智能全自动包装机创新设计研究

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摘要：利用PLC技术、变频器技术等开发一种智能全自动包装机。介绍该设备的整体结构及控制系统设计方案。该设备具有较高的可靠性、可操作性和可维护性，能够提高包装质量、精度及效率，降低次品率，满足生产要求，适宜推广使用。

关键词：智能包装机；全自动；PLC；结构；控制系统

在我国，包装机械行业是一个新兴行业，虽然发展较快，但仍有很多不足，如传统包装机存在费事、费力、效率低等问题。随着机电一体化、自动控制等技术的不断进步，对包装机的生产效率、稳定性及可靠性提出了更高要求。因此，如何实现包装机的智能化、自动化及多功能化已成为国内外包装机研究的重点。沈阳航科公司与沈阳工程学院合作开发出一种基于PLC的电子元器件智能全自动包装机。根据市场对电子元器件包装的需要，利用PLC技术、变频器技术等设计智能包装机整体结构及运动控制系统，该控制系统可以满足包装机的运动控制要求，提高包装质量、精度及效率，降低次品率。该设备具有较高的可靠性、可操作性和可维护性，能够满足客户的实际要求，适宜推广使用。

1智能全自动包装机的结构设计

该设备主要由送料传送带入料组件、送料传送带出料组件、进料口组件、旋转用伸缩气缸转动取包装袋组件、包装袋料槽、升降丝杠滑台组件、支架平台组件等组成（如图1所示）。该设备可实现电子元器件的自动包装功能，操作人员只需将电子元器件放入送料传送带组件的传送带指定区域内，该设备即可完成电子元器件的送料、包装袋的取袋、送袋、开袋、电子元器件通过入料口入袋、包装成品的落袋、包装成品的出料传送到指定位置的一次工作循环。一人可以同时操作多台设备，效率相比人工包装提高5倍以上，达到工厂提质增效的目标。该设备的动力为电源、气源。其控制系统利用可编程控制器、人机界面、滚珠丝杠电机实现包装机全自动稳定可靠运行，达到准确控制、提高产量和降低成本的目的。

2智能全自动包装机的控制系统设计

根据现场生产要求，控制系统主要由两部分组成：1）控制部分。采用三菱FX1N－24MT－001可编程控制器（PLC）。2）执行部分。包括传送带、滚珠丝杠、旋转用伸缩气缸、气动吸嘴组件等。控制系统结构框图如图2所示。2．1控制部分。控制器PLC采用三菱FX1N－24MT－001，它是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC，具有扩展输入输出、模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性，广泛应用于一般的顺序控制。其结构紧凑小巧、执行速度快、功能强大及价格低廉等特点符合该设备控制系统各方面要求。在控制系统中，表格式的伺服控制编程方式简易实现了伺服控制，其高速脉冲直接驱动伺服电机。I／O点分配如图3所示。2．2执行部分。2．2．1传送带组件。传送带组件主要由入料传送带和出料传送带组成。入料传送带按照设定转速决定其生产袋数，由变频器编程控制设定的频率值决定其转速。2．2．2滚珠丝杠平台组件。丝杠平台组件主要提供包装袋的进给，根据入料传送带的入料包装速度，持续提供包装袋。包装袋需由人工填装到平台上（一次约2000袋），包装袋耗尽则系统自动报警停机，待人工重新装填，再开机继续运行。2．2．3旋转用伸。缩气缸组件旋转用伸缩气缸组件主要用于固定气动吸嘴组件。初始状态为气缸推出，使气动吸嘴组件铅锤向下，即吸取包装袋的待机位置；工作时，气缸收缩拉紧，带动气动吸嘴组件旋转至水平，使包装袋开口向上，即与进料口对接位置。重复此运动，即完成吸取包装袋、运送包装袋的过程。2．2．4气动吸嘴。组件气动吸嘴组件由固定气动吸嘴、转动气动吸嘴、转动平台等组成。工作流程为：由旋转用伸缩气缸带动转动平台转至滚珠丝杠平台处加气吸取包装袋，转动90°至进料口处，固定气动吸嘴加气吸取包装袋另一侧使包装袋口打开，待产品落入袋中，断开气源使包装袋自然下落至出料传输带上，完成一个工作循环。

3结语

采用PLC技术、变频器技术、电感式接近开关等开发的智能全自动包装机具有结构简单、易于操作、加工产品范围广等优点，其产量与同类设备相比有很大程度的提高。该设备故障率低、稳定性高、产品次品率低、耗电量大大降低，是一种环保节能型装置。

参考文献

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［2］石辰三．我国食品包装设计研究［D］．长沙：湖南师范大学，2010．

［3］郭宗仁．可编程控制器应用系统设计及通讯网络技术［M］．北京：人民邮电出版社，2000．

［4］康瑞芳，刘鑫．基于DSP全自动食品包装机控制系统设计［J］．控制工程，2017（2）：336－340．

［5］田常青．基于GLM－E吹气式自动贴标机自动扫码贴标机设计［D］．沈阳：辽宁工业大学，2016．

作者:于 佳 孙荣国 宋金楷 单位:1.沈阳工程学院 2.辽宁联合航空发展有限公司