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解决方案

600ML饮用水瓶,24000BPH/小时整线设计方案系列1

Date:2015-06-04
600ML饮用水瓶,24000BPH/小时整线设计方案
一、企业简介
        西力始终以客户满意度为生存命脉,在全球范围内,目前已有超过40多个国家和地区的客户在使用西力的设备,出口销量年年攀升,产品远销欧美、中东、非洲、东南亚等地。我们的目标是将西力发展成为世界PET吹塑行业整线系统的领跑者。并努力按现代企业标准进一步解放思想,锐意进取,力争把西力建设成为具有强大竞争力的国际性大型企业!
二、西力研发团队 
        西力的创始者,研发团队的领导者——陈帮开先生,从事吹瓶机研制十余年,自动化领域专家,中国第一台旋转机的研发者之一,现任西力公司董事长。西力拥有一支高素质的研发团队,有高级电气工程师三名,中级电气工程师四名,高级自动化工程师四名,中级自动化工程师五名,专业为客户制造性能稳定,节能型的机器。 目前,西力已成功申请多项国家专利。 

质量保证:
1) 所有产品均全面实现CAD电脑辅助设计。 
2) 生产作业流程全部采用6S管理。 
3) 零件从加工到装配的各个工序之间均专门配备零件周转箱,做到零件整个周转过程均不落地。模具主要部件均在数控车床及加工中心上加工,并在专用装配车间进行装配,以保证装配精度及部件的洁净。
4) 产品配套件均采用世界名牌及国内知名品牌的产品。
 
