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1、電氣工程論文：基于PLC的自動封箱機系統(tǒng)設計 摘要 隨著包裝機械相關技術的發(fā)展，自動包裝機也得到了迅速的發(fā)展。光，電，氣，磁等，需要用于產品密封過程。機械化和自動化是非常重要的。使用機器后，不僅提高了生產效率，而且大大降低了生產和運輸成本，這是大規(guī)模生產所必需的。中型全自動封箱機是一種封箱設備。根據市場上中型紙箱的包裝設計要求。它的使用可以減少紙箱的包裝工作時間，對促進封箱行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義和作用。結合國內外先進技術和市場需求開發(fā)的全自動紙箱包裝機適用于中型紙箱的密封。設備主要有機械結構和控制系統(tǒng)兩部分。紙箱封口機正?？煽窟\行的關鍵是各部件的正確合理協(xié)調。本文對每一部分作了簡要介紹。

2、 關鍵詞：PLC；自動封箱機；工藝流程 前言 改革開放40年來，人民精神世界不斷豐富，對物質生活的要求越來越高，促進了商品市場的蓬勃發(fā)展。在生產和銷售過程中，包裝是必不可少的一步。因此，為了應對貨幣和商業(yè)化社會這一時代的效率，對商品的包裝技術提出了越來越高的要求。在商品包裝領域，紙箱包裝和封口占絕大多數，因此自動封口機應運而生。同時，由于工業(yè)生產技術的不斷改進和自動化設備的快速發(fā)展，特別是隨著自動化控制技術在工業(yè)生產中的大規(guī)模應用，生產效率和產品質量都有了很大的提高。如上所述，貨物的包裝和密封是現(xiàn)代工業(yè)生產中必不可少的一步。然而，如果人工完成這一步，不僅會使工人感到無聊，而且不能保證

3、包裝的效率和質量，特別是在人口和利潤正在消失的中國，這將大大降低勞動生產率，增加生產成本，這與現(xiàn)代化工的生產是不一致的。然而，如果將自動控制系統(tǒng)應用于商品的包裝和密封，手工生產帶來的許多不利后果就可以很好地解決。自動封箱機就是為了解決這個問題。它主要使用膠帶密封紙箱。能完成大小寫的密封動作。它可以在單機上操作，也可以與工業(yè)生產線一起使用，主要用于小商品包裝領域。目前，包裝封口機的競爭日益激烈，這使得封口機發(fā)展迅速。同時，封口機的應用越來越廣泛，推動封口機向多功能，高效，高精度動作，智能控制方向發(fā)展。此外，如果人工智能可以作為未來密封機的控制系統(tǒng)，生產效率將得到提高。 第一章 自動封箱機的機械

4、結構 自動封箱機有拆箱和封箱兩個方面。其主要組成部分如下。 1.1自動封箱機的開箱機構及其作用 開箱過程主要由PLC控制系統(tǒng)，氣壓控制系統(tǒng)，開箱驅動電機，機械結構等部分組成。其中，機械結構主要包括真空吸杯，主支架，主驅動輪部分，箱體支撐機構，軸連接架，箱體開軸，箱體底部箱體側折機構，推箱輸出機械桿，箱體導軌，壓緊桿及底部密封橡膠系統(tǒng)。拆包機構使真空吸杯功能在拆包驅動電機的驅動下，將折疊后的紙張拉伸成紙箱的形狀，折疊機構和位于紙箱底部的成型機構。紙箱沿紙箱底部折疊后，用壓實錘和底部密封系統(tǒng)對紙箱底部進行密封，在各部分合理配合下快速完成紙箱的吸，拉伸，成型和機械折疊。膠帶回封處理。紙箱包裝機

