中型自动封箱机控制系统的设计

李香杰，刘品潇（指导老师）

（南阳理工学院，河南 南阳 473004）

中型自动封箱机控制系统的设计

李香杰，刘品潇（指导老师）

（南阳理工学院，河南 南阳 473004）

中型自动封箱机是一种封箱设备，它是针对市场上中型纸箱封装设计需求提出的，它的使用可以减少纸箱的包装工作时间，并对促进纸箱封箱产业的发展有着很大意义和作用。本文对中型自动封箱机的机械结构组成和运行原理进行分析，来实现对其结构设计及其系统控制的分析研究。

中型自动封箱机；结构组成；系统控制

伴随着包装机械相关技术的发展，自动封包机也得到了很快的发展，它需要用到光、电、气、磁等，在产品封箱过程中实现机械化、自动化非常关键。在使用该机械后，不仅生产的效率得到提高，同时生产、运输过程中的成本也降低了很多，是大规模生产所需要的。本课题基于我国及国外先进的技术，结合市场需求研制的自动纸箱包装机适用于中型纸箱的封箱。该设备主要的部分有两个，机械结构和控制系统。该纸箱封箱机正常、可靠运行的关键是每个部分正确、合理的配合。本文对其各个部分做简要的介绍。

1 自动封箱机的机械结构

该中型自动封箱机有开箱、封箱两个方面，主要组成有以下几部分。

1.1 中型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。其中机械结构主要有真空吸盘、主支撑机架、主传动轮部分、箱体支撑机构、转轴连接架、开箱转轴、纸箱底部箱边折叠机构、推箱输出机械杆、纸箱导向轨、压实杆和底封胶系统。

开箱机构在开箱驱动电机的驱动下使真空吸盘作用，将折叠纸片拉伸成纸箱形状，纸箱底部箱边折叠机构及整型机构作用，将纸箱沿底部折印进行折叠，之后由压实撞杆和底部封胶系统对其进行封底，在每个部分的合理配合下快速完成吸纸箱、拉伸成形、机械折叠、胶带封底过程。

1.2 纸箱压紧胶带封口装置

封箱过程机械主要由电源开关、急停开关、主机架、工作台的调节脚架、输送传动轮、导向杆、导向杆锁紧手轮、上下机芯、导轮、导轮锁紧手轮、导向压板、升降摇手柄、辅助工作台、主输送链机构、封箱胶带、顶部封胶轮机构、左右侧边喷胶机构及压杆施压装置、输出装置门等部分组成，其机械结构图如图1所示。

图1 自动封箱机结构图

产品装箱完成后，将其运送至自动封箱机中，封箱的各机械机构开始工作，纸箱的两侧面被夹箱结构夹住，向前运送。当传感器检测讯号检测到纸箱进入到封箱机时，检测讯号通知折盖机构开始工作，折盖架将纸箱顶部短箱盖沿原印迹折弯。纸箱继续向前走，导向杆压着左、右长箱盖向中间折弯，同时会有一个讯号通知封胶轮开始工作。此时纸箱左右长箱盖被压箱机构的长杆压住，然后纸箱及纸箱盖胶会合在一起，切断胶带的齿刀开始工作，切断胶带完成封箱的动作，也就完成了纸箱顶部自动封胶。

2 自动封箱机的工艺流程

真空吸盘装置把折叠纸板从纸库中吸取出来，按纸板折痕拉成纸箱形状，由箱底封胶机构对箱底进行封底，然后运送到装箱处进行装箱，由传送装置再将其运送到封盖压紧装置进行封盖压紧，完成顶部封胶，左右两侧的封胶在传送装置的步进推箱过程中完成，最终成形输出装有产品的纸箱。其加工工艺流程图见图2。

图2 自动封箱机加工流程图

3 自动封箱机的气动系统

气动控制系统共有两套组合：

将真空吸盘的装置和纸板推送装置的控制系统中各控制部分组合在一起。当带有真空吸盘的机械架推到折叠纸板处时，电磁阀打开，空气压缩机作用，气体经过空气处理器到达真空处理器，吸盘被抽为真空，然后折叠纸板被真空吸盘从纸库中吸出，并拉伸至纸板的折叠箱底处拉展成立体形状，之后推纸板机械气缸动作，纸板被运送到引纸架装置上，然后由推送纸箱机械将纸箱推送出。

折叠纸箱的顶部封盖、压紧，侧盖的封盖加压系统中各控制部分组合在一起，形成封箱部分的集合块。纸箱顶部在封胶之前首先要进行沿折痕折叠和压杆压实，并运送到纸箱的压实装置(包括顶部折盖加压和侧边折盖压紧)，这些部位的机械装置都是可调节的，因而在气缸运行不变的条件下，纸箱大小变化的需求可由变动折叠机械和压紧杆的位置及尺寸大小来满足。

4 自动封箱机的控制系统

根据自动封箱机的加工流程，该纸箱封箱机控制系统的主要任务是各部分的工作动作进行平衡控制，纸板的供送、纸板拉伸成形、胶轮封箱是其需要控制的主要动作。为了完成这些动作的要求，本设备的控制系统由各种启动、停止按钮，电磁阀门，交流伺服电动机及可控制编程PLC控制系统等部分组成。

4.1 PLC的选用

根据实际生活中可靠性、经济性需求，选用和利时LE型号的PLC完全可以满足纸箱封装机的控制要求。

4.2 I/O地址的分配

根据所选用和利时LE型号的PLC的输入和输出以及该课题的控制要求，中型纸箱封箱机的I/O地址分配见表1。

表1 I/O地址分配表

5 结语

我国纸箱封装的市场需求很大，极大的促进了我国该行业的发展。很多生产企业为了更好的前景开始改变落后的营销理念和生产思维，并不断的创新。

[1]朱则刚.低碳经济撬动包装机械产业的升级发展[J].湖南包装，2013，3：10－15.

[2]杨坛.关于自动化在包装机械中的应用探讨[J].科技展望，2016，14：77-80.

[3]龚人杰.浅论全自动纸箱包装机[J].中国包装技术协会，2000-11-01.

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