任务1.3
认识自动化颗粒灌装生产线

任务描述

自动化颗粒灌装生产线是一条具备颗粒下料、包装、检测、贴标、入库等功能的全自动化生产线。在使用MES控制自动化颗粒灌装生产线前，需要知道生产线的组成和生产工艺流程。本节任务从自动化颗粒灌装生产线的结构组成、生产工艺流程两方面向大家进行介绍。接下来，让我们一起认识自动化颗粒灌装生产线。

素质目标

1.养成科学严谨的工作态度。

2.感受科技发展，树立积极学习态度。

3.分享学习成果，帮助他人。

知识目标

1.知道自动化颗粒灌装生产线的结构组成以及功能。

2.知道自动化颗粒灌装生产线的生产工艺流程。

能力目标

1.能够说出自动化颗粒灌装生产线的工位组成以及功能。

2.能够说出自动化颗粒灌装生产线的生产工艺流程。

任务实施

任务实施指引

在教师的安排下，各学习小组认真观看MINT系统中自动化颗粒灌装生产线的生产过程，根据任务学习要求，知道颗粒灌装生产线的结构组成和功能、生产工艺流程。通过启发式教学法激发学生的学习兴趣与学习主动性。

创设情景

认真观看MINT仿真平台中的颗粒灌装生产线，请学生分组讨论说出颗粒灌装生产线的结构组成及其生产工艺流程，并将讨论结果填写在表1-3-1中。过程中培养学生不忘初心、牢记使命，脚踏实地、敢为人先的精神。

1.3.1 自动化颗粒灌装生产线结构组成

自动化颗粒灌装生产线是一条具备颗粒下料、包装、检测、贴标、入库等功能的全自动化生产线（见图1-3-1）。主要设备包括颗粒灌装机、上盖机、拧盖机、拧盖检测机、称重检测机、贴标机、堆垛机等，各个设备各司其职，共同完成颗粒从下料到成品入库的生产流程。

自动化颗粒灌装生产线由六个工位组成，按照生产顺序分别是物料瓶上料工位、颗粒灌装工位、装盖工位、检测工位、贴标与包装工位、仓储单元。

1.物料瓶上料工位

物料瓶上料工位主要负责进站扫码，将物料瓶运输到下一工位。主要设备有皮带输送线、推瓶气缸、光电传感器。

（1）皮带输送线 皮带输送线也称皮带输送机，运用输送带的连续或间歇运动来输送各种轻重不同的物品，既可输送各种散料，也可输送各种纸箱、包装袋等单件重量不大的件货，用途广泛。自动化颗粒灌装生产线的皮带输送线主要运输物料瓶。图1-3-2所示为自动化颗粒灌装生产线皮带输送线。

（2）推瓶气缸 气缸是引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件。自动化颗粒灌装生产线推瓶气缸是推动物料瓶进入下一段皮带输送线的设备。

（3）光电传感器 光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。它既可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等，也可用于检测能转换成光量变化的其他非电物理量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态等。自动化颗粒灌装生产线光电传感器用于检测产品的位置、形态，如图1-3-3所示。

2.颗粒灌装工位

颗粒灌装工位负责将颗粒灌入物料瓶。主要设备有到位光电传感器、定位气缸、颗粒灌装机、颗粒计数光电传感器。

颗粒灌装机适用于医药、食品、化工、农药等方面的小袋包装，如颗粒类药品、砂糖、咖啡、果珍、茶、味精、盐、种子、干燥剂等。自动化颗粒灌装生产线的颗粒灌装是指将颗粒输送进物料瓶。图1-3-4所示为自动化颗粒灌装生产线的颗粒灌装机。

3.装盖工位

装盖工位的作用是为下料后的物料瓶装盖和拧盖。主要设备有装盖到位光电传感器、装盖定位气缸、自动装盖机、拧盖到位光电传感器、拧盖定位气缸、自动拧盖机。

（1）装盖定位气缸 装盖定位气缸可以定位物料瓶位置，辅助自动装盖机装盖，如图1-3-5所示。

（2）自动装盖机 自动装盖机的作用是将物料瓶盖准确安放到物料瓶的瓶口，辅助自动拧盖机完成装盖工作，如图1-3-6所示。

（3）自动拧盖机 自动化颗粒灌装生产线自动拧盖机的作用是完成物料瓶拧盖工作，如图1-3-7所示。自动拧盖机拧盖速度快、合格率高，适用于食品、制药、日化、农药、化妆品等行业不同瓶形的拧盖。

4.检测工位

检测工位的主要作用是检测物料瓶瓶盖是否拧紧和重量是否达标。主要设备包括皮带输送线（如变频电机）、盖检测推瓶气缸、盖检测到位光电传感器、盖检测机、重量检测推瓶气缸（长）、重量检测推瓶气缸（短）、称重机、称重到位光电传感器、称重位光电传感器、次品推出到位光电传感器、次品推出气缸。

