紙箱包裝機械的發展離不開現代物流業,也需要有關科學技術和包裝工業的輔助。 紙箱包裝機械將光、聲、機、電、氣等融合在一起,其可以實現將內包裝的產品裝入箱子,這樣無論是自動化還是機械化都會得到實現。  國內和國外的許多產品生產線都使用了紙箱包裝機械技術,這樣做讓生產效率得到了大幅度的提升,作業人員的勞動強度也降低了不少。 此外,運輸和生產的成本都降低了很多,產品的裝飾作用強,產品的市場競爭力得到了增強,在大規模的生產中得到了很好的應用。 筆者對國外的先進技術進行了分析,之後從我國的具體國情出發,研製出了一種新的全自動紙箱包裝機。 該包裝機可以應用在包裝行業,具有很好的環保性。 全自動紙箱包裝機的主要組成部分有:氣動、機械以及控製等。而其中最關鍵、最核心的部件則是控製部分,控製部分的運 行關係著紙箱包裝機的安全、穩定以及可靠的運行。 本文就這一部分進行介紹和分析。

一、紙箱包裝機的結構和工作原理

(一)紙箱包裝機的結構。 下沉式紙箱包裝機是該包裝機的主要特點,以下幾個部分可以達到全自動包裝的目的:一是紙板供送部分。  該部分主要是由:紙板輸送機構、紙板儲存區以及紙板下吸機構組成。 二是待裝箱產品輸送部分。 該部分的主要組成部分是:分組機構、傳送帶等。  三是紙箱裝箱成形部分。 該部分包括:產品紙箱下沉成形機構、待裝箱產品裝箱機構。 四是噴膠封箱整形部分。 該部分主要包括以下構件: 整形輸出裝置、前噴膠、施壓裝置、主輸送鏈結構等。

( 二) 紙箱包裝機的工作原理。 紙箱包裝機在裝載產品

時主要是從包裝結構形式需求出發,一邊經過壓痕的紙板安裝產品,一邊自動折疊成紙箱。 而其工作原理是:通過輸送帶,把已灌裝的容器輸送到分組輸送機構中,這樣包裝分組就形成了。 之後,進入到裝箱機構中,與此同時單張紙板由紙板下吸機構將其從紙板儲存區吸下。  放置到紙板輸送機構上,然後輸送到裝箱機構上麵。 在此之後,隨著同容器一塊由產品紙箱下沉成形機構處下降到主輸送鏈機機構。  這樣,依照折痕,紙板初步的成形就產生了。

二、控製係統的設計

紙箱包裝機具有以下幾個特點:規格多、幹擾信號複雜、動作多,此外在包裝產品品種上也比較多。 正是因為這麽多的特點,控製中使用到了可編程控製器( PLC)。 這是因為可編程控製器( PLC) 具有以下優勢:輸出連接比較方便、可靠性強、和工業現場信號直接輸入容易實現、抗幹擾能力強。 此外,安裝維修都很方便,編程也比較簡單。

(一)控製係統的組成。 紙箱包裝機控製係統主要從待裝箱產品的工藝流程出發,之後協調和控製每個部分。 以下是主要的控製動作:待裝箱產品輸送、紙板供送、噴膠封箱整形以及紙箱裝箱成形等。 這些控製動作的完成需要以下部件的配合:電磁閥、各種光電開關、PLC、交流伺服電機、接近開關等。

( 二) PLC 的選擇。 我們可以對紙箱包裝機的工作方式進行分類,一類是自動連續式,另外一種是手動方式。 在選擇 PLC 時需要考慮的因素是:經濟性和可靠性,此外輸出點數 15 個,設備輸入點數有 21 個。 因此,我們選擇的型號是: CP1H. Xg0DT—D 型號的 PLC,該設備是由歐姆龍公司生產的。 CP1H. Xg0DT—D 型號的 PLC 的輸出點有 16 個,輸入點有 24 個。 由於其具有 4 軸脈衝輸出,因此完全可以實現控製交流伺服電機的目的,這時需要借助伺服控製係統。 這樣, 紙箱包裝機的控製任務就完全可以實現。

( 三) I / O 地址的分配。 在對 I / O 地址進行分配時,我們需要考慮的因素是:控製要求、輸出和輸入的點數。

( 四) PLC 外部接線圖。 在選擇 PLC 外部接線圖時,需要考慮的因素也是:控製要求、輸出和輸入的點數。

(五) 程序流程圖。 由於紙箱包裝機的動作協調性比較高,控製也比較複雜,因此我們不僅使用的主控單元是 PLC,而且為了讓設備的高可靠性得到保證,我們使用了以下構件:交流伺服電機、磁性開關、光電開關以及接近開關等。 在進行該包裝設備編程時,需要將維修和調試考慮在內。 在控製方式設置方麵,我們選擇了兩種方式:自動和手動。

三、PLC 噴膠控製係統的設計

( 一) PLC 控製噴膠係統。 係統硬件的組成。 我們從性價比和噴膠的加工工藝特性出發,對單片機、PLC 以及工控機的控製特征出發,因此在選擇控製器時使用的是 FX1N— 40MB PLC,該設備是由日本公司生產的。  在噴膠時, FX1N—40MB PLC 可以實現控製、采集數據以及轉換等功能。 FX1N—40MB PLC 的主要優勢是:配置比較靈活,通用性強,此外結構也很緊湊。 因此,用途很廣泛,當其在單一平台上使用時,無論是高速離散控製還是複雜過程控製都可以實現,此時其是被當做單獨的 PLC 控製機。 

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