电气工程论文：基于PLC的自动封箱机系统设计

电气工程论文：基于PLC的自动封箱机系统设计摘要随着包装机械相关技术的发展，自动包装机也得到了迅速的发展。光，电，气，磁等，需要用于产品密封过程。机械化和自动化是非常重要的。使用机器后，不仅提高了生产效率，而且大大降低了生产和运输成本，这是大规模生产所必需的。中型全自动封箱机是一种封箱设备。根据市场上中型纸箱的包装设计要求。它的使用可以减少纸箱的包装工作时间，对促进封箱行业的发展具有重要的意义和作用。结合国内外先进技术和市场需求开发的全自动纸箱包装机适用于中型纸箱的密封。设备主要有机械结构和控制系统两部分。纸箱封口机正常可靠运行的关键是各部件的正确合理协调。本文对每一部分作了简要介绍。关键词：PLC；自动封箱机；工艺流程前言改革开放40年来，人民精神世界不断丰富，对物质生活的要求越来越高，促进了商品市场的蓬勃发展。在生产和销售过程中，包装是必不可少的一步。因此，为了应对货币和商业化社会这一时代的效率，对商品的包装技术提出了越来越高的要求。在商品包装领域，纸箱包装和封口占绝大多数，因此自动封口机应运而生。同时，由于工业生产技术的不断改进和自动化设备的快速发展，特别是随着自动化控制技术在工业生产中的大规模应用，生产效率和产品质量都有了很大的提高。如上所述，货物的包装和密封是现代工业生产中必不可少的一步。然而，如果人工完成这一步，不仅会使工人感到无聊，而且不能保证包装的效率和质量，特别是在人口和利润正在消失的中国，这将大大降低劳动生产率，增加生产成本，这与现代化工的生产是不一致的。然而，如果将自动控制系统应用于商品的包装和密封，手工生产带来的许多不利后果就可以很好地解决。自动封箱机就是为了解决这个问题。它主要使用胶带密封纸箱。能完成大小写的密封动作。它可以在单机上操作，也可以与工业生产线一起使用，主要用于小商品包装领域。目前，包装封口机的竞争日益激烈，这使得封口机发展迅速。同时，封口机的应用越来越广泛，推动封口机向多功能，高效，高精度动作，智能控制方向发展。此外，如果人工智能可以作为未来密封机的控制系统，生产效率将得到提高。第一章 自动封箱机的机械结构自动封箱机有拆箱和封箱两个方面。其主要组成部分如下。1.1自动封箱机的开箱机构及其作用开箱过程主要由PLC控制系统，气压控制系统，开箱驱动电机，机械结构等部分组成。其中，机械结构主要包括真空吸杯，主支架，主驱动轮部分，箱体支撑机构，轴连接架，箱体开轴，箱体底部箱体侧折机构，推箱输出机械杆，箱体导轨，压紧杆及底部密封橡胶系统。拆包机构使真空吸杯功能在拆包驱动电机的驱动下，将折叠后的纸张拉伸成纸箱的形状，折叠机构和位于纸箱底部的成型机构。纸箱沿纸箱底部折叠后，用压实锤和底部密封系统对纸箱底部进行密封，在各部分合理配合下快速完成纸箱的吸，拉伸，成型和机械折叠。胶带回封处理。纸箱包装机属于下沉纸箱包装机。为实现全自动包装过程，主要由以下几部分组成：纸板供应和输送部分主要包括纸板存放区，纸板吸料机构和纸板输送机构；（2)待包装产品主要包括待包装产品的传送带和分组机构；(3）纸箱的包装形成部分主要包括被包装产品的包装机构和产品纸箱的下沉形成机构。（4）喷胶密封盒的塑料部分主要包括主输送链机构、前喷胶、左右喷胶、压胶装置和吸胶装置。1.2纸箱压紧胶带封口装置封口机主要由电源开关，急停开关，主机架，工作台调节架，输送驱动轮，导杆，导杆锁紧手轮，上下移动芯，导轮和锁紧手轮组成，导压板，升降手柄，辅助工作台，主输送链机构，密封带，顶部密封胶轮机构，左右侧喷胶机构和压杆压紧装置。