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紙箱包裝機械的發(fā)展離不開現(xiàn)代物流業(yè),也需要有關(guān)科學(xué)技術(shù)和包裝工業(yè)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(xiàn)將內(nèi)包裝的產(chǎn)品裝入箱子,這樣無論是自動化還是機械化都會得到實現(xiàn)。  國內(nèi)和國外的許多產(chǎn)品生產(chǎn)線都使用了紙箱包裝機械技術(shù),這樣做讓生產(chǎn)效率得到了大幅度的提升,作業(yè)人員的勞動強度也降低了不少。 此外,運輸和生產(chǎn)的成本都降低了很多,產(chǎn)品的裝飾作用強,產(chǎn)品的市場競爭力得到了增強,在大規(guī)模的生產(chǎn)中得到了很好的應(yīng)用。 筆者對國外的先進技術(shù)進行了分析,之后從我國的具體國情出發(fā),研制出了一種新的全自動紙箱包裝機。 該包裝機可以應(yīng)用在包裝行業(yè),具有很好的環(huán)保性。 全自動紙箱包裝機的主要組成部分有:氣動、機械以及控制等。而其中最關(guān)鍵、最核心的部件則是控制部分,控制部分的運 行關(guān)系著紙箱包裝機的安全、穩(wěn)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(jié)構(gòu)和工作原理

(一)紙箱包裝機的結(jié)構(gòu)。 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(gòu)、紙板儲存區(qū)以及紙板下吸機構(gòu)組成。 二是待裝箱產(chǎn)品輸送部分。 該部分的主要組成部分是:分組機構(gòu)、傳送帶等。  三是紙箱裝箱成形部分。 該部分包括:產(chǎn)品紙箱下沉成形機構(gòu)、待裝箱產(chǎn)品裝箱機構(gòu)。 四是噴膠封箱整形部分。 該部分主要包括以下構(gòu)件: 整形輸出裝置、前噴膠、施壓裝置、主輸送鏈結(jié)構(gòu)等。

( 二) 紙箱包裝機的工作原理。 紙箱包裝機在裝載產(chǎn)品

時主要是從包裝結(jié)構(gòu)形式需求出發(fā),一邊經(jīng)過壓痕的紙板安裝產(chǎn)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(gòu)中,這樣包裝分組就形成了。 之后,進入到裝箱機構(gòu)中,與此同時單張紙板由紙板下吸機構(gòu)將其從紙板儲存區(qū)吸下。  放置到紙板輸送機構(gòu)上,然后輸送到裝箱機構(gòu)上面。 在此之后,隨著同容器一塊由產(chǎn)品紙箱下沉成形機構(gòu)處下降到主輸送鏈機機構(gòu)。  這樣,依照折痕,紙板初步的成形就產(chǎn)生了。

二、控制系統(tǒng)的設(shè)計

紙箱包裝機具有以下幾個特點:規(guī)格多、干擾信號復(fù)雜、動作多,此外在包裝產(chǎn)品品種上也比較多。 正是因為這么多的特點,控制中使用到了可編程控制器( PLC)。 這是因為可編程控制器( PLC) 具有以下優(yōu)勢:輸出連接比較方便、可靠性強、和工業(yè)現(xiàn)場信號直接輸入容易實現(xiàn)、抗干擾能力強。 此外,安裝維修都很方便,編程也比較簡單。

(一)控制系統(tǒng)的組成。 紙箱包裝機控制系統(tǒng)主要從待裝箱產(chǎn)品的工藝流程出發(fā),之后協(xié)調(diào)和控制每個部分。 以下是主要的控制動作:待裝箱產(chǎn)品輸送、紙板供送、噴膠封箱整形以及紙箱裝箱成形等。 這些控制動作的完成需要以下部件的配合:電磁閥、各種光電開關(guān)、PLC、交流伺服電機、接近開關(guān)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(xù)式,另外一種是手動方式。 在選擇 PLC 時需要考慮的因素是:經(jīng)濟性和可靠性,此外輸出點數(shù) 15 個,設(shè)備輸入點數(shù)有 21 個。 因此,我們選擇的型號是: CP1H. Xg0DT—D 型號的 PLC,該設(shè)備是由歐姆龍公司生產(chǎn)的。 CP1H. Xg0DT—D 型號的 PLC 的輸出點有 16 個,輸入點有 24 個。 由于其具有 4 軸脈沖輸出,因此完全可以實現(xiàn)控制交流伺服電機的目的,這時需要借助伺服控制系統(tǒng)。 這樣, 紙箱包裝機的控制任務(wù)就完全可以實現(xiàn)。

( 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:控制要求、輸出和輸入的點數(shù)。

( 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:控制要求、輸出和輸入的點數(shù)。

(五) 程序流程圖。 由于紙箱包裝機的動作協(xié)調(diào)性比較高,控制也比較復(fù)雜,因此我們不僅使用的主控單元是 PLC,而且為了讓設(shè)備的高可靠性得到保證,我們使用了以下構(gòu)件:交流伺服電機、磁性開關(guān)、光電開關(guān)以及接近開關(guān)等。 在進行該包裝設(shè)備編程時,需要將維修和調(diào)試考慮在內(nèi)。 在控制方式設(shè)置方面,我們選擇了兩種方式:自動和手動。

三、PLC 噴膠控制系統(tǒng)的設(shè)計

( 一) PLC 控制噴膠系統(tǒng)。 系統(tǒng)硬件的組成。 我們從性價比和噴膠的加工工藝特性出發(fā),對單片機、PLC 以及工控機的控制特征出發(fā),因此在選擇控制器時使用的是 FX1N— 40MB PLC,該設(shè)備是由日本公司生產(chǎn)的。  在噴膠時, FX1N—40MB PLC 可以實現(xiàn)控制、采集數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)換等功能。 FX1N—40MB PLC 的主要優(yōu)勢是:配置比較靈活,通用性強,此外結(jié)構(gòu)也很緊湊。 因此,用途很廣泛,當(dāng)其在單一平臺上使用時,無論是高速離散控制還是復(fù)雜過程控制都可以實現(xiàn),此時其是被當(dāng)做單獨的 PLC 控制機。 

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