本文以藥品包裝用復合膜封邊裝置為研究對象，基于 CAD 技術，對藥品包裝用復合膜封邊裝置中上料裝置和封口裝置、展平裝置等進行設計。能夠減少人工勞動成本，能夠完成自動上下料，可以自動將塑料袋封口處展平的塑料封邊裝置，保證了封邊的成功率。

隨著人們生活水平的日益提高，科技的進一步發展，眾多的機械設備開始代替人工作業，其中也包括一些半自動設備，涉及塑料袋包裝的產品都離不開塑料封邊機，這也就促進了塑料封邊機的快速發展，塑料封邊機主要用塑料袋封口收尾工作［1～2］。現有技術中需要人工將已經裝好產品的塑料袋放置在封口機之中，并且需要保證封口時，塑料袋封口處的平整性，否則封口后塑料袋的封口處會出現封口不嚴的現象，進而導致整個塑料袋的報廢，造成生產資源的浪費。因此亟須研發一種可以減少人工勞動成本、自動上下料并且可以自動將塑料袋封口處展平的塑料封邊裝置［3～4］。本文將以藥品包裝用復合膜封邊裝置為研究對象，對封邊裝置上料機構、封口機構等關鍵部件進行設計，所設計的藥品包裝用復合膜封邊裝置可以有效減少人工勞動成本，完成自動上下料并且可以自動將塑料袋封口處展平。

1、塑料袋存儲箱結構設計

藥品包裝用復合膜封邊裝置主要包括底座、支腿、塑料袋存儲箱，上料機構和封口機構。塑料袋存儲箱包括支腿、安裝座、上料箱、合頁門、加工平臺、限位板，底座的下側固定連接有四個支腿，支腿在底座的下側兩兩對稱分布，底座的上側遠離支腿的位置固定連接有多個第二支腿，每個第二支腿的上端都與安裝座的底部固定連接，安裝座的內側底部固定連接有加工平臺，安裝座的內側上部固定連接有上料箱，上料箱上設有合頁門，第一加工平臺遠離上料箱一端的兩側固定連接有限位板，底座上側的兩端分別設有上料機構和封口機構，上料機構位于底座上側靠近上料箱的一端，封口機構位于底座上側遠離上料箱的一端，上料機構在安裝座與上料箱之間滑動連接。塑料袋存儲箱結構如圖1所示。

圖1 塑料袋存儲箱結構圖

當操作人員需要將裝好產品的塑料袋進行封口時，先將裝好產品的塑料袋摞放進上料箱內，并且使裝好產品的塑料袋需要封口的一端朝向封口機構，當操作人員需要將塑料袋進行封口時，操作人員控制上料機構將裝好產品的塑料袋推至指定加工位置，上料機構復位后，操作人員控制封口機構將塑料袋封口，封口結束后，封口機構復位，此時將封好口的塑料袋取走，再重復上述操作對下一個塑料袋進行封口。

2、上下料機構設計

藥品包裝用復合膜封邊裝置中上料機構主要由固定座、轉盤、一字滑槽架、推料板、帶輪、傳動帶、轉動軸以及齒輪和電機等組成［5］。

封邊裝置的上料機構中固定支座通過上端的固定軸與轉動盤進行連接，轉動盤上設有立柱; 固定支座與上料箱連接有推料板，推料板在靠近上料箱的一側設有對稱固定連接的兩個斜頭直條，同時，推料板在遠離上料箱一側固定連接有一字滑槽架，轉動盤上的立柱可在一字滑槽架內滑動連接; 固定支座的固定軸一端固定連接帶輪，上料箱底部的電機通過動力輸出軸與缺齒齒輪連接，缺齒齒輪與一直齒齒輪進行嚙合，直齒齒輪帶動轉動軸上的帶輪進行轉動。上下料機構圖如圖2所示。

圖2 上下料機構圖

當操作人員啟動上料機構后，電機啟動順時針轉動，進而帶動缺齒齒輪順時針轉動，缺齒齒輪先與直齒輪進行嚙合，先帶動直齒輪順時針轉動，從而帶動帶輪順時針轉動，通過固定軸帶動轉盤順時針轉動，進而帶動立柱在一字滑槽架內先向下滑動再向上滑動，使一字滑槽架、推料板和斜頭直條向著封口機構方向移動再復位，進而將塑料袋推至指定加工位置，當推料板向封口機構方向移動時，推料板推出位于上料箱內最下端的塑料袋，并將上料箱下部擋住，防止下一個塑料袋向下滑落，當推料板復位后下一個塑料袋再落下，當推料板復位后，缺齒齒輪的缺齒部分不再與直齒輪嚙合，直齒輪停止轉動，進而推料板停止直至缺齒齒輪再與直齒輪嚙合。

