] 颗粒物料包装机高速下料充填装置的控制方法，它包括以下步骤： (1) 系统上电，包装机系统控制器通过搅拌电机控制接口，驱动搅拌电机运行，实现颗 粒物料的搅拌操作； (2) 包装机系统控制器采集转鼓定位传感器信号，根据此信号，系统控制器通过转鼓 型充填泵脉冲控制接口或转鼓型充填泵方向控制接口，向步进电机驱动器输出相应步长信 号、速度信号和方向信号，驱动转鼓驱动步进电机执行转鼓型充填泵的移动操作，保证V型 凹槽计量杯对应颗粒物料下料充填装置的出料口位置； (3) 包装机系统运行，横封封合操作结束，即横封位置信号到，包装机系统控制器会自 动按照要求输出对应转鼓驱动步进电机旋转半圈所需脉冲步数和速度信号，根据转鼓分度 变速齿轮组的总传动比1:3传动关系，驱动转鼓型充填泵旋转一个V型凹槽计量杯的工位， 以此类推，实现颗粒物料的下料充填循环。
[0010] 本发明解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现： 前述的包装机系统控制器的输出端通过搅拌电机控制接口连接搅拌电机，包装机系统 控制器的输出端分别通过转鼓型充填泵脉冲控制接口、转鼓型充填泵方向控制接口连接步 进电机驱动器，步进电机驱动器的输出端连接转鼓驱动步进电机，横封位置传感器、转鼓定 位传感器分别连接包装机系统控制器的输入端。
[0011] 本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果： 1.在机械结构上 1)颗粒物料搅拌机构，一是保证颗粒物料在下料充填过程中料仓内颗粒物 料的流动性；二是保证颗粒物料进入转鼓型充填泵中各V型凹槽计量杯内物 料的均匀性和一致性，且搅拌环节性能和搅拌方式是保证颗粒物料计量精度 的重要因素。
[0012] 2)转鼓型充填泵机构：转鼓型充填泵结构主要由步进电机、转鼓型充填泵泵 体、V型凹槽计量杯、转鼓型分度变速齿轮组、手动容量调整机构等组成。该 装置是本发明的主要内容，它主要依据中国农用水车运动原理实现颗粒物料 下料充填操作：一是有效缩短颗粒物料下料充填时间，提高整机包装速度； 二是独立简捷的颗粒物料下料充填机构，安装调试方便快捷；三是方便快捷 的手动V型凹槽计量杯中颗粒物料容量调整环节配置。颗粒物料容量调整范 围0.l-100g。当下料充填泵执行颗粒物料下料充填操作时，在颗粒物料出料 口的颗粒物料直接通过出料漏斗依据自由落体运动方式进入塑料包装袋，实 现颗粒物料包装。
[0013] 2.在电气控制基理上 1)系统控制器采用嵌入式控制理论和控制模式。
[0014] 2)系统控制器采用集中管理、各环节分别控制模式。实现拉袋走纸、横纵封封合、 颗粒物料下料充填以及包装成品袋切断的控制与操作。
[0015] 3)颗粒物料的下料充填采用自动启动运行输出控制。是在横封封合操作结束，包 装机系统控制器会：一是自动按设置下料参数(转鼓驱动步进电机旋转的步长和速度）执行 下料充填操作；二是当转鼓型充填泵操作运行至下一下料运行点(对应转鼓型充填泵V型 凹槽计量杯出料口的位置，即转鼓定位感应片-下料充填基准点）时，下料充填停止运行。
