李香杰，劉品瀟（指導(dǎo)老師）

（南陽理工學(xué)院，河南 南陽 473004）

中型自動(dòng)封箱機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李香杰，劉品瀟（指導(dǎo)老師）

（南陽理工學(xué)院，河南 南陽 473004）

中型自動(dòng)封箱機(jī)是一種封箱設(shè)備，它是針對(duì)市場(chǎng)上中型紙箱封裝設(shè)計(jì)需求提出的，它的使用可以減少紙箱的包裝工作時(shí)間，并對(duì)促進(jìn)紙箱封箱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著很大意義和作用。本文對(duì)中型自動(dòng)封箱機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成和運(yùn)行原理進(jìn)行分析，來實(shí)現(xiàn)對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)控制的分析研究。

中型自動(dòng)封箱機(jī)；結(jié)構(gòu)組成；系統(tǒng)控制

伴隨著包裝機(jī)械相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)封包機(jī)也得到了很快的發(fā)展，它需要用到光、電、氣、磁等，在產(chǎn)品封箱過程中實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化非常關(guān)鍵。在使用該機(jī)械后，不僅生產(chǎn)的效率得到提高，同時(shí)生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中的成本也降低了很多，是大規(guī)模生產(chǎn)所需要的。本課題基于我國及國外先進(jìn)的技術(shù)，結(jié)合市場(chǎng)需求研制的自動(dòng)紙箱包裝機(jī)適用于中型紙箱的封箱。該設(shè)備主要的部分有兩個(gè)，機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)。該紙箱封箱機(jī)正常、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵是每個(gè)部分正確、合理的配合。本文對(duì)其各個(gè)部分做簡要的介紹。

1 自動(dòng)封箱機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)

該中型自動(dòng)封箱機(jī)有開箱、封箱兩個(gè)方面，主要組成有以下幾部分。

1.1 中型自動(dòng)封箱機(jī)的開箱機(jī)構(gòu)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(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部分組成。其中機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有真空吸盤、主支撐機(jī)架、主傳動(dòng)輪部分、箱體支撐機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸連接架、開箱轉(zhuǎn)軸、紙箱底部箱邊折疊機(jī)構(gòu)、推箱輸出機(jī)械桿、紙箱導(dǎo)向軌、壓實(shí)桿和底封膠系統(tǒng)。

開箱機(jī)構(gòu)在開箱驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下使真空吸盤作用，將折疊紙片拉伸成紙箱形狀，紙箱底部箱邊折疊機(jī)構(gòu)及整型機(jī)構(gòu)作用，將紙箱沿底部折印進(jìn)行折疊，之后由壓實(shí)撞桿和底部封膠系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行封底，在每個(gè)部分的合理配合下快速完成吸紙箱、拉伸成形、機(jī)械折疊、膠帶封底過程。

1.2 紙箱壓緊膠帶封口裝置

封箱過程機(jī)械主要由電源開關(guān)、急停開關(guān)、主機(jī)架、工作臺(tái)的調(diào)節(jié)腳架、輸送傳動(dòng)輪、導(dǎo)向桿、導(dǎo)向桿鎖緊手輪、上下機(jī)芯、導(dǎo)輪、導(dǎo)輪鎖緊手輪、導(dǎo)向壓板、升降搖手柄、輔助工作臺(tái)、主輸送鏈機(jī)構(gòu)、封箱膠帶、頂部封膠輪機(jī)構(gòu)、左右側(cè)邊噴膠機(jī)構(gòu)及壓桿施壓裝置、輸出裝置門等部分組成，其機(jī)械結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 自動(dòng)封箱機(jī)結(jié)構(gòu)圖

產(chǎn)品裝箱完成后，將其運(yùn)送至自動(dòng)封箱機(jī)中，封箱的各機(jī)械機(jī)構(gòu)開始工作，紙箱的兩側(cè)面被夾箱結(jié)構(gòu)夾住，向前運(yùn)送。當(dāng)傳感器檢測(cè)訊號(hào)檢測(cè)到紙箱進(jìn)入到封箱機(jī)時(shí)，檢測(cè)訊號(hào)通知折蓋機(jī)構(gòu)開始工作，折蓋架將紙箱頂部短箱蓋沿原印跡折彎。紙箱繼續(xù)向前走，導(dǎo)向桿壓著左、右長箱蓋向中間折彎，同時(shí)會(huì)有一個(gè)訊號(hào)通知封膠輪開始工作。此時(shí)紙箱左右長箱蓋被壓箱機(jī)構(gòu)的長桿壓住，然后紙箱及紙箱蓋膠會(huì)合在一起，切斷膠帶的齒刀開始工作，切斷膠帶完成封箱的動(dòng)作，也就完成了紙箱頂部自動(dòng)封膠。