三、 生产线整体过程描述


1. 生产线整体过程描述
根据配置方案,瓶胚经理瓶机到吹瓶机吹制成型经风道至灌装机灌装旋盖送至后包装系统。
具体生产过程如下:
1) 物料(山泉水)制备:原水经过水处理系统处理后,成为检验合格物料送入灌装系统灌装。 
2) 成品的制备:杂乱无章的胚管经过理胚机理胚,送入加温系统加热,进入吹瓶动作,完成一吹二吹成型后由风道输送机送入灌装机(吹灌旋系统)。 
3) 瓶盖的消毒、理盖:达到使用技术要求的瓶盖人工倒入瓶盖上盖器斗内,盖子经传送带送盖机自动送至理盖器,理盖器将杂乱无章的盖子整理成为同一方向排列的盖子后用消毒水经过一定时间消毒后,将盖送入封盖机进行旋盖。 
4) 产品的后包装:冷却后的半成品经过喷码、吹干、贴标、膜包/装箱后成为成品,经人工码跺后入库。
2. 生产线特点
整线除充分保证最终用户产品品质外,还具备以下的特点:
1).安全性及可靠性保证:整条生产线由PLC控制集中控制,并对各单机均设配有独立的控制单元,于运行过程中可确保单机独立操作和整线的连续正常协调运作功能,同时充分考虑整线、单机的故障保护装置,操作方便。
2).自动化程度:整条生产线采用自动运行设计,自动化程度较高。
3).包容性:对于客户生产场地、环境的特殊情况,整线设备排布可做充分的考虑,具有较大限度的包容性。
4).操作性能:操作指示明确、清楚、简便。特供用户产品中可以实现远程操作,人机界面显示,动态跟踪检测等多方面配置个性化专案设计。
四、技术说明
(一)、西力吹瓶机的优势
一台全自动20腔吹灌旋一体机
1. 锁模系统的技术革新
    采用伺服电机快速推动曲臂开合模的结构,此结构具有良好的运动特性和力学特性,利用有限元分析,增强模板的刚性和挠度。并且专门对此结构进行了优化,提升了运动速度,增加了稳定性;同时配以增压板双面增压,有效减少成品瓶合模线的可见度,保证瓶子的质量。其中伺服电机推动曲臂开合模的结构为我司独创,已申请了国家专利保护;增压板的增压组合阀安装在增压板背面的模架上,距离增压阀距离更短,使得增压反应时间更短,更快,效率更高;底模采用合模联动结构,直接由腔模开合带动,减小底模单独运行时间,速度更快,并且缓冲减小了模具撞击力,保护模具,有效缩短周期,提高产能。
2. 高性能伺服精准定位系统
利用施耐德高性能伺服系统进行高速定位。利用光纤光电传感器寻位,向施耐德伺服系统PLC发出高速信号,PLC指挥定位模块向伺服放大器发出信号,再经过伺服电机,通过伺服电机里面内置的高精密旋转编码器在线检测轨道的位置,信息反馈给控制系统,最后由PLC和定位模块进行定位工作。机器开启时,瓶胚加温头与汽缸封口面定位快速、准确、稳定。瓶胚加温与送料步进全采用伺服系统进行高速定位,使步进轨道快捷平稳,缩短生产周期,大大提高生产效率。而且用户可以很方便的通过在触摸屏上修改位移补偿参数来进行链条的定位调整,大大提高了吹瓶效率。独特设计的机械保护和自动复位系统:电机都设有扭力过载保护,机械手上坯和取瓶都设有循环超时等报警保护,即使出现故障设备会对针对不同情况采取相应的动作,全部实现了自动跟踪,分析故障的原因并在触摸屏上显示,从而更快使系统恢复运行。
3. 稳定节能的气压传动系统
吹气系统采用全球顶尖的英国诺冠三合一组合阀(即一吹、二吹和排气组合在一起),节省了所有的外部连接管道,使空气转换所需要的时间减短至最少,响应快速、流量大、集成一体;适配进口高效大流量的消声器,噪音极低,排气时间更短;瓶坯拉伸同样采用伺服电机驱动,定位精准,反应快速,动作稳定,保证拉伸过程中每个瓶子都受到一样的拉伸速度和力度。吹瓶前配有光纤光电检测,检测到无瓶坯时不进行吹瓶动作,达到节能节气的经济效果及延长机器的寿命。 
       机械手由不锈钢制造,加工精密,与瓶坯、瓶子柔性接触,避免瓶颈部划伤。吹瓶机配带有理瓶夹,吹好的瓶子由取瓶机械手自动放到理瓶夹上,然后风送到风道上面和灌装机连线。如果不想连到风道,设备也可以设置成出瓶打包状态,瓶子就不会被吹到风道里面,吹出瓶后可以单独打包成箱. 在取瓶机构后有行程开关,如取瓶机构漏取瓶会报警并急停机器
4. 节能高效的加温系统
加热系统采用封闭式恒温加温方式,同时配以PET坯管热自传递区(加温区有几段没有加热灯管,利用胚管自身作为热传介质,由外向内传),能耗更低。加温炉的热量由灯管开启数量、整体温度设定、烘箱功率及各段加热比共同控制。这些控制均在移动式操作台上完成,由PLC对红外线灯管进行控制。相对于传统的温控器控制,该控制方式更加集中化,控制精度也更高,该控制可以实现对瓶坯的千分之五的温度调节,微小的温度控制使得瓶坯更符合吹瓶的工艺要求,完全保证瓶坯的加热质量。
红外线灯管的加热控制为闭环控制,设定炉温和坯温后,系统自动监控,确保温度在设定值内波动,匠心独运的变频控制炉道引风、抽风设计,克服了空气对流慢,炉温不稳定,保证加温炉整体内部恒温,使每支瓶坯受热一致,温度一致,提高了加温工效,确保吹瓶工艺稳定。同时,加热空间的宽度和相对高度都是可以自主调节的,使瓶坯适用于多种规格的瓶坯。加热炉内还专门设计有通风冷却装置和防护板冷却水冷却,防止瓶口受热变形。
5. 全自动快速高效供料系统
供料系统采用全自动化设备,将料斗中杂乱无章的坯管依次整理成排列整齐的一排,靠自重落下,分胚采用伺服电机等距分胚,伺服电机的行程和速度调节简单,只需在操作台上调整参数即可,复杂过程由数字化来完成,快速、准确、安全。伺服电机控制的上胚方式相对传统的单、多胚道上胚速度更快,位置更精准。
同时,在理坯机构的理坯轨道上装有检测开关,当坯道缺少坯管达到报警延时所设定的时间,报警系统就会发出报警,提示要向理坯斗添加坯管,但不会停机,从而使得设备的工作流程更智能化、更安全。全自动化的理胚上坯机构,不仅实现了快速、高效的理坯上胚动作,节省人力成本,而且进一步提高了整个设备工作流程的稳定性。
 