[0016] 4)下料充填基准点检测。系统上电，包装机系统控制器首先执行转鼓型充填泵基 准点(转鼓型定位感应片位置）的检测，即转鼓型充填泵V型凹槽计量杯出料口位置检测： 一是转鼓型充填泵的机械传动部件使V型凹槽计量杯处于与出料口对应位置（即下料 的初始位置）；二是转鼓型充填泵的多个V型凹槽计量杯已储备颗粒物料； 三是包装机系统控制器采样横封位置传感器和转鼓定位传感器信号，输出 两个驱动信号：脉冲信号(步进电机正转运行)，方向信号(步进电机反转 运行)。主要目的是实现转鼓型充填泵初始位置检测与调整。
[0017] 5)小功率步进电机(使用86BYG250C-4NM)即可满足颗粒物料负荷下料充填的驱动 需求。本发明步进电机驱动负荷是转鼓型充填泵内多个V型凹槽计量杯的颗粒物料，而不 是旋转料盘的颗粒物料。即而使用小功率步进电机完全可实现颗粒物料下料充填的负荷驱 动要求。
[0018] 3.在整机性能上 1) 整机运行时按照运行需要首先包装机精确完成拉袋走纸、横纵封封合的生产过程操 作； 2) 包装机横封封合环节操作结束，包装机系统控制器自动执行颗粒物料充填操作，其 性能操作过程如下： ①系统上电，包装机系统控制器首先执行下料基准点检测，包装机系统控制器控制转 鼓型充填泵的V型凹槽计量杯处于下料的初始位置。
[0019] ②包装机横封封合操作结束，包装机系统控制器自动按设置的下料参数执行下料 充填操作。下料充填的时间，以包装成品袋袋长120mm，包装计量40g为例：下料充填时间 只需0. 06s。显然本发明的颗粒物料下料充填泵装置的下料充填时间大大地低于原料盘量 杯式颗粒物料下料充填需Is左右的下料时间，极大提高了包装机整机包装速度。
[0020] 3)手动转鼓型充填泵容量计量调整 ①机械调整结构简单。调整部件配置包括：容量调节手柄、容量调节丝杠、左调整盘、右 调整盘； ② 容量调节范围宽快捷。计量可保证0.l-l〇〇g范围内可定义、可调节； ③ 手柄容量调节方便快捷。
[0021] 4)本发明的颗粒物料下料充填泵装置结构新颖简单、安装调试方便快捷、操作运 行稳定性好、下料充填操作速度快、机械和电气部件配置简捷等方面均具有明显优势。在颗 粒包装机下料充填环节装置的配置，乃包装机设备生产制造行业的首创，填补包装机生产 与制造行业的空白。
[0022] 总之，由于本发明采用独立颗粒物料包装机颗粒物料下料充填装置，颗粒物料下 料充填过程是由步进电机直接驱动转鼓型充填泵旋转过程，即是颗粒物料下料充填和在转 鼓型充填泵中多个V型凹槽计量杯的储料过程，颗粒物料的下料充填过程只需出料(物料 自由落体运动方式）时间，其基理是依据中国传统农用水车运动原理，即在水车执行送水的 同时，水车各水槽中已储备了多槽水资源，水车运行过程只是送水时间。本发明的转鼓型充 填泵中的手动容量调整装置可有效解决颗粒物料包装计量的实际需求，满足不同颗粒物料 计量的市场用户。本发明的转鼓型充填泵使用数控加工中心实施精密加工处理，保证转鼓 型充填泵的加工精度，以满足颗粒物料计量精度和旋转可靠性、稳定性的需要，确保颗粒物 料下料充填效果(计量精度和稳定性)。本发明一是有效缩短颗粒物料下料充填时间，提高 整机包装速度；二是独立简捷的颗粒物料下料充填机构，安装调试方便快捷；三是方便快 捷的手动V型凹槽计量杯中颗粒物料容量调整环节配置。颗粒物料搅拌机构，一是保证颗 粒物料在下料充填过程中料仓内颗粒物料的流动性；二是保证颗粒物料进入转鼓型充填泵 中各V型凹槽计量杯内颗粒物料的均匀性和一致性，且搅拌环节性能和搅拌方式是保证颗 粒物料计量精度的重要因素。
