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冰淇淋、棒冰、雪糕是人們夏季zui喜愛(ài)的消暑納涼食品之一。改革開(kāi)放以后，隨著冷飲食品工業(yè)的蓬勃發(fā)展、工廠生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的不斷提高，我國(guó)從zui初的純手工制作到現(xiàn)在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，經(jīng)歷了巨大變革。以雪糕生產(chǎn)為例，現(xiàn)在從調(diào)制好的雪糕原料進(jìn)入機(jī)器到單支雪糕從包裝機(jī)包出，只需寥寥數(shù)人。 

    一條每小時(shí)生產(chǎn)2萬(wàn)支雪糕的生產(chǎn)流水線,從調(diào)制好的雪糕漿料進(jìn)入機(jī)器到冷凍成型、自動(dòng)插棒，從拔出模具到單支雪糕、包裝機(jī)包裝完成只需6個(gè)操作工人，這已經(jīng)接近和達(dá)到世界同類(lèi)產(chǎn)品制作的自動(dòng)化生產(chǎn)水平了。 

    現(xiàn)在的問(wèn)題是，雖然前道生產(chǎn)線已接近和達(dá)到世界同類(lèi)產(chǎn)品的制作水平，但是從單支雪糕計(jì)數(shù)到裝入紙箱(每箱40支雪糕)卻花費(fèi)了大量的人力。仍以上例為例，每小時(shí)2萬(wàn)支雪糕從3臺(tái)包裝機(jī)輸出，平均每臺(tái)包裝機(jī)每分鐘將輸出111支雪糕。我們必須在每臺(tái)包裝機(jī)輸出口配上2個(gè)裝箱工。一條生產(chǎn)流水線，3臺(tái)包裝機(jī)就需6個(gè)裝箱工。除了裝箱工外，我們還需為裝箱工配上2個(gè)輔助工。其一是開(kāi)箱工，他把片狀的紙箱打開(kāi)并用封箱帶把箱底封死，形成封底開(kāi)口的紙箱供裝箱工使用。另一個(gè)輔助工是將裝滿雪糕的紙箱用封箱帶封口，然后送入傳送帶，傳送至冷庫(kù)。后道裝箱所用的人力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前道雪糕冷凍成型所需的人力。這種落后的裝箱現(xiàn)象還存在以下的弊?。?nbsp;

    1.工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，特別是夜班工人在連續(xù)工作數(shù)小時(shí)后，容易出現(xiàn)誤數(shù)雪糕支數(shù)。假如箱內(nèi)多裝或少裝雪糕將會(huì)損害企業(yè)或消費(fèi)者的利益。 

    2.裝箱處人員密集，場(chǎng)地往往較擁擠，不利工廠管理。 

    3.生產(chǎn)成本較高，特別是如今勞動(dòng)力成本提高和勞動(dòng)力緊張的情況下，矛盾更為突出。 

    為改變這一局面，冷飲食品工廠的呼聲日漸增大，這為設(shè)備制造工廠研制高效新型的裝箱機(jī)提供了契機(jī)。為改變上述雪糕裝箱問(wèn)題，一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)冰淇淋冷飲設(shè)備的公司現(xiàn)在正在研制全新的雪糕裝箱機(jī)。假若在包裝機(jī)后連接上這種裝箱機(jī)，整條雪糕生產(chǎn)線就能實(shí)現(xiàn)從注料、冷凍、包裝到自動(dòng)裝箱、封箱的真正意義上的全線自動(dòng)化。 

