本文以药品包装用复合膜封边装置为研究对象，基于 CAD 技术，对药品包装用复合膜封边装置中上料装置和封口装置、展平装置等进行设计。能够减少人工劳动成本，能够完成自动上下料，可以自动将塑料袋封口处展平的塑料封边装置，保证了封边的成功率。

随着人们生活水平的日益提高，科技的进一步发展，众多的机械设备开始代替人工作业，其中也包括一些半自动设备，涉及塑料袋包装的产品都离不开塑料封边机，这也就促进了塑料封边机的快速发展，塑料封边机主要用塑料袋封口收尾工作［1～2］。现有技术中需要人工将已经装好产品的塑料袋放置在封口机之中，并且需要保证封口时，塑料袋封口处的平整性，否则封口后塑料袋的封口处会出现封口不严的现象，进而导致整个塑料袋的报废，造成生产资源的浪费。因此亟须研发一种可以减少人工劳动成本、自动上下料并且可以自动将塑料袋封口处展平的塑料封边装置［3～4］。本文将以药品包装用复合膜封边装置为研究对象，对封边装置上料机构、封口机构等关键部件进行设计，所设计的药品包装用复合膜封边装置可以有效减少人工劳动成本，完成自动上下料并且可以自动将塑料袋封口处展平。

1、塑料袋存储箱结构设计

药品包装用复合膜封边装置主要包括底座、支腿、塑料袋存储箱，上料机构和封口机构。塑料袋存储箱包括支腿、安装座、上料箱、合页门、加工平台、限位板，底座的下侧固定连接有四个支腿，支腿在底座的下侧两两对称分布，底座的上侧远离支腿的位置固定连接有多个第二支腿，每个第二支腿的上端都与安装座的底部固定连接，安装座的内侧底部固定连接有加工平台，安装座的内侧上部固定连接有上料箱，上料箱上设有合页门，第一加工平台远离上料箱一端的两侧固定连接有限位板，底座上侧的两端分别设有上料机构和封口机构，上料机构位于底座上侧靠近上料箱的一端，封口机构位于底座上侧远离上料箱的一端，上料机构在安装座与上料箱之间滑动连接。塑料袋存储箱结构如图1所示。

图1 塑料袋存储箱结构图

当操作人员需要将装好产品的塑料袋进行封口时，先将装好产品的塑料袋摞放进上料箱内，并且使装好产品的塑料袋需要封口的一端朝向封口机构，当操作人员需要将塑料袋进行封口时，操作人员控制上料机构将装好产品的塑料袋推至指定加工位置，上料机构复位后，操作人员控制封口机构将塑料袋封口，封口结束后，封口机构复位，此时将封好口的塑料袋取走，再重复上述操作对下一个塑料袋进行封口。

2、上下料机构设计

药品包装用复合膜封边装置中上料机构主要由固定座、转盘、一字滑槽架、推料板、带轮、传动带、转动轴以及齿轮和电机等组成［5］。

封边装置的上料机构中固定支座通过上端的固定轴与转动盘进行连接，转动盘上设有立柱; 固定支座与上料箱连接有推料板，推料板在靠近上料箱的一侧设有对称固定连接的两个斜头直条，同时，推料板在远离上料箱一侧固定连接有一字滑槽架，转动盘上的立柱可在一字滑槽架内滑动连接; 固定支座的固定轴一端固定连接带轮，上料箱底部的电机通过动力输出轴与缺齿齿轮连接，缺齿齿轮与一直齿齿轮进行啮合，直齿齿轮带动转动轴上的带轮进行转动。上下料机构图如图2所示。

图2 上下料机构图

当操作人员启动上料机构后，电机启动顺时针转动，进而带动缺齿齿轮顺时针转动，缺齿齿轮先与直齿轮进行啮合，先带动直齿轮顺时针转动，从而带动带轮顺时针转动，通过固定轴带动转盘顺时针转动，进而带动立柱在一字滑槽架内先向下滑动再向上滑动，使一字滑槽架、推料板和斜头直条向着封口机构方向移动再复位，进而将塑料袋推至指定加工位置，当推料板向封口机构方向移动时，推料板推出位于上料箱内最下端的塑料袋，并将上料箱下部挡住，防止下一个塑料袋向下滑落，当推料板复位后下一个塑料袋再落下，当推料板复位后，缺齿齿轮的缺齿部分不再与直齿轮啮合，直齿轮停止转动，进而推料板停止直至缺齿齿轮再与直齿轮啮合。