[0023] 本发明除满足包装机生产企业、物料包装生产企业的市场需求，还可奠定高速连 续式和间歇式包装机的颗粒物料下料充填速度发展要求。
[0024] 【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。 【专利附图】

【附图说明】
[0025] 图1为本发明的颗粒物料充填装置主视结构示意图； 图2为本发明的颗粒物料充填装置左调整盘端面结构示意图； 图3为本发明的颗粒物料充填装置右视结构示意图； 图4为本发明的电气控制原理框图。
[0026] 其中：1.搅拌电机，2.料斗，3.搅拌扇叶，4.泵体，5.进料口，6.出料口，7.转鼓型 充填泵，8.V型凹槽计量杯，9.隔板，10.出料漏斗，11.塑料包装袋，12.转鼓驱动步进电机， 13.转鼓分度变速齿轮组，131.初级齿轮，132.传动齿轮一，133.传动齿轮二，134.驱动齿 轮，14.容量调节手柄，15.容量调节丝杆，16.左调整盘，161.光孔一，162.螺纹孔一，17. 右调整盘，171.光孔二，172.螺纹孔二，18.转鼓定位感应片，19.转鼓定位传感器，20.转 鼓型充填泵旋转轴。
[0027] 【具体实施方式】 以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的【具体实施方式】、结构、特征及其功 效，详细说明如后。
[0028] 如图1?3所示的一种颗粒包装机高速下料充填装置及其控制方法，颗粒包装机 高速下料充填装置，包括颗粒物料搅拌机构、转鼓型充填泵机构和系统控制器，所述的颗粒 物料搅拌机构由搅拌电机1、料斗2和搅拌扇叶3组成，搅拌电机通过搅拌电机轴与料斗内 的搅拌扇叶连接；所述的转鼓型充填泵机构包括泵体4、转鼓型充填泵7,泵体为圆柱型泵 体，泵体装在料斗下方，泵体上部设有进料口 5,泵体下部设有出料口 6,出料漏斗10装在泵 体下部，料斗采用锥形圆筒结构（上开口大，下开口小)，易于颗粒物料流动，出料漏斗下部 放置塑料包装袋11 ;所述的转鼓型充填泵包括V型凹槽计量杯8、转鼓驱动步进电机12、转 鼓分度变速齿轮组13和转鼓型充填泵旋转轴20,转鼓分度变速齿轮组由初级齿轮131、传 动齿轮一 132、传动齿轮二133、驱动齿轮134组成，转鼓驱动步进电机12的电机轴上装有 初级齿轮，初级齿轮与传动齿轮一相哨合，传动齿轮一与传动齿轮二相哨合，传动齿轮二与 驱动齿轮相啮合，传动齿轮一 132上装有转鼓定位感应片18,初级齿轮131上装有转鼓定位 传感器19。驱动齿轮装在转鼓型充填泵旋转轴20上，驱动齿轮与转鼓型充填泵旋转轴相 配合，驱动转鼓型充填泵7旋转；所述的V型凹槽计量杯8是沿泵体圆周均匀分成六份或者 六份以上而形成的六个或者六个以上均匀分布的V型凹槽，V型凹槽计量杯之间装有隔板 9,转鼓型充填泵两端分别设置有左调整盘16和右调整盘17,左调整盘和右调整盘与V形 凹槽计量杯及隔板相吻合，左调整盘上分别设有光孔一 161、螺纹孔一 162,右调整盘上分 别设有光孔二171、螺纹孔二172,光孔一、光孔二分别为左调整盘、右调整盘的移动导向基 准；螺纹孔一、螺纹孔二分别为左调整盘、右调整盘的调节孔；左调整盘、右调整盘分别与 容量调节丝杆15相配合，实现左调整盘、右调整盘沿轴向移动，右调整盘端面结构与左调 整盘相同，右调整盘端面结构示意图省略未画出；容量调节丝杆的一端装有容量调节手柄 14,基于容量调节丝杆15螺纹为左右旋向是相反的，当旋转容量调节手柄14时，与其链接 的容量调节丝杆15,使左调整盘16、右调整盘17就会同时相向移近或移远；左调整盘16、 右调整盘17的相向移动，即而改变左调整盘16、右调整盘17之间空间容积变化，实现颗粒 物料计量的调节操作。