6. 整机采用标准化和优质的零部件
西力吹瓶机在检测、气缸、电磁阀及轴承等关键器件均选用国外著名厂家( SICK、FESTO 、NORGREN 、 SHC等) 的高质产品,其他部件也采用国家标准件,这些高品质的标准化零件确保了西力吹瓶机性能的可靠和稳定,减少了故障停机情况的发生,降低了维修费用;同时也为客户在以后的设备检修和维护提供了方便。确保设备保持长时间高效稳定运转,为客户提供最高、最稳定产能。
 
7. 便捷稳定的操作平台
西力吹瓶机在结构上相对简单,对维修人员的专业技术水平要求不需要很高,一般的工人在经过简单的培训后都能容易上手操作及维护。人性化的移动式操作台全钢结构,美观大方,根据需要自由移动,集成度更高,响应更快,操作方便,所有操作均在平台上完成,采用彩色触摸屏,操作界面直观易懂,自由将实时数据调入配方或将配方调出数据。实现人机对话,避免人手接触操作所造成的污染,使吹制产品更能够符合食品饮料及医药包装所要求的卫生标准。
 
8.合作伙伴施耐德提供电气全面解决方案
设备电气控制系统基本由法国施耐德电气元件组成,同时,使用的也是施耐德为我公司产品提出的电气全面解决方案。
该方案具有以下特点:采用高性能欧系施耐德的可编程控制器,作为主控制处理系统;采用施耐德的高性能伺服系统进行高速定位;采用施耐德CANopen.Modbus等现场总线联接系统,使接线电路简单化;采用施耐德运动控制器现场总线执行复杂轴同步和插补,使多轴控制变得简单轻松;采用施耐德5.7寸大屏幕彩色触摸屏为人机界面方便机器操作和监控;采用施耐德高性能伺服驱动实现电动开合模、伺服移位,动作精准快速。
9.XLB-10CLF主要技术参数:

二、全自动冲瓶灌装拧盖一体机
该机是我公司自行设计制造的冲瓶灌装拧盖一体机,设备性能稳定,技术先进,造形美观,功能齐全。
    本机主要用于PET矿泉水瓶的冲瓶灌装封口。
1、技术结构特点
a.冲瓶部分:
本机为回转式冲瓶机,主要用于饮料、水等产品的新瓶冲洗之用。然后将瓶子送至灌装机进行产品的灌装。
PET瓶由分瓶星轮进入设备由夹钳和翻转机构夹住瓶口转至瓶口朝下,无菌水冲洗后沥干,自动翻转至瓶口朝上,经出瓶星轮输送至灌装机。设备主要结构与冲洗介质接触部分和外部防护罩均为优质不锈钢材料;开放式齿轮传动。
冲瓶机进水管配备压力表
冲瓶机装有接水盘以回收冲瓶水
冲瓶时,每瓶冲水量为:105ml/s(0.25MPa时)
b.灌装部分:
    灌装部分实现将水灌装到由冲瓶机送过来的洗好的瓶子中。
灌装机是我国引进德国技术,运用常压灌装原理自行设计制造。
灌装阀采用常压式机械阀,灌装快捷灵敏,灌装液面精度高。
采用双导杆瓶提升结构,使瓶提升和对中稳定。
主传动采用齿轮传动即开式组合传动,其效率高,噪声小,寿命长,维修方便,润滑充分,采用变频器对机器的主电机转速进行控制,本机采用无级变频调速。
导瓶系统,结构简单,可根据瓶型进行快速方便变更,整机采用卡瓶颈结构输送。
整机PLC自动控制,故障在线显示,如堵瓶、缺盖等。
灌装缸内物料自动控制,液位高度采用液位传感器检测,保证液位稳定及灌装可靠。
本机的关键零部件及电器元件采用进口产品。
c.拧盖部分:
拧盖部分将由理盖器整理好的盖子拧到已灌装好产品的瓶子上,并由输送链送至后道工序。
拧盖机通过减速机带动回转盘转动。使盖在离心力的作用下从出盖口离开料斗。在出口处有正反盖分离装置,当反盖经过时,盖自动落入返回管道中,通过风力自动把反盖吹入料斗。只有正盖才能顺利进滑道内,料斗内的盖量通过光电开关自动检测来控制输盖机,以保证下盖达到最佳效果。当正盖进入滑道后即可顺利进入喂盖盘,为防止意外,在滑道上同时配置了一个防反盖的拨盘,确保进入喂盖盘的盖正确,在滑道上还配置了一对光电开关,当检测到无盖时,就立即停止主机。为了有效剔除无防盗圈的坏盖及清理料斗时的余盖,在料斗出口正对面有一活动出口可满足此功能。
2、技术参数

