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摘要：本文围绕化妆品灌装机展开探讨，总结其中存在的一些不足之处，在此基础上提出一些可行的创新设计方案，由此起到提升工作效率的效果。
关键词：化妆品；灌装设备；结构分析；设计创新
近年来，化妆品的发展极为迅猛，其类型逐步丰富起来，其中以膏状类型规模最为庞大，经特定的处理工艺后，加之色浆保温搅拌等环节，便可以得到用户所需的产品。在市场体量持续加大的背景下，进一步推动了化妆品灌装控制技术的发展，其自动化水平持续提升，仅借助于同一设备便可以完成多项工作。
1.化妆品自动化灌装机的常见结构
若从进灌装瓶的方式考虑，可以分为两大类，具体做如下分析：
其一，自线式灌装机，它适配了高效的自线型传送带，首先需要将一定数量的瓶子放置在一排，此后将其统一推进，当达到灌液管下方后可以进行灌装。
其二，旋转盘灌装机，它适配了一个圆盘转台，其中设置有一定数量的灌装瓶工位，在传动装置的作用下可以推动至特定的工位并完成灌装处理，当结束此环节后再推动到其它传动结构中，以便进行后续工序操作。
2.化妆品自动化灌装机控制技术
2.1计量控制方案
系统引入了步进电机组，以容器型号为基准，在此基础上确定合适的转角，做好与计量泵的连接工作，在步进电机的推动下可以精准的控制计量泵的转动位移值。此运行机制所带来的高频性能较为良好，能够精准的控制步距角，在运行过程中稳定程度较佳。当步进电机处于工作状态时，驱动模块将会为之提供持续的脉冲序列，从而对模块做以划分处理。必须控制好脉冲频率，这会直接影响到输出轴转速。就通常状况而言，当脉冲信号孔比在50%以内时，可以为步进电机提供自锁条件，当中断脉冲后，步进电机则会停留在最后的脉冲终点上。对大量应用进行分析得知，在步进电机的推动下能够保障计量泵驱动轴所处位置的精确性，同时可以灵活调节脉冲频率，可以发挥出无级变速的优点。
2.2无瓶不灌装控制方式
在进行灌装作业时，要求灌装头与瓶口达到对齐状态，一旦达不到此要求则会带来液体流出现象。控制好距离也至关重要，需要以灌装瓶的型号为基准而确定，有必要适配一个红外光电传感器，做好灌装瓶运行数量的监测工作，当空瓶就位后，定位气缸便会伸出，以便保持空瓶的稳固性。为了不出现误记的问题，这一过程需要将检测装置打开，由此查询工作位是否出现了空瓶经过的情况，一旦出现则需要随即暂停传送并进行灌装，结束后便可推出定位挡杆。
2.3计量方式的选择
就现行的灌装机控制技术而言，应用最为广泛的便是体积式与称重式两种，关于前者，它与温度以及湿度有着很强的关联，极容易受到这两大因素的影响。考虑到此问题，本研究中选取的是称重式计量法，它操作更为简单，可以更为精准的控制物料的重量。出于提升质量的目的，在系统中增设了一个质量流量计，虽然它对成本的需求较高一些，但具有温度补偿功能，因此可以大幅提升灌装的稳定性。
2.4安全防范措施的制定
当出现灌装头与瓶口不对齐的情况时，系统识别之后便会随即中止动作，返回到上一级操作状态，此举主要是出于避免液体大量挥发的考虑。有必要设置一个充装阀，考虑到液体喷溅所带来的影响，需要寻找到关键的监测点，在此基础上展开冗余设计，为灌装系统的稳定运行创设良好到的条件。当结束充料后，需启动延时功能，此举可以避免液体被带出。
2.5误差控制方式
实际工作表明，灌装过程中容易出现流量误差现象。这受到了诸多因素的影响，其中以标准体积值尤为关键，它直接影响到了灌装的精度，对此需要采取风扫线清理措施，此后方可再将阀门打开。除此之外，脉冲数也是较为重要的影响因素，有必要增设一个保护流量计，它可以有效的避免外部环境所带来到的影响。
2.6气动系统的选择
电磁阀:这是整个气动系统中极为关键的元件，若从控制机制的角度进行分析，主要由自动式与先导式两类。关于前者，当断电后电磁力便会消失，借助于弹簧可以确保阀门处于关闭状态，这一方式的换向频率较高，所占空间较小，但容易受到吸合行程的影响。
气缸:可以实现对压缩空气内能的转变，由此变为机械能，如果失去了压力的支持，活塞便会在自重的作用下返回。考虑到系统的运行要求，在进行系统选择时应充分考虑到荷载因素，以此为基础计算缸径，并确定合适的气缸行程，最终选定可行的气缸型号。
2.7搅拌部分
充分考虑到电机功率损耗的影响，最终选定为三相异步电动机，它内置有高精度变频器，可以增强运行稳定性，不容易出现跳闸等不良问题，这是一种极为典型的一体化设计形式，所需的成本也相对更低。
3.结构设计和工作原理
考虑到机体的稳定性要求，需要将其固定在底座上，并且需要在底座上适配一定数量的滚轮，基体的侧边区域安装具有可以灵活调节的旋钮，且在进料斗的底部增设有气动阀。在运行过程中，灌装瓶放置板能够灵活的滑动，以灌装瓶的高度为基准灵活调整放置板高度，又与进料斗内增设有清洗装置，因此可以实现对料斗的清理。总体来说，此系统体积较小，所需的成本也相对更低，具体如图1所示。
综合上图进行分析，可以得知料斗2上设置有一个上盖,上盖内部设置了一个电机2-2，并与套管2-3相连，此后再逐一与刷体转杆2-5以及刷体2-6进行连接，关于具体连接示意图如图2所示。
在实际运行过程中，考虑到方便清洗的要求，刷杆转体与电机采用的是可拆卸连接的方式，在无需使用时能够灵活拆卸下来。
4.实际灌装量
采用短管灌装时，贮液箱和瓶中的气压可认为基本不变，管口液流速度可近似为常量。
5.结语
此结构方案的设计具有较高的可行性，灌装瓶放置板能够进行自由的移动，以瓶子高度为基准展开放置板高度的调节，加之清洗装置的辅助，节省了人力，对于中小企业而言具有尤为适用。
参考文献
[1]斯涵涵.“化妆品监管”APP上线是创新监管手段有力举措[N].青岛日报,2019-05-24(007).
[2]马景利.化妆品自动化灌装机控制技术研究[J].自动化应用,2018(12):140-141.
论文作者:陈茂灵
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第05期
论文发表时间:2019/6/21
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