3、封口机构设计

药品包装用复合膜封边装置中封口机构主要由支撑腿、支撑板、支撑块、支架、液压缸、加热箱、支撑柱、加热夹板、限位板以及加工平台等组成。

封口机构的支撑腿安装于底座之上，支撑腿与其上方的支撑板固定连接，在支撑板上的两个支架的上端且靠近上料箱的一侧都固定连接一个液压缸，每个液压缸的伸缩杆都与加热箱的上侧固定连接，加热箱的下侧对称固定连接有多个空心支撑柱，空心支撑柱的底端与上加热夹板的上侧固定连接; 封口机构的限位板与支撑板固定连接，并在靠近上料箱的一侧与加工平台进行固定连接，两个加工平台之间滑动连接。封口机构图如图3 所示。

图3 封口机构图

当操作人员启动封口机构时，液压缸向下压紧，同时加热箱将上加热夹板加热，进而在上加热夹板与下夹板将塑料袋夹紧后，塑料袋被夹紧的位置在加热的过程中熔化并在夹紧力的作用下粘连到一起，进而塑料袋完成封边，完成封边后液压缸收缩，进而带动上加热夹板复位。

当封边完成后，在缺齿齿轮转动到空行程时，电动推杆启动，进而带动下料板向着设备前方移动，进而将封好口的塑料袋推出，推出后电动推杆再收回，方便下一个塑料袋的进入。

4、展平机构设计

药品包装用复合膜封边装置中展平机构主要由固定板、固定柱、限位板、导向柱、气缸、滑动板、推力弹簧、连接板、支撑板、轮子、按压架、耳板、限位块、滚轮、套筒和伸缩杆等组成。

固定板的底部两侧对称固定连接有两个固定柱，每个固定柱的底端均与限位板固定连接，每个限位板的底端两侧都对称固定连接两个导向柱，每对导向柱的底端都固定连接一个限位板，每对导向柱与滑动板滑动连接，滑动板的外侧与气缸固定连接，两个滑动板之间与连接板固定连接，连接板与固定板之间设有多个推力弹簧，连接板的下侧与固定柱固定连接; 每对支撑板之间与轮子转动连接，每个气缸靠近上料箱的一端与耳板固定连接，两个耳板之间与按压架固定连接，每个耳板靠近上料箱的一侧与套筒固定，每个套筒内均设有滑动伸缩杆，每个伸缩杆靠近上料箱的一端与耳板固定连接。

图4 展平机构图

当塑料袋被推至指定加工位置时，此时推料板向着下夹板的方向移动，带动斜头直条向着下夹板的方向移动，当斜头直条与轮子接触时，斜头直条继续向着下夹板的方向移动，进而将轮子向上抬起，进而带动固定板向上移动，通过连接板将气缸和滑动板向上移动，将推力弹簧压缩，进而按压架向上抬起，滚轮不再与加工平台接触，当按压架向上抬起后，塑料袋被推至指定加工位置，当推料板复位后，在推力弹簧的作用下气缸、滑动板和连接板向下复位，带动固定板向下复位，带动轮子复位，推料板复位后两个滚轮将塑料袋压住，压住的同时气缸收缩，带动按压架向着气缸方向移动，进而带动按压架下部的滚轮向着气缸方向滚动，将塑料袋展平，当气缸收缩时，按压架上的限位块与限位板接触，进而伸缩杆在套筒内向外伸出，当气缸被抬起后气缸伸出复位，按压架复位。

当封边不同的装好产品的塑料袋时，操作人员可以通过转动转动轮，带动双向螺纹杆转动，进而带动两个滑动架对位移动，进而通过滚轮将斜块抬起或者落下，以调节下夹板的高度，来适应装有不同产品的塑料袋。

5、结  语

基于 CAD 技术，对药品包装用复合膜封边装置中上料装置和封口装置、展平装置等进行了设计。为药品包装用复合膜封边装置的建模及仿真打下基础，为技术方案的优化设计提供指导。

参考文献

［1］侯汉学，董海洲，王兆升，等． 国内外可食性与全降解食品包装材料发展现状与趋势［J］． 中国农业科技导报，2011，13( 5) : 79 ～ 87

［2］赵锦康． 包装机械中自动化技术的应用与展望［J］． 科技创新与应用，2021，2: 158 ～ 160

［3］张瑞杰． 复合材料真空成型液压机自动化生产线设计［J］．机械设计，2020，37: 172 ～ 175

［4］杨坛． 关于自动化在包装机械中的应用探讨［J］． 科技展望，2016，14: 77

［5］杨璐，蔡友弟，程慧荣，等． 基于药用包装的多层共挤复合膜关键技术研究［J］． 中国包装工业，2014，6: 7 ～ 8

本文作者庞在祥、马胜来、马丽颖、马福浩，来源于产业与科技，仅供交流学习。