[0029] 如图4所示，包装机系统控制器的输出端通过搅拌电机控制接口连接搅拌电机， 包装机系统控制器的输出端分别通过转鼓型充填泵脉冲控制接口、转鼓型充填泵方向控制 接口连接步进电机驱动器，步进电机驱动器的输出端连接转鼓驱动步进电机，横封位置传 感器、转鼓定位传感器分别连接包装机系统控制器的输入端。
[0030] 本发明采用独立的颗粒物料下料充填控制系统，它与包装机拉袋走纸、横纵封封 合运动相配合，实现包装机拉袋、封合、下料充填运动的三要素操作。
[0031] 颗粒物料包装机高速下料充填装置的控制方法，它包括以下步骤： (1) 系统上电，包装机系统控制器通过搅拌电机控制接口，驱动搅拌电机运行，实现颗 粒物料的搅拌操作； (2) 包装机系统控制器采集转鼓定位传感器19信号，根据此信号，系统控制器通过转 鼓型充填泵脉冲控制接口或转鼓型充填泵方向控制接口，向步进电机驱动器输出相应步长 信号、速度信号和方向信号，驱动转鼓驱动步进电机12执行转鼓型充填泵7的移动操作，保 证V型凹槽计量杯8对应颗粒物料下料充填装置的出料口 6位置； (3) 包装机系统运行，横封封合操作结束，即横封位置信号到，包装机系统控制器会自 动按照要求输出对应转鼓驱动步进电机12旋转半圈所需脉冲步数和速度信号，根据转鼓 分度变速齿轮组13的总传动比1:3传动关系，驱动转鼓型充填泵7旋转一个V型凹槽计量 杯8的工位，以此类推，实现颗粒物料的下料充填循环。
[0032] 本发明的工作原理如下： 1. 包装机系统运行的准备阶段 1) 系统上电。包装机系统控制器带电、包装机拉袋走纸驱动环节带电(拉袋 步进电机、拉袋步进电机驱动器)、横纵封加热温度控制器带电、横纵封封 合加热棒带电；包装机颗粒物料下料充填驱动环节带电； 2) 包装机机械运动环节(制袋、封合）操作结束； 3) 颗粒V型凹槽计量杯8容量计量调整过程结束；(满足计量要求） 4) 转鼓定位感应片18手工调整到位；（并保证V型凹槽计量杯8处于出料口位置） 2. 包装机运行第一阶段原理说明 1) 拉袋走纸操作。包装机系统控制器按设置参数完成步进电机驱动的拉袋 走纸的定长和跟标操作； 2) 横纵封封合操作。包装机横纵封封合温度控制器和横纵封封合加热棒按 设置参数完成包装包材的封合操作； 3. 包装机颗粒物料下料充填原理说明 1)颗粒物料下料充填的基本条件 ① 包装机拉袋走纸操作、横封封合操作结束； ② 颗粒V型凹槽计量杯8容量计量调整过程结束；(满足计量要求） ③ 转鼓定位感应片18手工调整到位；（并保证V型凹槽计量杯8处于出料口位置） ④ 下料充填装置的颗粒物料搅拌处于工作状态；颗粒物料经搅拌处理通过进 料口 5储存于转鼓型充填泵7的各V型凹槽计量杯8。
[0033] 2)转鼓型充填泵机构的工作原理： ①系统上电，在运行信号作用下(包装机系统运行时，该信号是自动实现的）转鼓驱动 步进电机12旋转，进而驱动初级齿轮131旋转，届时驱动传动齿轮一 132、传动齿轮二133、 驱动齿轮134旋转，并驱动转鼓型充填泵7旋转。在其旋转过程中将V型凹槽计量杯8内 的颗粒物料以自由落体的运动方式，依次通过出料口 6和出料漏斗10送入塑料包装袋11， 实现颗粒物料的下料充填操作。