3、封口機構設計

藥品包裝用復合膜封邊裝置中封口機構主要由支撐腿、支撐板、支撐塊、支架、液壓缸、加熱箱、支撐柱、加熱夾板、限位板以及加工平臺等組成。

封口機構的支撐腿安裝于底座之上，支撐腿與其上方的支撐板固定連接，在支撐板上的兩個支架的上端且靠近上料箱的一側都固定連接一個液壓缸，每個液壓缸的伸縮桿都與加熱箱的上側固定連接，加熱箱的下側對稱固定連接有多個空心支撐柱，空心支撐柱的底端與上加熱夾板的上側固定連接; 封口機構的限位板與支撐板固定連接，并在靠近上料箱的一側與加工平臺進行固定連接，兩個加工平臺之間滑動連接。封口機構圖如圖3 所示。

圖3 封口機構圖

當操作人員啟動封口機構時，液壓缸向下壓緊，同時加熱箱將上加熱夾板加熱，進而在上加熱夾板與下夾板將塑料袋夾緊后，塑料袋被夾緊的位置在加熱的過程中熔化并在夾緊力的作用下粘連到一起，進而塑料袋完成封邊，完成封邊后液壓缸收縮，進而帶動上加熱夾板復位。

當封邊完成后，在缺齒齒輪轉動到空行程時，電動推桿啟動，進而帶動下料板向著設備前方移動，進而將封好口的塑料袋推出，推出后電動推桿再收回，方便下一個塑料袋的進入。

4、展平機構設計

藥品包裝用復合膜封邊裝置中展平機構主要由固定板、固定柱、限位板、導向柱、氣缸、滑動板、推力彈簧、連接板、支撐板、輪子、按壓架、耳板、限位塊、滾輪、套筒和伸縮桿等組成。

固定板的底部兩側對稱固定連接有兩個固定柱，每個固定柱的底端均與限位板固定連接，每個限位板的底端兩側都對稱固定連接兩個導向柱，每對導向柱的底端都固定連接一個限位板，每對導向柱與滑動板滑動連接，滑動板的外側與氣缸固定連接，兩個滑動板之間與連接板固定連接，連接板與固定板之間設有多個推力彈簧，連接板的下側與固定柱固定連接; 每對支撐板之間與輪子轉動連接，每個氣缸靠近上料箱的一端與耳板固定連接，兩個耳板之間與按壓架固定連接，每個耳板靠近上料箱的一側與套筒固定，每個套筒內均設有滑動伸縮桿，每個伸縮桿靠近上料箱的一端與耳板固定連接。

圖4 展平機構圖

當塑料袋被推至指定加工位置時，此時推料板向著下夾板的方向移動，帶動斜頭直條向著下夾板的方向移動，當斜頭直條與輪子接觸時，斜頭直條繼續向著下夾板的方向移動，進而將輪子向上抬起，進而帶動固定板向上移動，通過連接板將氣缸和滑動板向上移動，將推力彈簧壓縮，進而按壓架向上抬起，滾輪不再與加工平臺接觸，當按壓架向上抬起后，塑料袋被推至指定加工位置，當推料板復位后，在推力彈簧的作用下氣缸、滑動板和連接板向下復位，帶動固定板向下復位，帶動輪子復位，推料板復位后兩個滾輪將塑料袋壓住，壓住的同時氣缸收縮，帶動按壓架向著氣缸方向移動，進而帶動按壓架下部的滾輪向著氣缸方向滾動，將塑料袋展平，當氣缸收縮時，按壓架上的限位塊與限位板接觸，進而伸縮桿在套筒內向外伸出，當氣缸被抬起后氣缸伸出復位，按壓架復位。

當封邊不同的裝好產品的塑料袋時，操作人員可以通過轉動轉動輪，帶動雙向螺紋桿轉動，進而帶動兩個滑動架對位移動，進而通過滾輪將斜塊抬起或者落下，以調節下夾板的高度，來適應裝有不同產品的塑料袋。

5、結  語

基于 CAD 技術，對藥品包裝用復合膜封邊裝置中上料裝置和封口裝置、展平裝置等進行了設計。為藥品包裝用復合膜封邊裝置的建模及仿真打下基礎，為技術方案的優化設計提供指導。

參考文獻

［1］侯漢學，董海洲，王兆升，等． 國內外可食性與全降解食品包裝材料發展現狀與趨勢［J］． 中國農業科技導報，2011，13( 5) : 79 ～ 87

［2］趙錦康． 包裝機械中自動化技術的應用與展望［J］． 科技創新與應用，2021，2: 158 ～ 160

［3］張瑞杰． 復合材料真空成型液壓機自動化生產線設計［J］．機械設計，2020，37: 172 ～ 175

［4］楊壇． 關于自動化在包裝機械中的應用探討［J］． 科技展望，2016，14: 77

［5］楊璐，蔡友弟，程慧榮，等． 基于藥用包裝的多層共擠復合膜關鍵技術研究［J］． 中國包裝工業，2014，6: 7 ～ 8

本文作者龐在祥、馬勝來、馬麗穎、馬福浩，來源于產業與科技，僅供交流學習。