全自動高速紙箱包裝機的設計及電氣控制

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，獲得了廣泛的應用，但是當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計及電氣控制進行了探討。

關鍵詞：全自動高速紙箱包裝機;設計;電氣控制

當前，產品包裝行業(yè)中熱收縮膜包裝應用比較廣泛，尤其是在飲料包裝領域，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品生產線的包裝需求，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構組成及作用原理

全自動高速紙箱包裝機主要包括以下幾部分結構：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，能夠實現(xiàn)不間斷的紙箱供應，可以有效的提高紙箱的供應效率。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速，其能夠將待包裝的產品，按照包裝要求來進行輸送，同時還會檢測輸送產品的連續(xù)性，防止出現(xiàn)缺瓶的問題，并將帶包裝產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有由機械來進行包裝傳送，其產品輸送的節(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實現(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動和從動同步運行方式驅動下完成的，在包裝機的取紙板裝置中，設計有吸盤兩組，能夠實現(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;推瓶結構的主要作用是，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，此外推瓶結構還有一個作用，即當瓶子被輸送到過渡板時，要通過推瓶來提高瓶子的緊密性，從而使包裝的質量得到提升。此外，在包裝機中，紙板傳送結構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)紙箱的結構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計時，需要設計運行控制系統(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、伺服驅動器、檢測元件、執(zhí)行元件、變頻器與電機等設備。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動器，進而控制伺服電機。在其控制系統(tǒng)中設置有五臺伺服電機，其中主驅動伺服電機一臺，從動四臺;同時，還設置有電機五臺，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，其伺服電機上是設置有旋轉編碼器的，當包裝機在進行包裝工作時，伺服控制器會根據(jù)旋轉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@一設計，也能夠實現(xiàn)運行位置檢測功能，在編碼器上設置有專用的接口，利用這一接口就能夠將主編碼器中的數(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置主要基于推瓶裝置來完成，推瓶結構中最重要的結構就是推瓶桿，設置一個檢測器在推瓶桿工作所必須經(jīng)過的位置，這樣就能夠對運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動。最后，是取箱板的結構部分，這部分需要一個主驅動電機和一個伺服電機實現(xiàn)控制。

結論

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，本科學歷，專利審查員，研究方向：包裝機械。