摘 要：隨著包裝行業(yè)的發(fā)展，紙箱包裝以其具有的檔次高、適用于長途運輸?shù)葍?yōu)勢，獲得了廣泛的應(yīng)用，但是當(dāng)前紙箱包裝機的包裝效率比較低，難以完全滿足包裝需求，因此研發(fā)一種全自動高速紙箱包裝機具有重要意義，基于此為本文對全自動高速紙箱包裝機的設(shè)計及電氣控制進行了探討。

關(guān)鍵詞：全自動高速紙箱包裝機;設(shè)計;電氣控制

當(dāng)前，產(chǎn)品包裝行業(yè)中熱收縮膜包裝應(yīng)用比較廣泛，尤其是在飲料包裝領(lǐng)域，由于其具有經(jīng)濟性好、安全可靠性高、運輸便利等方面的優(yōu)勢，應(yīng)用的非常普遍。不過這種包裝方式的缺陷也是十分明顯的，主要體現(xiàn)在包裝的規(guī)格和檔次比較低，而且不適用于跨區(qū)域的長途運輸。為了解決這一問題，紙箱包裝越來越受到人們的關(guān)注，紙箱包裝可以和熱收縮膜包裝形成互補，從而有效的促進飲料包裝行業(yè)的發(fā)展。就當(dāng)前的發(fā)展情況而言，我國紙箱包裝機的包裝能力比較有限，并不能夠完全滿足產(chǎn)品生產(chǎn)線的包裝需求，在這樣的情況下，迫切需要提高紙箱包裝機的包裝能力，基于此文本設(shè)計了一種全自動高速紙箱包裝機，能夠有效地提高包裝效率。

1? 全自動高速紙箱包裝機結(jié)構(gòu)組成及作用原理

全自動高速紙箱包裝機主要包括以下幾部分結(jié)構(gòu)：紙板箱供給以及取紙箱板、瓶輸送、紙箱板傳送、分瓶、推瓶、噴膠、紙箱折疊成型與封箱粘合等。在這些部件中，紙板箱供給的主要作用是為包裝機提供紙箱板，利用這一部件，能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷的紙箱供應(yīng)，可以有效的提高紙箱的供應(yīng)效率。在全自動高速紙箱包裝機中，其瓶輸送系統(tǒng)主要包括兩部分，這兩部分的功能分別如下：第一部分的主要功能是控制電機的運行速度，采用的方式是變頻調(diào)速，其能夠?qū)⒋b的產(chǎn)品，按照包裝要求來進行輸送，同時還會檢測輸送產(chǎn)品的連續(xù)性，防止出現(xiàn)缺瓶的問題，并將帶包裝產(chǎn)品輸送到紙箱包裝機，由紙箱包裝機對其進行包裝;第二部分的功能是通過主驅(qū)有由機械來進行包裝傳送，其產(chǎn)品輸送的節(jié)奏和紙箱包裝機主機的運行節(jié)奏是一樣的。

全自動高速紙箱包裝機能夠?qū)崿F(xiàn)自動取板、分瓶和推瓶等操作，下面對這些操作的工作原理進行分析。其取紙板的操作是有伺服電機在主驅(qū)動和從動同步運行方式驅(qū)動下完成的，在包裝機的取紙板裝置中，設(shè)計有吸盤兩組，能夠?qū)崿F(xiàn)交替取紙板，通過這樣的方式可以提高取紙板工作的效率;分瓶功能則是在分瓶伺服電機和主驅(qū)動電機共同控制下來實現(xiàn)的，其能夠按照一定的規(guī)律將待包裝的瓶子進行分組，從而方便包裝工作的高效、快速進行;推瓶結(jié)構(gòu)的主要作用是，在完成分瓶工作后，對瓶子進行整理，推瓶功能的實現(xiàn)依靠的是推瓶桿，此外推瓶結(jié)構(gòu)還有一個作用，即當(dāng)瓶子被輸送到過渡板時，要通過推瓶來提高瓶子的緊密性，從而使包裝的質(zhì)量得到提升。此外，在包裝機中，紙板傳送結(jié)構(gòu)會將其取到的紙板輸送到上瓶處，然后包裝機可以完成紙箱的折疊成形、噴膠、封箱粘合等，從而完成飲料的包裝。在實際運行過程中，需要根據(jù)紙箱的結(jié)構(gòu)形式來確定噴膠的位置，對紙箱進行封箱粘合，最終完成包裝工作。

2? 全自動高速紙箱包裝機設(shè)計方案與控制原理分析

在進行全自動高速紙箱包裝機的設(shè)計時，需要設(shè)計運行控制系統(tǒng)、運行位置檢測裝置以及包裝周期等。

控制系統(tǒng)主要包括運動控制器以及人機界面、伺服電機、伺服驅(qū)動器、檢測元件、執(zhí)行元件、變頻器與電機等設(shè)備。在實際運行過程中，總控制器通過Motionbus總線連接的方式控制伺服驅(qū)動器，進而控制伺服電機。在其控制系統(tǒng)中設(shè)置有五臺伺服電機，其中主驅(qū)動伺服電機一臺，從動四臺;同時，還設(shè)置有電機五臺，有變頻器進行控制，具體的控制實現(xiàn)方式是CANopen總線。

在全自動高速控制包裝機上，其伺服電機上是設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器的，當(dāng)包裝機在進行包裝工作時，伺服控制器會根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器傳輸回來的數(shù)據(jù)來控制伺服電機，從而實現(xiàn)對其的閉環(huán)控制，通過這樣的方式來保證包裝機運行的安全、平穩(wěn)?；谶@一設(shè)計，也能夠?qū)崿F(xiàn)運行位置檢測功能，在編碼器上設(shè)置有專用的接口，利用這一接口就能夠?qū)⒅骶幋a器中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪\動控制器中，這樣利用控制器中的數(shù)據(jù)就能夠確定包裝運行的位置，實現(xiàn)包裝位置的監(jiān)測。

全自動高速紙箱包裝器的周期設(shè)置主要基于推瓶裝置來完成，推瓶結(jié)構(gòu)中最重要的結(jié)構(gòu)就是推瓶桿，設(shè)置一個檢測器在推瓶桿工作所必須經(jīng)過的位置，這樣就能夠?qū)\動控制器的變化進行檢測，然后基于測定的數(shù)據(jù)計算指出包裝機的周期數(shù)據(jù)。

3? 全自動高速紙箱包裝機電氣控制

全自動高速紙箱包裝機的電氣控制主要有以下幾部分：首先，分瓶部分，分瓶功能的實現(xiàn)需要兩個電機的交替配合，通過二者有規(guī)律的快慢交替，實現(xiàn)分瓶;其次，紙箱供給部分，對于包裝機而言，紙箱供給包括水平和垂直供給兩部分，垂直供給和水平供給分別需要兩個電機來進行驅(qū)動。最后，是取箱板的結(jié)構(gòu)部分，這部分需要一個主驅(qū)動電機和一個伺服電機實現(xiàn)控制。

結(jié)論

隨著紙箱包裝成為重要的保障方式，研發(fā)具有優(yōu)異性能的全自動高速紙箱包裝機具有重要意義，可以提升包裝機的包裝能力，從而有效地滿足包裝產(chǎn)品的需求，推動我國包裝行業(yè)的發(fā)展。

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作者簡介：

賀曉丹，1986年10月，女，漢，湖北省武漢市人，本科學(xué)歷，專利審查員，研究方向：包裝機械。