5、屬于下沉紙箱包裝機。為實現(xiàn)全自動包裝過程，主要由以下幾部分組成：①紙板供應和輸送部分主要包括紙板存放區(qū)，紙板吸料機構和紙板輸送機構；（2)待包裝產品主要包括待包裝產品的傳送帶和分組機構；(3）紙箱的包裝形成部分主要包括被包裝產品的包裝機構和產品紙箱的下沉形成機構。（4）噴膠密封盒的塑料部分主要包括主輸送鏈機構、前噴膠、左右噴膠、壓膠裝置和吸膠裝置。 1.2紙箱壓緊膠帶封口裝置 封口機主要由電源開關，急停開關，主機架，工作臺調節(jié)架，輸送驅動輪，導桿，導桿鎖緊手輪，上下移動芯，導輪和鎖緊手輪組成，導壓板，升降手柄，輔助工作臺，主輸送鏈機構，密封帶，頂部密封膠輪機構，左右側噴膠機構和壓桿壓緊裝置

6、。門和輸出裝置的機械結構如圖所示。 圖1自動封箱機結構圖 產品包裝后運輸至自動封箱機，封箱機機械機構開始工作。紙箱兩側采用箱體夾緊結構夾緊，向前運輸。當傳感器檢測到紙箱進入封箱機時，檢測信號通知折疊機構開始工作，折疊框架沿原標記彎曲紙箱頂部的短紙箱蓋。紙箱繼續(xù)前進，導桿按下左右長箱蓋，向中間彎曲。同時會有信號通知橡膠密封圈開始工作。此時，將紙箱的左右長箱蓋用壓箱機構的長桿壓緊，然后將紙箱和紙箱蓋粘在一起，切割膠帶的切齒刀開始工作，然后切割膠帶完成箱體的密封功能，這也完成了紙箱頂部的自動密封。 第二章 自動封箱機的工藝流程 本機的主要特點是根據包裝結構的要求，將縮進的紙板自動折疊

7、成紙箱，以便同時裝載貨物。機器的工作原理是將裝滿的容器通過傳送帶輸送到分組輸送機進行包裝和分組，然后進入包裝機構。同時，一個紙板從紙板儲存區(qū)吸下來，用紙板抽吸機構放入紙張中。在這個過程中，紙板首先根據折痕形成。通過主輸送鏈機構間歇輸送過程，完成噴膠，壓合，成型輸出包裝機，完成整個包裝過程。真空吸盤裝置將折疊好的紙板從紙倉中拉出，根據紙板的折痕將紙板拉成紙箱形狀，通過紙板底部的密封機構將紙板底部密封，然后將紙板運輸到包裝處進行包裝，然后將紙板運輸到密封和加壓裝置進行密封和加壓，并在頂部完成密封。在輸送裝置逐步推進過程中，完成左右兩側的密封，最終形成含有產品的輸出紙箱。工藝流程圖如圖2所示。

8、 圖2自動封箱機加工流程圖 第三章 自動封箱機的氣動系統(tǒng) 氣動控制系統(tǒng)由真空吸盤裝置和紙板推動裝置兩組組成，將帶有真空吸盤的機械框架推到折疊紙板上時，打開電磁閥，空氣壓縮機工作，氣體通過空氣處理器到達真空處理器，將吸盤除塵，然后用真空吸盤將折疊紙板吸出并從紙倉取出，拉伸到紙板折疊盒底部形成三維形狀，然后將紙板的機械氣缸推向功能，在紙架設備上將紙板輸送到前端，然后用紙板推機把紙板箱推出來。將折疊好的紙箱頂部密封壓緊，將側蓋壓力系統(tǒng)中的控制部件組合在一起，形成紙箱密封部件的集合塊。封箱前，應將紙箱頂部沿折痕折疊，用壓條壓緊，然后運至紙箱的壓緊裝置（包括頂部折蓋和側面折蓋）。這些部件的機構是

9、可調的。因此，在氣缸運行不變的情況下，通過改變折疊機和壓桿的位置和尺寸，可以滿足改變紙箱尺寸的要求。 第四章 自動封箱機的控制系統(tǒng) 根據自動封箱機的加工流程，封箱機控制系統(tǒng)的主要任務是平衡各部分的工作動作。要控制的主要動作是紙板的供應和運輸，紙板的拉伸和成型以及橡膠輪的密封。為了滿足這些操作的要求，設備的控制系統(tǒng)包括各種啟停按鈕、電磁閥、交流伺服電機和PLC控制系統(tǒng)。 4.1PLC的選用 根據現(xiàn)實生活中可靠性和經濟性的要求，基于和利時樂模型的PLC完全可以滿足紙箱包裝機的控制要求。 4.2I/O地址的分配 根據和利時樂模型PLC的輸入輸出及本項目的控制要求，中型紙箱封口機I/O