门和输出装置的机械结构如图所示。图1自动封箱机结构图产品包装后运输至自动封箱机，封箱机机械机构开始工作。纸箱两侧采用箱体夹紧结构夹紧，向前运输。当传感器检测到纸箱进入封箱机时，检测信号通知折叠机构开始工作，折叠框架沿原标记弯曲纸箱顶部的短纸箱盖。纸箱继续前进，导杆按下左右长箱盖，向中间弯曲。同时会有信号通知橡胶密封圈开始工作。此时，将纸箱的左右长箱盖用压箱机构的长杆压紧，然后将纸箱和纸箱盖粘在一起，切割胶带的切齿刀开始工作，然后切割胶带完成箱体的密封功能，这也完成了纸箱顶部的自动密封。第二章 自动封箱机的工艺流程本机的主要特点是根据包装结构的要求，将缩进的纸板自动折叠成纸箱，以便同时装载货物。机器的工作原理是将装满的容器通过传送带输送到分组输送机进行包装和分组，然后进入包装机构。同时，一个纸板从纸板储存区吸下来，用纸板抽吸机构放入纸张中。在这个过程中，纸板首先根据折痕形成。通过主输送链机构间歇输送过程，完成喷胶，压合，成型输出包装机，完成整个包装过程。真空吸盘装置将折叠好的纸板从纸仓中拉出，根据纸板的折痕将纸板拉成纸箱形状，通过纸板底部的密封机构将纸板底部密封，然后将纸板运输到包装处进行包装，然后将纸板运输到密封和加压装置进行密封和加压，并在顶部完成密封。在输送装置逐步推进过程中，完成左右两侧的密封，最终形成含有产品的输出纸箱。工艺流程图如图2所示。图2自动封箱机加工流程图第三章 自动封箱机的气动系统气动控制系统由真空吸盘装置和纸板推动装置两组组成，将带有真空吸盘的机械框架推到折叠纸板上时，打开电磁阀，空气压缩机工作，气体通过空气处理器到达真空处理器，将吸盘除尘，然后用真空吸盘将折叠纸板吸出并从纸仓取出，拉伸到纸板折叠盒底部形成三维形状，然后将纸板的机械气缸推向功能，在纸架设备上将纸板输送到前端，然后用纸板推机把纸板箱推出来。将折叠好的纸箱顶部密封压紧，将侧盖压力系统中的控制部件组合在一起，形成纸箱密封部件的集合块。封箱前，应将纸箱顶部沿折痕折叠，用压条压紧，然后运至纸箱的压紧装置（包括顶部折盖和侧面折盖）。这些部件的机构是可调的。因此，在气缸运行不变的情况下，通过改变折叠机和压杆的位置和尺寸，可以满足改变纸箱尺寸的要求。第四章 自动封箱机的控制系统根据自动封箱机的加工流程，封箱机控制系统的主要任务是平衡各部分的工作动作。要控制的主要动作是纸板的供应和运输，纸板的拉伸和成型以及橡胶轮的密封。为了满足这些操作的要求，设备的控制系统包括各种启停按钮、电磁阀、交流伺服电机和PLC控制系统。4.1PLC的选用根据现实生活中可靠性和经济性的要求，基于和利时乐模型的PLC完全可以满足纸箱包装机的控制要求。4.2I/O地址的分配根据和利时乐模型PLC的输入输出及本项目的控制要求，中型纸箱封口机I/O地址分布见表1。4.3子模块软件设计进纸模块进入工作模式时，驱动轮滚筒伺服电机通电，拉动外环皮带，将纸箱送入设备；当纸箱到达升降平台时，触发接近开关，进纸模块进入工作模式。由于上料机构负责将物料输送到不同工位，上料机构的电动推杆在设定的时间节点依次通电，使升降平台达到不同高度的工位，从而上料子程序贯穿整个过程工作周期。升降平台升降，触发箱体成型机构上的行程开关后，箱体成型模块进入工作模式，完成纸箱的拆箱，装夹工作。包装模块的过程如图3所示。