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1 引言
快速消费品行业里的酒类、日化、调味品等液态商品越来越注重产品的个性化包装，各式各样的异形瓶（非规则的圆形瓶）让人眼花缭乱，丰富繁荣了市场。在工业化生产的今天，异形瓶的装箱给包装机械行业提出了新的课题，。通过市场调研，在标准形装箱机的基础上，研究开发出适应于异形瓶的装箱机，投入市场后效果良好，得到了用户的好评。
2 异形瓶装箱机的系统组成
2.1装箱机组成与技术规格
（1）组成。异形瓶装箱机主要由瓶输送机构、箱输送机构、抓瓶装箱机构组成，如图1所示。瓶输送机构，对单列送的异形瓶通过变道输送，将单列瓶输送变成多列的瓶输送，满足抓瓶装箱的需要。箱输送机构是对装瓶前箱子和装瓶后箱子的输送。抓瓶装箱机构按照一定的运行轨迹，将排列规律的瓶子装箱，每次可以装一箱或多箱。
（2）主要技术指标。纸箱尺寸：根据用户要求设计调整范围；瓶型规格：根据用户要求设计调整范围；生产速度：12箱/分钟（可调）；电源：380V、50HZ；总功率：4kw；耗 气 量：0.6m 3 /min、 用气压力：0.6Mpa。
图中：1 抓瓶装箱机构 2 瓶输送机构 3 箱输送机构
图1 异形瓶装箱机的组成示意图
2.2装箱机的控制方案
异形瓶装箱机的控制系统主要由可编程控制器G 1 、人机界面G 2 、伺服控制驱动器A 1 、伺服控制驱动器A 2 、变频器A 3 、变频器A 4 、检测/执行元件组成，如图2所示。G 1 、G 2 构成控制系统的核心和操作界面，所有的控制参数均可在人机界面上完成。伺服控制驱动器A 1 、A 2 驱动控制伺服电机M 1 和M 2 ，完成瓶子变道和装箱过程的控制，PLC通过高速输出口对A 1 、A 2 发送脉冲，改变脉冲的发送频率和数量控制伺服电机的运行。A 3 、A 4 变频器控制电机M 3 和M 4 ，完成瓶子和箱子的输送，通过RS485总线控制电机M 3 和M 4 的速度和启停。
图2 异形瓶装箱机的控制系统示意图
3 装箱机理瓶方案分析与设计
产品灌装和贴标后通过输送链，瓶子单排或双排（通过特定机构改变）输送到装箱设备。对于圆形瓶子通过相互推碰、避让可以从单列变成多列，瓶子在多列链道内形成规律的排列。对于异形瓶子，从单列变成多列就无法通过相互推碰、避让达到目的。对于异形瓶的装箱，瓶子的输送整理是一个关键问题，我们采用了两种解决方案。
3.1一列变多列的输送整理方法
一列变多列的输送整理方法（以下称为方法1）如图3所示，通过M 2 控制移动的装置将单列输送的瓶子，依次送到多列输送链的各个道口，使一列瓶子的输送变成多输送，优点在于瓶子的输送几乎不间断。
控制伺服电机M 2 的位移过程中，对于伺服电机M 2 有一个初始位设置，为了使每一道上的瓶子数量均匀，必须对进入每道的瓶子进行记数，边道进入的数量是中间道的2倍，以便减少移道的次数，止瓶装置为了防止移道过程中卡瓶，瓶子随着移道机构同步移动。
图中：1. 单列输送带 2. 瓶变道机构 3.瓶子输送机构
图3 异形瓶一列变多列的瓶整理示意图
3.2列变行步移输送整理方法
列变行步移输送整理方法（以下称为方法2）如图4所示，主要由单双排输送链、单排变双排机构、多排输送步移链组成。电机M 3 驱动单双排输送链，伺服电机M 2 驱动多排输送步移链，每次步移两行瓶子。单排变双排的目的是减少伺服电机M 2 步移的等待时间，提高瓶子的输送速度。该方法机构简单，控制相对容易。
3.3两种输送整理方法的比较
共同点是均能完成异形瓶子从一列输送变成多列输送，采用了伺服电机的精确运行功能。不同点方法1比方法2的机械机构和控制方法复杂，方法1的输入整理速度比方法2快，方法1没有改变瓶子的输送方向，方法2改变了瓶子的输送方向，方法1比方法2的设备布局简单。
图中：1单列变双列机构 2双列输瓶链 3多排瓶子输送链
图4 异形瓶由列变行的瓶整理示意图
4 抓瓶装箱的设计和控制
4.1抓瓶装箱的组成
抓瓶装箱主要由驱动和传动系统、抓瓶机构、开箱机构（针对纸箱）、导向机构（水平和垂直方向）等组成。驱动由伺服电机M 1 驱动，根据装箱过程的运动轨迹，精确的控制运行情况。抓箱机构根据不同的瓶型和箱型设计不同的机构，根据设计的不同，每次可以抓一箱或多箱。开箱机构主要针对纸箱，将纸箱的上封箱沿分开，便于瓶子的装入。导向机构的作用是装箱过程中进行导向，包括水平和垂直两个方向，垂直导向机构安装在水平导向机构上，可以整体水平移动。