3、技术指标:

三. 直线式瓶盖杀菌机 
直线式盖消毒机主要由理盖器,不锈钢方壳,导轨,管路等组成。其工作流程为:由上盖器送来的盖子进入理盖器内理出,然后进入导轨,在方形壳体的第一段区域是消毒杀菌区,消毒液由管路打入通过喷嘴喷射消毒液在各个方位冲在盖子上,在轨道内杀菌20S后,进入第二段无菌水冲洗段,冲洗完进入无菌气冲干净水渍,再进入旋盖机。
四、 提盖理盖机说明
1、技术说明:
提盖理盖机是用来提取、整理盖子的,将杂乱的盖子一个个排放好,并通过网链输送到下盖槽,由下盖槽输送至盖消毒机。该设备采用网链输送,噪音小,传动稳定,可靠。通过支轴组件,支撑组件调整机身与底架的角度,可调角度在75-85度之间,根据现场情况调至最佳位置。该设备利用盖子的重心原理,实现了有效剔除反盖,正盖顺利被提升到预定高度进入下盖槽,反盖掉下来回到盖斗里,个别没有进入下盖槽的正盖被挤压进盖回收筒落到盖斗里。如此往复循环,直到所有盖子都理好进入下盖槽。
选型机器特点
提升装置:该部分为整个提盖理盖机提供动力。电机输出带动主动轴,再经由链轮传送至网链作直线运动,从而提起盖子。同时配有张紧装置,调整网链松紧。进口Rexnord网链满足食品卫生需求。
盖斗组件:该部分用来存放盖子,将杂乱的盖子倒入盖斗内,等待托盖横梁的提升。盖斗内设减压板使瓶盖有序地托盖横梁。
吹盖挡板装置:该部分作用是引导和规范落盖子被吹入下盖槽,送到盖消毒机。进口有机玻璃面板, 方便调节吹风口角度。
盖回收装置:该部分有效的解决了可能个别盖子没有被吹送到下盖槽的问题。强制瓶盖回到盖斗,同时防止了设备的卡阻起到保护作用。本设备侧板采用SUS304不锈钢板,外表抛光,整体美观大方。
2、技术参数:


五、 瓶身吹水机
本系统设置吹干机一套,用高压风机送风,使高速流动的空气从一条狭缝中喷出,将瓶身上残存的水珠尽可能的吹去。狭缝倾斜布置,使瓶身的全部侧面都可以被高速空气吹到;吹干机由高压风机、均压箱、吹气管、机架、控制装置等部件组成。
 
六、 实瓶输送系统
1、技术说明:
生产线运行效率的高低,与输送线的配置有很大的关系。在输送线的配置上必须考虑到后段设备短暂停机(例如:更换标签等)时,对前段设备的运行不能产生影响,同时应该能将前后段的设备良好的衔接在一起,才能使整条生产线达到较高的运行效率。我司的生产线布置充分考虑了客户投资与生产线使用效率的相互关系,采用国外先进技术,具有九十年代的先进水平,机械结构为全新设计,多数构件采用冲压或折弯成形,具有刚性好、重量轻、互换性好的优点。运转可靠,维修方便,适用于输送直径φ40~φ96 mm瓶子。电气控制系统采用PLC控制整个实瓶输送、缓冲系统的运行,自动实现运行速度加减速、自动缓冲的功能。
2、主要特点:
1) 输送平稳可靠,采用瓶带与主机同步跟踪控制或上下游设备联机控制,使瓶子在输送过程中,不倒,不卡,不堵。
2) 输送带结构为模块化设计,零件互换性强,结构紧凑,噪音小,安装、维修方便,可据不同能力、瓶型进行组合,具有很大的灵活性。
3) 电气控制设计先进合理,可根据客户的平面图要求设计控制方法、选用所需电气控制元件,进一步提高输送的平稳性。
4) 根据输送系统布置情况或客户需求合理设置控制开关位置,方便用户操作。
5) 主要结构部件均采用不锈钢材质(AISI304);
6) 主要电气元件选用OMRON、MITSUBISHI等产品;
7) 输送带线槽、接水盘、输水管均采用不锈钢制作。