10、地址分布見表1。 4.3子模塊軟件設計 進紙模塊進入工作模式時，驅動輪滾筒伺服電機通電，拉動外環(huán)皮帶，將紙箱送入設備；當紙箱到達升降平臺時，觸發(fā)接近開關，進紙模塊進入工作模式。由于上料機構負責將物料輸送到不同工位，上料機構的電動推桿在設定的時間節(jié)點依次通電，使升降平臺達到不同高度的工位，從而上料子程序貫穿整個過程工作周期。升降平臺升降，觸發(fā)箱體成型機構上的行程開關后，箱體成型模塊進入工作模式，完成紙箱的拆箱，裝夾工作。包裝模塊的過程如圖3所示。 圖3成箱模塊控制流程 葉片彎曲機構進入工作模式時，兩臺伺服電機依次上電帶動四個壓板依次下壓使紙箱的大，小葉片沿折痕彎曲，然后電機斷電，

11、在彈簧恢復力作用下壓板復位。當升降平臺到達封膠站時，封膠模塊開始工作，完成將膠帶粘在箱壁上，移動膠帶，切斷膠帶等過程。封膠模塊流程圖如圖4所示。 圖4膠帶密封模塊流程 4.4上位機軟件開發(fā) TK6050IP觸摸屏用于系統(tǒng)參數設置和故障監(jiān)測的主要功能如下： 狀態(tài)顯示上位機的人機界面，可以顯示傳感器、電機等的當前運行狀態(tài)。實時，以及包裝產品的數量等工藝操作參數。 可根據不同型號紙箱的尺寸和包裝系列的參數設置，編輯不同的長，寬，高值，通過與PLC相互作用實現(xiàn)柔性包裝功能，控制電機的通電時間。 數據查詢了解長期工作的歷史趨勢，在數據庫中存儲歷史數據，并能方便，準確，快速地查詢相關數據。

12、 報警功能的生產數據實時反饋給上位機。當某一參數數據超過設定范圍或設備發(fā)生故障時，上位機發(fā)出報警，設備進入緊急停止狀態(tài)。相關報警數據存入數據庫，方便查詢。 紙箱自動包裝機的人機界面主要包括初始界面，主控界面，手動界面和報警界面。一些接口如圖5所示。其中，初始界面用于設置語言，軟件采用中文和英文兩種語言格式設計；主控屏幕主要用于設置包裝紙箱的長度，寬度和高尺寸參數以及包裝速度的初始分布。報警界面用于顯示故障檢測系統(tǒng)監(jiān)控的故障結果。 總結 我國對紙箱包裝的需求很大，極大地促進了我國同行業(yè)的發(fā)展。為了有更好的前景，許多生產企業(yè)開始改變落后的營銷觀念和生產理念，不斷創(chuàng)新。為了實現(xiàn)紙箱自動包

13、裝的自動化和智能化，提出了一種基于PLC的紙箱自動包裝機控制系統(tǒng)。以FX2N-32MRPLC為控制系統(tǒng)核心，以維綸tk6050ip觸摸屏為上位機，完成控制系統(tǒng)硬件設計。在硬件載體的基礎上，用梯形圖語言設計PLC軟件程序。給出了紙箱自動包裝機的主控程序流程，子模塊流程和人機界面，使紙箱自動包裝機達到預期的功能。樣機投入試運行后，控制系統(tǒng)結構簡單，運行可靠穩(wěn)定，提高了紙箱包裝的效率和質量，具有廣闊的應用前景。 參考文獻 [1]閔杰,王琪,顧佳奇,等.自動全方位紙箱折頁封箱機的設計[J].輕工機械,2016(6). [2]鄧遠文,丁頌,何珊珊,等.智能化商品包裝機控制系統(tǒng)設計[J].南方農

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