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摘要:基于已設(shè)計(jì)的機(jī)械及氣動系統(tǒng)，選擇歐姆龍公司CP1H-X40DT-DPLC研制開箱裝箱封箱系統(tǒng)控制系統(tǒng)。并進(jìn)行了I/O點(diǎn)分配、PLC外部接線圖及程序控制流程圖設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了紙板供送、待裝箱產(chǎn)品輸送、紙箱裝箱開箱、噴膠封箱整形等工作過程的自動控制。具有很高的可靠性和性價比。
0 引言
開箱裝箱封箱系統(tǒng)是隨著包裝工業(yè)、相關(guān)科學(xué)技術(shù)及現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展而發(fā)展起來，集機(jī)、電、氣、光、聲、磁為一體，在生產(chǎn)過程中把經(jīng)過內(nèi)包裝的商品裝入箱子的機(jī)械，是產(chǎn)品包裝實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化的關(guān)鍵之一。目前在國內(nèi)外產(chǎn)品生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，不但可以提高生產(chǎn)效率，減輕勞動強(qiáng)度，改善工作條件，降低生產(chǎn)、運(yùn)輸成本，同時對產(chǎn)品起到裝飾作用，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力，而且能滿足清潔衛(wèi)生的要求，適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要。本課題組在消化吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國國情，研制了一種廣泛適應(yīng)于包裝行業(yè)、高效環(huán)保的全自動開箱裝箱封箱系統(tǒng)，該設(shè)備主要有機(jī)械、氣動及控制等部分組成。控制部分是保證該開箱裝箱封箱系統(tǒng)正常、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，文章就控制部分做一介紹。
1 開箱裝箱封箱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理
1.1 開箱裝箱封箱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
該開箱裝箱封箱系統(tǒng)屬于下沉式開箱裝箱封箱系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)全自動包裝過程，由以下幾部分組成:①紙板供送部分主要有紙板儲存區(qū)、紙板下吸機(jī)構(gòu)、紙板輸送機(jī)構(gòu);②待裝箱產(chǎn)品輸送部分主要有待裝箱產(chǎn)品分排輸送傳送帶、分組機(jī)構(gòu);③紙箱裝箱開箱部分主要有待裝箱產(chǎn)品裝箱機(jī)構(gòu)、產(chǎn)品紙箱下沉開箱機(jī)構(gòu);④噴膠封箱整形部分主要有主輸送鏈機(jī)構(gòu)、前噴膠、左右噴膠及施壓裝置、整形輸出裝置。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
1-紙板供送部分;2-待裝箱產(chǎn)品輸送部分;3-紙箱裝箱成型部分;4-噴膠封箱整型部分
圖1開箱裝箱封箱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
1.2開箱裝箱封箱系統(tǒng)的工作原理
該機(jī)最大特點(diǎn)是由一頁根據(jù)包裝結(jié)構(gòu)形式需求，經(jīng)過壓痕的紙板在裝物品的同時自動折疊成紙箱進(jìn)行裝載物品，其工作原理是:將已灌裝的容器經(jīng)輸送帶輸送到分組輸送機(jī)構(gòu)進(jìn)行包裝分組，進(jìn)入裝箱機(jī)構(gòu)，同時單張紙板由紙板下吸機(jī)構(gòu)將其從紙板儲存區(qū)吸下，放到紙板輸送機(jī)構(gòu)上輸送到裝箱機(jī)構(gòu)處，然后隨同容器一起由產(chǎn)品紙箱下沉開箱機(jī)構(gòu)處下降到主輸送鏈機(jī)構(gòu)，在這一過程中，紙板按照折痕進(jìn)行了初步的開箱，隨著主輸送鏈機(jī)構(gòu)間歇式的輸送過程完成噴膠及施壓粘合、整形輸出包裝機(jī)，完成整個包裝過程。其包裝工藝流程如圖2所示。
圖2包裝工藝流程圖
2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
開箱裝箱封箱系統(tǒng)因其動作復(fù)雜、干擾信號多、包裝產(chǎn)品品種、規(guī)格多等特點(diǎn)，因此可編程控制器(PLC)被應(yīng)用在其控制中，這是因?yàn)镻LC具有工作可靠、抗干擾能力強(qiáng)、與工業(yè)現(xiàn)場信號直接輸入、輸出連接容易、編程簡單、安裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)。
2.1 控制系統(tǒng)組成
該開箱裝箱封箱系統(tǒng)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是根據(jù)待裝箱產(chǎn)品的工藝流程對各部分進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，控制動作主要包括:紙板供送、待裝箱產(chǎn)品輸送、紙箱裝箱開箱、噴膠封箱整形。為完成以上各動作要求，本設(shè)備控制系統(tǒng)主要由PLC、各種光電開關(guān)、接近開關(guān)、磁性開關(guān)、電磁閥、交流伺服電機(jī)及其控制系統(tǒng)等部分組成，其控制原理如圖3所示。
圖3控制原理圖
2.2 PLC選用
開箱裝箱封箱系統(tǒng)的工作方式分為手動和自動連續(xù)式2種方式，考慮到該設(shè)備輸入點(diǎn)數(shù)21個，輸出點(diǎn)數(shù)15個，可靠性、經(jīng)濟(jì)性，該設(shè)備控制器選用歐姆龍公司生產(chǎn)的CP1H-X40DT-D型號的PLC，該型號的PLC是具有24個輸入點(diǎn)和16個輸出點(diǎn)，其中有4軸脈沖輸出，可用來通過伺服控制系統(tǒng)控制交流伺服電機(jī)，完全能滿足開箱裝箱封箱系統(tǒng)的控制任務(wù)。
2.3 I/O地址的分配
根據(jù)PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)及控制要求，該開箱裝箱封箱系統(tǒng)I/O地址的分配如表1所示。
2.4 PLC外部接線圖
根據(jù)開箱裝箱封箱系統(tǒng)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)及控制要求的需要，本控制系統(tǒng)選用歐姆龍CP1H-X40DT-D型PLC，其外部接線如圖4所示。
2.5 程序流程圖
開箱裝箱封箱系統(tǒng)(http://www.yuzhuangsh.com/)控制復(fù)雜，動作協(xié)調(diào)性高，因此在控制中除應(yīng)用了PLC作為主控單元外，還用到了光電開關(guān)、磁性開關(guān)、接近開關(guān)、交流伺服電機(jī)等元件，保證該設(shè)備的高可靠性。在該包裝設(shè)備編程過程中考慮到調(diào)試、維修的需要，其工作模式設(shè)置了手動和自動兩種控制方式，其控制流程圖如圖5所示。
表1 I/O地址分配值
圖4PLC外部接線示意圖
圖5控制流程圖
3 結(jié)論
在消化吸收國內(nèi)外同類開箱裝箱封箱系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，更多的使用氣動裝置代替機(jī)械裝置，簡化了機(jī)械傳動鏈，使該設(shè)備運(yùn)動可靠性更高。本文在對開箱裝箱封箱系統(tǒng)的工作原理及已設(shè)計(jì)的機(jī)械、氣動系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，對PLC控制器的I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行分配，并設(shè)計(jì)了PLC接線圖及程序控制流程圖。研制的開箱裝箱封箱系統(tǒng)價格低，可靠性高，必將大范圍的代替進(jìn)口設(shè)備，改變目前食品、飲料等行業(yè)的裝箱現(xiàn)狀，為我國企業(yè)提高生產(chǎn)效率奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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