七、 全自动贴标机
1、技术描述:
此不干胶贴标机为旋转式、连续运行贴标的新型贴标机; 设备能够自动调节容器的进、出传动情况;由输送带传送过来的容器被分瓶螺杆按照星轮的间距分开一定的距离,然后,进口星轮将容器传送到容器转台上,由压瓶机构和容器的模具座将容器固定好后,容器开始按一定的速度自转;产品自转过程中机械式预定位;并根据机构轨迹进行定位贴标。
当容器到达电眼检测位置时,电脑主机控制标签送标系统进行送标,当完成一个送标动作后,高速切刀把一张标签切断;由于采用松下超小惯量高速伺服马达,保证高速送标和切标的准确性及稳定性。
2、送标及贴标主要工序依次细化为:
进瓶→送标→贴标→压标→刷标→出瓶
3、选型设备特点:
4、设备外观:
外观设计简单大方,高强度防护漆膜金属化处理,严格的防水密封部件配合,确保机器表面防锈蚀、防碰撞及防进水。对于易生锈外观暴露件全部采用喷进口漆和防腐处理,结构紧凑合理、美观大方,具有现代气息,有助于提高甲方生产区域档次和品位;台面板全加工,保证工作台面平整光滑,易清洁,不留污物,整体外观采用不锈钢框架结构;机身贴有醒目的操作及安全指示牌,以助于操作掌握;设备标牌要求安装在输送带醒目位置。
5、设备驱动:
采用结构合理的新型无皮带减速机,利用变频器调速,可编程控制器控制;螺旋传动采用90度变向锥齿轮箱传动,传动可靠易调整。
6、进出瓶输送系统:
输送带工作面(上平面)距地面高度: 1000±50mm;输送带为输送链条(标准链条宽度为82.6mm),护栏可调节,美观且耐用(发货时不带链板),标准输送带侧板高度183.8mm,标准输瓶线宽度为100mm。全程无压力输送,进出标机的输送带由变频控制,确保进瓶平稳,减少爆瓶和部件磨损。进瓶止瓶装置可手动、可自动。在进瓶螺杆前端输送带处安装一组止瓶装置,使标机在出现特殊情况时,能迅速停止进瓶,保证贴标机和人员的安全;在甁型更换时,主机能方便快捷地手动升降,以适应不同瓶高;快换机构能保证瓶型转换件(包括进瓶螺旋、进瓶星轮、出瓶星轮、海绵辊、海绵板、托瓶盘等)方便快捷准确地拆卸更换;使瓶型更换时间最短,减少停机等待时间。
7、托瓶转盘:
托瓶转盘轮辐式结构,可有效防止水、油等污物的存积,易清理;托瓶盘采用耐磨防滑聚胺脂材料;托瓶转盘齿轮组件采用集中润滑油润滑(进口油泵集中控制),回油管处安装过滤网,便于清理,保证润滑油的清洁;
根据标纸的特性配备软硬适中的特制进口海绵,使标纸粘贴更加牢靠
8、设备控制系统:
主机采用PLC及触摸式人机界面,施奈德公司的电器元件,确保电器质量和使用性能,提高使用寿命。触摸屏除可显示生产速度、单班产量、运行状态、故障状态、交接班留言板之外,还可直接在触摸屏上进行各种参数设置操作,同时具备按钮操作功能。若触摸屏出现故障可切换到按钮操作,不影响生产;贴标机采用自动化变频控制技术,无级调速,能满足各种时速的变化,保证贴标平稳准确,并与整条生产线控制系统相匹配;
9、瓶检测:无瓶不上标,使贴标更准确,防止包装物损耗;
独一无二的变频缓冲软刹车技术,最大限度的保证机械结构不受损伤;
电子及气动设施设备齐全,接头标准化可直接与车间设施连接;
10、具备同类贴标机的所有自动化功能;
所有电子,气动控制回路均按CE国际标准,主要元件采用进口元件,辅助元件采用国内优质产品;
所有的机器的控制及相关信号灯的控制都集中在一个电控板上,且设备的瞬间产量、总产量的信息会显示出来;
主电机是通过变频器及一组传感器控制的,运转速度根据贴标机的运转情况及生产速度的变化而变化;
进口气动装置附带压力调节器、过滤器及气体润滑装置。
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