（1）盖检测机 自动化颗粒灌装生产线盖检测机采用两个光电传感器检测物料瓶的瓶盖安装是否到位，如图1-3-8所示。

（2）称重机 称重机通常是指用于工业或贸易的大型物体的重量称量器具，是指将程控、群控、电传打印记录、屏幕显示等现代电子技术配套使用的设备。自动化颗粒灌装生产线称重机的作用是完成物料瓶称重检测工作，如图1-3-9所示。

5.贴标与包装工位

贴标与包装工位的主要功能是为检测合格的物料瓶（包含颗粒、瓶盖）贴标签并将其转入成品盒中。主要设备包括贴标到位传感器、贴标阻挡气缸、贴标定位气缸、贴标气缸、步进电机机械手、滚筒输送线、料盒抬升机、料盒到位传感器。

（1）步进电机机械手 机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。其特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器的优点。机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。步进电机机械手是指驱动电机采用步进电机的机械手，由于电机速度高，通常要采用减速机构（如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等）。自动化颗粒灌装生产线步进电机机械手如图1-3-10所示，其作用是完成物料瓶的包装工作。

（2）滚筒输送线 滚筒输送线是指能够输送单件重量很大的物料，或承受较大的冲击载荷的机械，适用于各类箱、包、托盘等件货的输送，散料、小件物品或不规则的物品需放在托盘上或周转箱内输送。滚筒输送线如图1-3-11所示。

（3）料盒抬升机 抬升机是通过改变势能进行运输的大型机械设备。自动化颗粒灌装生产线的料盒抬升机可将料盒抬升到指定高度，辅助堆垛机取料。料盒抬升机如图1-3-12所示。

6.仓储单元

仓储单元用于放置颗粒成品盒。主要设备有堆垛机、智能仓库。

（1）堆垛机 堆垛机是立体仓库中的主要起重运输设备，是随立体仓库发展起来的专用起重机械设备。运用这种设备的仓库最高可达 40m，大多数在10～25m。堆垛机的主要用途是在立体仓库的巷道间来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格，或将货格中的货物取出运送到巷道口。这种设备只能在仓库内运行，还需配备其他设备让货物出入库。自动化颗粒灌装生产线的堆垛机可将料盒从生产线运送到智能仓库。堆垛机如图1-3-13所示。

（2）智能仓库 智能仓库是各种互联仓储技术协同工作的结果。它们形成了一个技术生态系统，可以自动接收、识别、分类、组织和提取货物。最好的智能仓库解决方案几乎可以自动完成从供应商到客户的全部操作，并且错误最少。自动化颗粒灌装生产线的智能仓库如图1-3-14所示，用于完成成品的智能存放。

1.3.2 自动化颗粒灌装生产线生产工艺流程

自动化颗粒灌装生产线的生产过程为：物料瓶被放置于皮带输送线上，物料瓶上料工位作业员对物料瓶进行扫码（物料瓶上料），扫码完成进入颗粒灌装工位，颗粒灌装机向物料瓶中灌入订单需要的颗粒数量（颗粒灌装），灌装完成后物料瓶被输送至下一工位，装配工位作业员扫码后由自动装盖机对物料瓶装盖（瓶盖上盖），物料瓶装盖完成后流转到自动拧盖机下方，自动拧盖机对物料瓶进行拧盖动作（瓶盖拧盖）；拧盖完成后的物料瓶被输送至检测工位，检测工位作业员进行扫码录入，盖检测机对物料瓶瓶盖进行检测，检测项为物料瓶是否有瓶盖、瓶盖是否拧紧、瓶盖是否有划痕等，瓶盖出现任何以上问题之一均被判定为不合格（瓶盖检测）；瓶盖检测完成后再进行物料瓶重量检测，一旦称重机上的数值超出设置的标准范围就被判定不合格（称重检测）；检测工位中物料瓶被检测出不合格项，该物料瓶就会被作为次品推出到次品处理筐中（次品推出），当物料瓶所有项均被检测合格后，物料瓶被输送至贴标与包装工位；贴标设备对物料瓶进行贴标和打包装箱（瓶身贴标和打包装箱），最后物料瓶变成颗粒瓶成品盒被堆垛机送入智能仓库，整个自动化颗粒灌装线生产工艺流程完成。如图1-3-15所示。

任务考核

结合小组的任务实施情况，对照“认识自动化颗粒灌装生产线任务实施考核表”对每名学生进行任务实施考核，并将检查结果记录在表1-3-2中。综合小组的任务实施情况，对照“认识自动化颗粒灌装生产线任务实施考核表”，学生互评，再请教师复评。通过任务实施评价，各小组之间、学生之间可以通过分享实施过程，相互借鉴经验。教师在此过程中引导学生树立一丝不苟、脚踏实地、精益求精的精神。