[0034] ②转鼓分度变速齿轮组13的总传动比为1:3,当步进电机旋转半圈，转鼓型V型凹 槽正好转过一个工位。这主要是取决于在步进电机轴上的初级齿轮131端面调节盘上两个 相对180度分布的两个感应片(转鼓定位感应片18)，即步进电机每旋转半圈，则感应一次， 这样控制转鼓型充填泵7的V型凹槽计量杯8 -个槽一个槽地旋转。实现转鼓型充填泵7 的下料充填运动。
[0035] 3)V型凹槽计量杯容量的手动调节原理： ①静态状态下，使用手动旋转容量调节手柄14,使之容量调节丝杆15与左调整盘16 和右调整盘17配合，可实现左调整盘16、右调整盘17沿轴向移动，由于容量调节丝杆15 的螺纹左右旋向相反的，当旋转容量调节手轮14时，容量调节丝杆15就会导致左调整盘16 和右调整盘17同时移近或移远。左调整盘16和右调整盘17的相对移动，使V型凹槽计量 杯8之间的空间容积发生变化，故而实现了对颗粒物料在V型凹槽计量杯8中容量调整。即 计量的调节。
[0036] ②手动颗粒容量调整结束，采用手动方法将转鼓定位感应片18连同V型凹槽计量 杯8调整至下料出料口 6位置。系统上电，转鼓驱动步进电机12在系统控制器的作用下， 依次将V型凹槽计量杯8内的颗粒物料通过出料口 6和出料漏斗10送入塑料包装袋11。
[0037] 本发明根据理论分析和样机运行实验证明可实现如下效果： 1.本发明创新的颗粒物料包装的下料充填机构的搅拌环节设计乃国内外颗粒包装下 料充填装置的首创。改变了传统颗粒包装机依靠主电机驱动大负荷料盘物料旋转的下料充 填结构方式，减少了整机功率和运行噪音。
[0038] 2.本发明创新的颗粒物料包装的下料充填机构的转鼓型充填泵： 1)在机械传动结构上：一是下料充填机构结构简单、安装调试方便快捷； 二是占用整机空间小；三是基本上无机械调整部件和机械损耗部件的调整与维护。
[0039] 2)在运动效率上：一是下料充填运动的操作过程；二是多袋颗粒物料均 已储存V型凹槽计量杯8中。两者同时进行，即下料充填过程，也是颗粒物料 储存于V型凹槽计量杯8的过程。极大缩短颗粒物料下料充填时间，有效提高整机包 装速度。大大改善颗粒物料下料充填运动效率。
[0040] 3)在电气控制上：一是电气配置简单。只需包装机系统控制器、步进电 机驱动器、转鼓驱动步进电机12 ;二是控制方法简捷。下料充填时，系统控制器只需采 集两个信号，一个横封封合位置传感器信号，自动实现颗粒包装机的下料充填操作；一个转 鼓定位传感器信号，保证和调整V型凹槽计量杯开口位置-下料充填的初始状态。三是小 功率驱动。转鼓驱动步进电机驱动转鼓型充填泵的运行扭矩只需<4NM。因本发明的颗粒 物料下料充填机构没有旋转料盘，故转鼓驱动步进电机只需驱动转鼓型充填泵7的几个V 型凹槽计量杯8,且需驱动功率有限。
[0041] 4)颗粒物料下料充填速度快。这主要基于本发明创新的颗粒物料转鼓型 充填泵结构和简捷高效电气控制方法。在颗粒物料下料充填的过程，也是V 型凹槽计量杯8的颗粒物料储存过程。即颗粒物料的下料充填只需执行颗粒 物料的出料（自由落体运动方式）操作；而不需续料和储料的时间操作。（如： 常规20-40g颗粒物料，下料充填操作一袋的时间只需0. 06秒） 3.本发明创新的V型凹槽计量杯8颗粒容量调整方法：一是计量调整范围宽； 二是操作方便、快捷；三是适用于大范围、多品种规格颗粒物料成品袋包装要求。
