纸箱包装机械的发展离不开现代物流业,也需要有关科学技术和包装工业的辅助。 纸箱包装机械将光、声、机、电、气等融合在一起,其可以实现将内包装的产品装入箱子,这样无论是自动化还是机械化都会得到实现。  国内和国外的许多产品生产线都使用了纸箱包装机械技术,这样做让生产效率得到了大幅度的提升,作业人员的劳动强度也降低了不少。 此外,运输和生产的成本都降低了很多,产品的装饰作用强,产品的市场竞争力得到了增强,在大规模的生产中得到了很好的应用。 笔者对国外的先进技术进行了分析,之后从我国的具体国情出发,研制出了一种新的全自动纸箱包装机。 该包装机可以应用在包装行业,具有很好的环保性。 全自动纸箱包装机的主要组成部分有:气动、机械以及控制等。而其中最关键、最核心的部件则是控制部分,控制部分的运 行关系着纸箱包装机的安全、稳定以及可靠的运行。 本文就这一部分进行介绍和分析。

一、纸箱包装机的结构和工作原理

(一)纸箱包装机的结构。 下沉式纸箱包装机是该包装机的主要特点,以下几个部分可以达到全自动包装的目的:一是纸板供送部分。  该部分主要是由:纸板输送机构、纸板储存区以及纸板下吸机构组成。 二是待装箱产品输送部分。 该部分的主要组成部分是:分组机构、传送带等。  三是纸箱装箱成形部分。 该部分包括:产品纸箱下沉成形机构、待装箱产品装箱机构。 四是喷胶封箱整形部分。 该部分主要包括以下构件: 整形输出装置、前喷胶、施压装置、主输送链结构等。

( 二) 纸箱包装机的工作原理。 纸箱包装机在装载产品

时主要是从包装结构形式需求出发,一边经过压痕的纸板安装产品,一边自动折叠成纸箱。 而其工作原理是:通过输送带,把已灌装的容器输送到分组输送机构中,这样包装分组就形成了。 之后,进入到装箱机构中,与此同时单张纸板由纸板下吸机构将其从纸板储存区吸下。  放置到纸板输送机构上,然后输送到装箱机构上面。 在此之后,随着同容器一块由产品纸箱下沉成形机构处下降到主输送链机机构。  这样,依照折痕,纸板初步的成形就产生了。

二、控制系统的设计

纸箱包装机具有以下几个特点:规格多、干扰信号复杂、动作多,此外在包装产品品种上也比较多。 正是因为这么多的特点,控制中使用到了可编程控制器( PLC)。 这是因为可编程控制器( PLC) 具有以下优势:输出连接比较方便、可靠性强、和工业现场信号直接输入容易实现、抗干扰能力强。 此外,安装维修都很方便,编程也比较简单。

(一)控制系统的组成。 纸箱包装机控制系统主要从待装箱产品的工艺流程出发,之后协调和控制每个部分。 以下是主要的控制动作:待装箱产品输送、纸板供送、喷胶封箱整形以及纸箱装箱成形等。 这些控制动作的完成需要以下部件的配合:电磁阀、各种光电开关、PLC、交流伺服电机、接近开关等。

( 二) PLC 的选择。 我们可以对纸箱包装机的工作方式进行分类,一类是自动连续式,另外一种是手动方式。 在选择 PLC 时需要考虑的因素是:经济性和可靠性,此外输出点数 15 个,设备输入点数有 21 个。 因此,我们选择的型号是: CP1H. Xg0DT—D 型号的 PLC,该设备是由欧姆龙公司生产的。 CP1H. Xg0DT—D 型号的 PLC 的输出点有 16 个,输入点有 24 个。 由于其具有 4 轴脉冲输出,因此完全可以实现控制交流伺服电机的目的,这时需要借助伺服控制系统。 这样, 纸箱包装机的控制任务就完全可以实现。

( 三) I / O 地址的分配。 在对 I / O 地址进行分配时,我们需要考虑的因素是:控制要求、输出和输入的点数。

( 四) PLC 外部接线图。 在选择 PLC 外部接线图时,需要考虑的因素也是:控制要求、输出和输入的点数。

(五) 程序流程图。 由于纸箱包装机的动作协调性比较高,控制也比较复杂,因此我们不仅使用的主控单元是 PLC,而且为了让设备的高可靠性得到保证,我们使用了以下构件:交流伺服电机、磁性开关、光电开关以及接近开关等。 在进行该包装设备编程时,需要将维修和调试考虑在内。 在控制方式设置方面,我们选择了两种方式:自动和手动。

三、PLC 喷胶控制系统的设计

( 一) PLC 控制喷胶系统。 系统硬件的组成。 我们从性价比和喷胶的加工工艺特性出发,对单片机、PLC 以及工控机的控制特征出发,因此在选择控制器时使用的是 FX1N— 40MB PLC,该设备是由日本公司生产的。  在喷胶时, FX1N—40MB PLC 可以实现控制、采集数据以及转换等功能。 FX1N—40MB PLC 的主要优势是:配置比较灵活,通用性强,此外结构也很紧凑。 因此,用途很广泛,当其在单一平台上使用时,无论是高速离散控制还是复杂过程控制都可以实现,此时其是被当做单独的 PLC 控制机。 

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