图3成箱模块控制流程叶片弯曲机构进入工作模式时，两台伺服电机依次上电带动四个压板依次下压使纸箱的大，小叶片沿折痕弯曲，然后电机断电，在弹簧恢复力作用下压板复位。当升降平台到达封胶站时，封胶模块开始工作，完成将胶带粘在箱壁上，移动胶带，切断胶带等过程。封胶模块流程图如图4所示。图4胶带密封模块流程4.4上位机软件开发TK6050IP触摸屏用于系统参数设置和故障监测的主要功能如下：状态显示上位机的人机界面，可以显示传感器、电机等的当前运行状态。实时，以及包装产品的数量等工艺操作参数。可根据不同型号纸箱的尺寸和包装系列的参数设置，编辑不同的长，宽，高值，通过与PLC相互作用实现柔性包装功能，控制电机的通电时间。数据查询了解长期工作的历史趋势，在数据库中存储历史数据，并能方便，准确，快速地查询相关数据。报警功能的生产数据实时反馈给上位机。当某一参数数据超过设定范围或设备发生故障时，上位机发出报警，设备进入紧急停止状态。相关报警数据存入数据库，方便查询。纸箱自动包装机的人机界面主要包括初始界面，主控界面，手动界面和报警界面。一些接口如图5所示。其中，初始界面用于设置语言，软件采用中文和英文两种语言格式设计；主控屏幕主要用于设置包装纸箱的长度，宽度和高尺寸参数以及包装速度的初始分布。报警界面用于显示故障检测系统监控的故障结果。总结我国对纸箱包装的需求很大，极大地促进了我国同行业的发展。为了有更好的前景，许多生产企业开始改变落后的营销观念和生产理念，不断创新。为了实现纸箱自动包装的自动化和智能化，提出了一种基于PLC的纸箱自动包装机控制系统。以FX2N-32MRPLC为控制系统核心，以维纶tk6050ip触摸屏为上位机，完成控制系统硬件设计。在硬件载体的基础上，用梯形图语言设计PLC软件程序。给出了纸箱自动包装机的主控程序流程，子模块流程和人机界面，使纸箱自动包装机达到预期的功能。样机投入试运行后，控制系统结构简单，运行可靠稳定，提高了纸箱包装的效率和质量，具有广阔的应用前景。参考文献1闵杰,王琪,顾佳奇,等.自动全方位纸箱折页封箱机的设计J.轻工机械,2016(6).2邓远文,丁颂,何珊珊,等.智能化商品包装机控制系统设计J.南方农机,2018,049(001):35-37.3胡宇航.基于智慧物流的电动自适应封箱机设计J.包装工程,2019,40:15,2019,40(15):158-163.4张彩萍.PLC控制系统在新型纸箱包装机中的应用J.中国包装工业,2013(16):128-128.5赵汉雨,姬少龙,刘存祥,等.新型纸箱包装机PLC控制系统设计J.轻工机械,2011(03):62-65.6何权,李诚.The application of standardization construction in case packersmanagement%标准化建设在装封箱机组管理上的应用J.企业技术开发(学术版),2012,031(001):20-22.7申燚,何鹏飞,政书钧,等.一种用于多规格快递箱的全自动胶带封箱机及工作方法:,2016.8崔秀芳,崔秀容,黄强强,等.基于PLC的自动纸箱打包机的设计J.南方农机,2017,048(011):114-115.9胡宇航.基于智慧物流的电动自适应封箱机设计J.包装工程,2019(15).10李凌云.浅谈无线电子封箱系统的设计和研发J.无线互联科技,2012,000(008):68-68.