□何捃愷 閆 娟 鄭鉑金 賈茜偉

一、自動(dòng)紙箱包裝機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著商品經(jīng)濟(jì)及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的逐步繁榮，物品需求量越來越大，產(chǎn)品包裝得到快速發(fā)展，這就需要一種能夠具有高效率的包裝技術(shù)，所以自動(dòng)紙箱包裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。自動(dòng)紙箱包裝機(jī)械指的是能夠進(jìn)行自動(dòng)化的開箱工作、紙箱成形工作以及紙箱下底的折葉折曲工作的機(jī)械。它能夠進(jìn)行箱板的打開工作，并且還能實(shí)現(xiàn)膠帶的粘貼工作，實(shí)現(xiàn)箱板的密封，它是紙箱生產(chǎn)自動(dòng)化作業(yè)流水線上不可或缺的一部分。而紙箱包裝在包裝行業(yè)中占據(jù)著重要位置，在當(dāng)代社會(huì)已得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展?；诖耍疚难芯苛嘶赑LC的紙箱自動(dòng)包裝機(jī)，提出了一整套基于PLC技術(shù)完成箱胚分揀、紙箱成型、噴膠、商品包裝等完整的自動(dòng)化生產(chǎn)方案。

二、自動(dòng)紙箱包裝機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

(一)鏈?zhǔn)捷斔脱b置。如圖1所示是多種包裝機(jī)構(gòu)較為通用的傳送裝置，由于自動(dòng)紙箱包裝中物品的傳輸就不能使用帶式傳送，雖然帶式傳送帶的價(jià)格更加的便宜且應(yīng)用也非常廣泛，但其有傳送的不穩(wěn)定性，且不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，所以采用鏈?zhǔn)絺魉?。其傳送流程大致如下：?qū)動(dòng)鏈輪2，牽引鏈條3及滾輪5構(gòu)成鏈輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)的傳遞可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，并且運(yùn)動(dòng)的精確性也得到了保障，而待包裝物品的運(yùn)送由鏈條3上的推板4推動(dòng)，并且可以沿著輸送滑臺(tái)8前進(jìn)。

1-導(dǎo)板；2-驅(qū)動(dòng)鏈輪；3牽引鏈條；4-推板；5-滾輪；6-導(dǎo)軌；7-從動(dòng)鏈輪；8-輸送滑臺(tái)圖1 包裝物品鏈?zhǔn)捷斔徒o料裝置

(二)封箱機(jī)構(gòu)。如圖2所示，是一種膠帶封箱裝置，其特點(diǎn)在于膠帶在10℃左右不會(huì)體現(xiàn)粘性，所以適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的使用，如圖2所示為分條敷貼機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理：待包裝的紙箱由右側(cè)進(jìn)入，上側(cè)與下側(cè)放置膠帶卷1，用來進(jìn)行紙箱的封箱，通過導(dǎo)軌，分別放置在紙箱的上下兩側(cè)，在沒有進(jìn)入熱水槽3前，膠帶4不具備粘性，所以膠帶卷可以遠(yuǎn)距離放置，而經(jīng)過熱水槽3后由于溫度的升高，激活了膠帶的粘性，使膠帶可以進(jìn)行封箱工作，壓輪5在膠帶上側(cè)可以將膠帶4粘貼在紙箱上，最后在切斷刀6處可以將膠帶切斷，同時(shí)由側(cè)封刷將切斷的膠帶粘在紙箱兩側(cè)，這樣封箱結(jié)構(gòu)得以完成。

1-膠帶；2-導(dǎo)輥；3-熱水槽；4-膠帶；5-壓輪(或封刷)；6-切斷刀；7-側(cè)封刷圖2 封條敷貼機(jī)構(gòu)

三、自動(dòng)紙箱包裝機(jī)的軟件設(shè)計(jì)

(一)控制器的選擇。自動(dòng)紙箱包裝機(jī)的工藝流程是紙箱到位、傳送、分揀、噴膠及封箱等。為了針對(duì)紙箱包裝技術(shù)的復(fù)雜動(dòng)作，選用PLC(可編程控制器)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)自動(dòng)包裝過程的控制，經(jīng)過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與繼電器控制的結(jié)合，在硬件部分PLC接線簡(jiǎn)單，可靠性高，且PLC不但可以進(jìn)行定時(shí)、計(jì)數(shù)等控制功能，還可以使用數(shù)模轉(zhuǎn)換，對(duì)于許多使用模擬量控制的系統(tǒng)，也可以方便使用。紙箱包裝機(jī)應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)控制器抗干擾的要求很高，基于以上要求選擇s7-200系列的224xp作為控制器，加載I/O擴(kuò)展模塊，EM233的16進(jìn)/16處，可以完成紙箱包裝機(jī)的控制功能。

(二)PLC程序設(shè)計(jì)。

1.I/O地址的分配。根據(jù)紙箱包裝機(jī)的工藝流程，確定I/O地址的分配，為T形圖的編制做好準(zhǔn)備。如表1所示，為控制單元的部分I/O地址分配表。

2.PLC的外部接線圖。本次實(shí)驗(yàn)中，主要針對(duì)控制系統(tǒng)的完成，也就是PLC的軟件設(shè)計(jì)，其包裝過程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，所以外部電路有小燈的亮、滅判別是否達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求，而物品的到位有按鈕的信號(hào)表達(dá)，這樣可以清楚地完成實(shí)驗(yàn)的控制系統(tǒng)的判別，避免大量事物所需要的復(fù)雜設(shè)計(jì)，接入PLC時(shí)需要注意電路的接入的電源類型，必要時(shí)需要加入變壓器。

表1 部分I/O地址分配表

3.PLC的軟件編寫。PLC的軟件編寫中，要注意每一個(gè)動(dòng)作的執(zhí)行情況，并且在一個(gè)動(dòng)作完成后下一個(gè)動(dòng)作與這個(gè)動(dòng)作的聯(lián)系，是否需要互鎖，延時(shí)，或是需要計(jì)數(shù)來完成編寫要求，編寫程序后，要進(jìn)行程序的調(diào)試，進(jìn)行調(diào)試時(shí)可以先使用模擬器進(jìn)行初步調(diào)試，將程序修改直到滿足所需的要求后，下載到PLC中進(jìn)行實(shí)物的模擬，還會(huì)遇到連接及程序功能無法實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行最后的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。

四、結(jié)語

由于PLC自身編程簡(jiǎn)單、操作方便、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)使用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，而本設(shè)計(jì)中紙箱的包裝可以很好的基于PLC技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化控制，可以減少?gòu)?fù)雜的勞動(dòng)，節(jié)約成本和時(shí)間，紙箱包裝機(jī)也可以從手工包裝過渡到只依靠機(jī)器自動(dòng)化包裝，隨著PLC技術(shù)不斷的發(fā)展，紙箱包裝機(jī)技術(shù)也會(huì)更加的方便，更加適用于工廠的實(shí)際生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，并能大幅度提高制造技術(shù)的自動(dòng)化進(jìn)程。