[0042] 本发明的基本测试数据见表1。
[0043]表1:
【权利要求】
1. 一种颗粒物料包装机高速下料充填装置，包括颗粒物料搅拌机构、转鼓型充填泵机 构和包装机系统控制器，其特征在于：所述的颗粒物料搅拌机构由搅拌电机、料斗和搅拌扇 叶组成，搅拌电机通过搅拌电机轴与料斗内的搅拌扇叶连接；所述的转鼓型充填泵机构包 括泵体和转鼓型充填泵，泵体装在料斗下方，泵体上部设有进料口，泵体下部设有出料口， 出料漏斗装在泵体下部；所述的转鼓型充填泵包括V型凹槽计量杯、转鼓驱动步进电机、转 鼓分度变速齿轮组和转鼓型充填泵旋转轴，转鼓分度变速齿轮组由初级齿轮、传动齿轮一、 传动齿轮二、驱动齿轮组成，转鼓驱动步进电机的电机轴上装有初级齿轮，初级齿轮与传动 齿轮一相哨合，传动齿轮一与传动齿轮二相哨合，传动齿轮二与驱动齿轮相哨合，传动齿轮 一上装有转鼓定位感应片，初级齿轮上装有转鼓定位传感器，驱动齿轮装在转鼓型充填泵 旋转轴上，驱动齿轮与转鼓型充填泵旋转轴相配合；所述的V型凹槽计量杯是沿泵体圆周 均匀分成六份或者六份以上而形成的六个或者六个以上均匀分布的V型凹槽，V型凹槽计 量杯之间装有隔板，转鼓型充填泵两端分别设置有左调整盘和右调整盘，左调整盘和右调 整盘与V形凹槽计量杯及隔板相吻合，左调整盘上分别设有光孔一、螺纹孔一，右调整盘上 分别设有光孔二、螺纹孔二，左调整盘、右调整盘分别与容量调节丝杆相配合，容量调节丝 杆的一端装有容量调节手柄。
2. 根据权利要求1所述的颗粒物料包装机高速下料充填装置，其特征在于：所述的包 装机系统控制器的输出端通过搅拌电机控制接口连接搅拌电机，包装机系统控制器的输出 端分别通过转鼓型充填泵脉冲控制接口、转鼓型充填泵方向控制接口连接步进电机驱动 器，步进电机驱动器的输出端连接转鼓驱动步进电机，横封位置传感器、转鼓定位传感器分 别连接包装机系统控制器的输入端。
3. -种用于权利要求1所述的颗粒物料包装机高速下料充填装置的控制方法，其特征 在于：它包括以下步骤： (1) 系统上电，包装机系统控制器通过搅拌电机控制接口，驱动搅拌电机运行，实现颗 粒物料的搅拌操作； (2) 包装机系统控制器采集转鼓定位传感器信号，根据此信号，系统控制器通过转鼓 型充填泵脉冲控制接口或转鼓型充填泵方向控制接口，向步进电机驱动器输出相应步长信 号、速度信号和方向信号，驱动转鼓驱动步进电机执行转鼓型充填泵的移动操作，保证V型 凹槽计量杯对应颗粒物料下料充填装置的出料口位置； (3) 包装机系统运行，横封封合操作结束，即横封位置信号到，包装机系统控制器会自 动按照要求输出对应转鼓驱动步进电机旋转半圈所需脉冲步数和速度信号，根据转鼓分度 变速齿轮组的总传动比1:3传动关系，驱动转鼓型充填泵旋转一个V型凹槽计量杯的工位， 以此类推，实现颗粒物料的下料充填循环。
【文档编号】B65B1/36GK104369880SQ201410691148
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】宋国治, 武继刚, 伊江平, 刘印贵 申请人:天津工业大学, 宋国治, 武继刚, 伊江平, 刘印贵