2 自動(dòng)封箱機(jī)的工藝流程

真空吸盤裝置把折疊紙板從紙庫中吸取出來，按紙板折痕拉成紙箱形狀，由箱底封膠機(jī)構(gòu)對(duì)箱底進(jìn)行封底，然后運(yùn)送到裝箱處進(jìn)行裝箱，由傳送裝置再將其運(yùn)送到封蓋壓緊裝置進(jìn)行封蓋壓緊，完成頂部封膠，左右兩側(cè)的封膠在傳送裝置的步進(jìn)推箱過程中完成，最終成形輸出裝有產(chǎn)品的紙箱。其加工工藝流程圖見圖2。

圖2 自動(dòng)封箱機(jī)加工流程圖

3 自動(dòng)封箱機(jī)的氣動(dòng)系統(tǒng)

氣動(dòng)控制系統(tǒng)共有兩套組合：

將真空吸盤的裝置和紙板推送裝置的控制系統(tǒng)中各控制部分組合在一起。當(dāng)帶有真空吸盤的機(jī)械架推到折疊紙板處時(shí)，電磁閥打開，空氣壓縮機(jī)作用，氣體經(jīng)過空氣處理器到達(dá)真空處理器，吸盤被抽為真空，然后折疊紙板被真空吸盤從紙庫中吸出，并拉伸至紙板的折疊箱底處拉展成立體形狀，之后推紙板機(jī)械氣缸動(dòng)作，紙板被運(yùn)送到引紙架裝置上，然后由推送紙箱機(jī)械將紙箱推送出。

折疊紙箱的頂部封蓋、壓緊，側(cè)蓋的封蓋加壓系統(tǒng)中各控制部分組合在一起，形成封箱部分的集合塊。紙箱頂部在封膠之前首先要進(jìn)行沿折痕折疊和壓桿壓實(shí)，并運(yùn)送到紙箱的壓實(shí)裝置(包括頂部折蓋加壓和側(cè)邊折蓋壓緊)，這些部位的機(jī)械裝置都是可調(diào)節(jié)的，因而在氣缸運(yùn)行不變的條件下，紙箱大小變化的需求可由變動(dòng)折疊機(jī)械和壓緊桿的位置及尺寸大小來滿足。

4 自動(dòng)封箱機(jī)的控制系統(tǒng)

根據(jù)自動(dòng)封箱機(jī)的加工流程，該紙箱封箱機(jī)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是各部分的工作動(dòng)作進(jìn)行平衡控制，紙板的供送、紙板拉伸成形、膠輪封箱是其需要控制的主要?jiǎng)幼?。為了完成這些動(dòng)作的要求，本設(shè)備的控制系統(tǒng)由各種啟動(dòng)、停止按鈕，電磁閥門，交流伺服電動(dòng)機(jī)及可控制編程PLC控制系統(tǒng)等部分組成。

4.1 PLC的選用

根據(jù)實(shí)際生活中可靠性、經(jīng)濟(jì)性需求，選用和利時(shí)LE型號(hào)的PLC完全可以滿足紙箱封裝機(jī)的控制要求。

4.2 I/O地址的分配

根據(jù)所選用和利時(shí)LE型號(hào)的PLC的輸入和輸出以及該課題的控制要求，中型紙箱封箱機(jī)的I/O地址分配見表1。

表1 I/O地址分配表

5 結(jié)語

我國紙箱封裝的市場(chǎng)需求很大，極大的促進(jìn)了我國該行業(yè)的發(fā)展。很多生產(chǎn)企業(yè)為了更好的前景開始改變落后的營銷理念和生產(chǎn)思維，并不斷的創(chuàng)新。

[1]朱則剛.低碳經(jīng)濟(jì)撬動(dòng)包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)的升級(jí)發(fā)展[J].湖南包裝，2013，3：10－15.

[2]楊壇.關(guān)于自動(dòng)化在包裝機(jī)械中的應(yīng)用探討[J].科技展望，2016，14：77-80.

[3]龔人杰.淺論全自動(dòng)紙箱包裝機(jī)[J].中國包裝技術(shù)協(xié)會(huì)，2000-11-01.

TB486

：A

：1671-0711（2017）09（下）-0152-02