    該雪糕裝箱機(jī)由7個(gè)部分組成：1.開(kāi)箱機(jī)：把片狀的紙箱打開(kāi)成上口敞開(kāi)，下底封住的紙箱。2.前置輸送：從包裝機(jī)傳來(lái)的雪糕，在前置輸送架上被整理，使得進(jìn)入脈動(dòng)輸送的每一支雪糕都有一個(gè)電脈沖信號(hào)輸送給脈動(dòng)架。3.脈動(dòng)輸送：功能1是把前置輸送架送來(lái)的雪糕裝盤(pán)，然后整盤(pán)向機(jī)械手抓取處輸出。每一盤(pán)15個(gè)格子，每格1支雪糕。功能2是翻轉(zhuǎn)雪糕，使得前后兩盤(pán)雪糕棒的方向按一定的方向排列，這樣機(jī)械手把雪糕裝入紙箱內(nèi)時(shí)可按棒對(duì)棒的順序安放，節(jié)約包裝箱的空間。4.機(jī)械手：把脈動(dòng)輸送架上排列成形的有一定次序的雪糕迅速抓入紙箱內(nèi)。5.紙箱輸送：把開(kāi)好箱的紙箱輸送到機(jī)械手抓手的位置，裝滿雪糕后自動(dòng)向封箱機(jī)輸出紙箱。6.主電柜：是本機(jī)的神經(jīng)中樞?？刂票緳C(jī)的所有動(dòng)作按規(guī)定運(yùn)行。7.封箱機(jī)：把裝滿雪糕的紙箱封蓋。 

    為滿足前道雪糕生產(chǎn)線雪糕產(chǎn)量的要求，裝箱機(jī)的zui高裝箱速度為每小時(shí)1.2萬(wàn)支。也就是說(shuō)每0.3秒就有一支雪糕進(jìn)入裝箱機(jī)。這里首先要解決的問(wèn)題是如何高速有效地計(jì)數(shù)并把雪糕排列成整齊的隊(duì)形讓機(jī)械手抓取。為了解決這個(gè)問(wèn)題，該機(jī)采用高速運(yùn)轉(zhuǎn)的間隙機(jī)構(gòu)。雪糕到來(lái)后間隙機(jī)構(gòu)讓雪糕落入盤(pán)格里，每個(gè)盤(pán)格落1支雪糕。15格成一整盤(pán)。落滿1盤(pán)后這一整盤(pán)雪糕就向機(jī)械手抓取處送出。間隙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作必須與雪糕到來(lái)的速度同步。雪糕來(lái)得快，間隙機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)得快。雪糕來(lái)得慢，間隙機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)得慢。若一段時(shí)間沒(méi)有雪糕進(jìn)入裝箱機(jī)，間隙機(jī)構(gòu)就一直停止轉(zhuǎn)動(dòng)直至下一支雪糕的到來(lái)。間隙機(jī)構(gòu)用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這里的難點(diǎn)是電信號(hào)的獲取和編制快速反應(yīng)的程序。 

    該機(jī)設(shè)有雪糕翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。有了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)后，輸送到機(jī)械手抓取位置時(shí)的雪糕，每隔一盤(pán)，雪糕棒的方向就會(huì)相反。這樣裝入紙盒內(nèi)的上下二層雪糕棒的方向就相反，我們就能充分利用紙箱內(nèi)的裝箱空間。 

    抓取雪糕用的機(jī)械手可以設(shè)計(jì)成龍門(mén)架式的，也可以設(shè)計(jì)成單臂搖臂式的。為及時(shí)把輸送到位的雪糕裝入箱內(nèi)，為使結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單與動(dòng)作高效，該機(jī)采用了單臂搖臂機(jī)械手。機(jī)械手用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)并編制了特殊的程序，使得機(jī)械手在zui小的沖擊下，走zui短的路徑把雪糕裝入箱內(nèi)。 

    紙箱裝滿后該機(jī)的紙箱輸送機(jī)構(gòu)能把裝滿雪糕的箱子向封箱機(jī)處輸出進(jìn)行封箱。同時(shí)已開(kāi)好箱的紙箱會(huì)自動(dòng)送入預(yù)定的位置。機(jī)器的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程是由主電柜內(nèi)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的PLC可編程控制器控制。人們通過(guò)主電柜上面的操作屏可對(duì)機(jī)器進(jìn)行修改、設(shè)定等操作。一旦機(jī)器有故障或發(fā)現(xiàn)漏裝雪糕，機(jī)器馬上會(huì)發(fā)出警報(bào)并在操作屏上指出故障點(diǎn)，人們可方便地進(jìn)行故障排除。由于實(shí)現(xiàn)了整機(jī)的自動(dòng)化，因此只需一名操作工對(duì)機(jī)器進(jìn)行巡視，另一名輔助工對(duì)開(kāi)箱機(jī)添加片狀紙箱。