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紙箱包裝機(jī)械的發(fā)展離不開(kāi)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(jī)械將光、聲、機(jī)、電、氣等融合在一起,其可以實(shí)現(xiàn)將內(nèi)包裝的產(chǎn)品裝入箱子,這樣無(wú)論是自動(dòng)化還是機(jī)械化都會(huì)得到實(shí)現(xiàn)。  國(guó)內(nèi)和國(guó)外的許多產(chǎn)品生產(chǎn)線都使用了紙箱包裝機(jī)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(dòng)強(qiáng)度也降低了不少。 此外,運(yùn)輸和生產(chǎn)的成本都降低了很多,產(chǎn)品的裝飾作用強(qiáng),產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力得到了增強(qiáng),在大規(guī)模的生產(chǎn)中得到了很好的應(yīng)用。 筆者對(duì)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了分析,之后從我國(guó)的具體國(guó)情出發(fā),研制出了一種新的全自動(dòng)紙箱包裝機(jī)。 該包裝機(jī)可以應(yīng)用在包裝行業(yè),具有很好的環(huán)保性。 全自動(dòng)紙箱包裝機(jī)的主要組成部分有:氣動(dòng)、機(jī)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(yùn) 行關(guān)系著紙箱包裝機(jī)的安全、穩(wěn)定以及可靠的運(yùn)行。 本文就這一部分進(jìn)行介紹和分析。

一、紙箱包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

(一)紙箱包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)。 下沉式紙箱包裝機(jī)是該包裝機(jī)的主要特點(diǎn),以下幾個(gè)部分可以達(dá)到全自動(dòng)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(jī)構(gòu)、紙板儲(chǔ)存區(qū)以及紙板下吸機(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)、待裝箱產(chǎn)品裝箱機(jī)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(jī)的工作原理。 紙箱包裝機(jī)在裝載產(chǎn)品

時(shí)主要是從包裝結(jié)構(gòu)形式需求出發(fā),一邊經(jīng)過(guò)壓痕的紙板安裝產(chǎn)品,一邊自動(dòng)折疊成紙箱。 而其工作原理是:通過(guò)輸送帶,把已灌裝的容器輸送到分組輸送機(jī)構(gòu)中,這樣包裝分組就形成了。 之后,進(jìn)入到裝箱機(jī)構(gòu)中,與此同時(shí)單張紙板由紙板下吸機(jī)構(gòu)將其從紙板儲(chǔ)存區(qū)吸下。  放置到紙板輸送機(jī)構(gòu)上,然后輸送到裝箱機(jī)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(jī)構(gòu)處下降到主輸送鏈機(jī)機(jī)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(jì)

紙箱包裝機(jī)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):規(guī)格多、干擾信號(hào)復(fù)雜、動(dòng)作多,此外在包裝產(chǎn)品品種上也比較多。 正是因?yàn)檫@么多的特點(diǎn),控制中使用到了可編程控制器( PLC)。 這是因?yàn)榭?/span>編程控制器( PLC) 具有以下優(yōu)勢(shì):輸出連接比較方便、可靠性強(qiáng)、和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)直接輸入容易實(shí)現(xiàn)、抗干擾能力強(qiáng)。 此外,安裝維修都很方便,編程也比較簡(jiǎn)單。

(一)控制系統(tǒng)的組成。 紙箱包裝機(jī)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(gè)部分。 以下是主要的控制動(dòng)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(dòng)作的完成需要以下部件的配合:電磁閥、各種光電開(kāi)關(guān)、PLC、交流伺服電機(jī)、接近開(kāi)關(guān)等。

( 二) PLC 的選擇。 我們可以對(duì)紙箱包裝機(jī)的工作方式進(jìn)行分類,一類是自動(dòng)連續(xù)式,另外一種是手動(dòng)方式。 在選擇 PLC 時(shí)需要考慮的因素是:經(jīng)濟(jì)性和可靠性,此外輸出點(diǎn)數(shù) 15 個(gè),設(shè)備輸入點(diǎn)數(shù)有 21 個(gè)。 因此,我們選擇的型號(hào)是: CP1H. Xg0DT—D 型號(hào)的 PLC,該設(shè)備是由歐姆龍公司生產(chǎn)的。 CP1H. Xg0DT—D 型號(hào)的 PLC 的輸出點(diǎn)有 16 個(gè),輸入點(diǎn)有 24 個(gè)。 由于其具有 4 軸脈沖輸出,因此完全可以實(shí)現(xiàn)控制交流伺服電機(jī)的目的,這時(shí)需要借助伺服控制系統(tǒng)。 這樣, 紙箱包裝機(jī)的控制任務(wù)就完全可以實(shí)現(xiàn)。

( 三) I / O 地址的分配。 在對(duì) I / O 地址進(jìn)行分配時(shí),我們需要考慮的因素是:控制要求、輸出和輸入的點(diǎn)數(shù)。

( 四) PLC 外部接線圖。 在選擇 PLC 外部接線圖時(shí),需要考慮的因素也是:控制要求、輸出和輸入的點(diǎn)數(shù)。

(五) 程序流程圖。 由于紙箱包裝機(jī)的動(dòng)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(jī)、磁性開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)以及接近開(kāi)關(guān)等。 在進(jìn)行該包裝設(shè)備編程時(shí),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(dòng)和手動(dòng)。

三、PLC 噴膠控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

( 一) PLC 控制噴膠系統(tǒng)。 系統(tǒng)硬件的組成。 我們從性價(jià)比和噴膠的加工工藝特性出發(fā),對(duì)單片機(jī)、PLC 以及工控機(jī)的控制特征出發(fā),因此在選擇控制器時(shí)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(shí), FX1N—40MB PLC 可以實(shí)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(shì)是:配置比較靈活,通用性強(qiáng),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(tái)上使用時(shí),無(wú)論是高速離散控制還是復(fù)雜過(guò)程控制都可以實(shí)現(xiàn),此時(shí)其是被當(dāng)做單獨(dú)的 PLC 控制機(jī)。 

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