全自动高速纸箱包装机的设计及电气控制

摘 要：随着包装行业的发展，纸箱包装以其具有的档次高、适用于长途运输等优势，获得了广泛的应用，但是当前纸箱包装机的包装效率比较低，难以完全满足包装需求，因此研发一种全自动高速纸箱包装机具有重要意义，基于此为本文对全自动高速纸箱包装机的设计及电气控制进行了探讨。

关键词：全自动高速纸箱包装机;设计;电气控制

当前，产品包装行业中热收缩膜包装应用比较广泛，尤其是在饮料包装领域，由于其具有经济性好、安全可靠性高、运输便利等方面的优势，应用的非常普遍。不过这种包装方式的缺陷也是十分明显的，主要体现在包装的规格和档次比较低，而且不适用于跨区域的长途运输。为了解决这一问题，纸箱包装越来越受到人们的关注，纸箱包装可以和热收缩膜包装形成互补，从而有效的促进饮料包装行业的发展。就当前的发展情况而言，我国纸箱包装机的包装能力比较有限，并不能够完全满足产品生产线的包装需求，在这样的情况下，迫切需要提高纸箱包装机的包装能力，基于此文本设计了一种全自动高速纸箱包装机，能够有效地提高包装效率。

1  全自动高速纸箱包装机结构组成及作用原理

全自动高速纸箱包装机主要包括以下几部分结构：纸板箱供给以及取纸箱板、瓶输送、纸箱板传送、分瓶、推瓶、喷胶、纸箱折叠成型与封箱粘合等。在这些部件中，纸板箱供给的主要作用是为包装机提供纸箱板，利用这一部件，能够实现不间断的纸箱供应，可以有效的提高纸箱的供应效率。在全自动高速纸箱包装机中，其瓶输送系统主要包括两部分，这两部分的功能分别如下：第一部分的主要功能是控制电机的运行速度，采用的方式是变频调速，其能够将待包装的产品，按照包装要求来进行输送，同时还会检测输送产品的连续性，防止出现缺瓶的问题，并将带包装产品输送到纸箱包装机，由纸箱包装机对其进行包装;第二部分的功能是通过主驱有由机械来进行包装传送，其产品输送的节奏和纸箱包装机主机的运行节奏是一样的。

全自动高速纸箱包装机能够实现自动取板、分瓶和推瓶等操作，下面对这些操作的工作原理进行分析。其取纸板的操作是有伺服电机在主驱动和从动同步运行方式驱动下完成的，在包装机的取纸板装置中，设计有吸盘两组，能够实现交替取纸板，通过这样的方式可以提高取纸板工作的效率;分瓶功能则是在分瓶伺服电机和主驱动电机共同控制下来实现的，其能够按照一定的规律将待包装的瓶子进行分组，从而方便包装工作的高效、快速进行;推瓶结构的主要作用是，在完成分瓶工作后，对瓶子进行整理，推瓶功能的实现依靠的是推瓶杆，此外推瓶结构还有一个作用，即当瓶子被输送到过渡板时，要通过推瓶来提高瓶子的紧密性，从而使包装的质量得到提升。此外，在包装机中，纸板传送结构会将其取到的纸板输送到上瓶处，然后包装机可以完成纸箱的折叠成形、喷胶、封箱粘合等，从而完成饮料的包装。在实际运行过程中，需要根据纸箱的结构形式来确定喷胶的位置，对纸箱进行封箱粘合，最终完成包装工作。

2  全自动高速纸箱包装机设计方案与控制原理分析

在进行全自动高速纸箱包装机的设计时，需要设计运行控制系统、运行位置检测装置以及包装周期等。

控制系统主要包括运动控制器以及人机界面、伺服电机、伺服驱动器、检测元件、执行元件、变频器与电机等设备。在实际运行过程中，总控制器通过Motionbus总线连接的方式控制伺服驱动器，进而控制伺服电机。在其控制系统中设置有五台伺服电机，其中主驱动伺服电机一台，从动四台;同时，还设置有电机五台，有变频器进行控制，具体的控制实现方式是CANopen总线。

在全自动高速控制包装机上，其伺服电机上是设置有旋转编码器的，当包装机在进行包装工作时，伺服控制器会根据旋转编码器传输回来的数据来控制伺服电机，从而实现对其的闭环控制，通过这样的方式来保证包装机运行的安全、平稳。基于这一设计，也能够实现运行位置检测功能，在编码器上设置有專用的接口，利用这一接口就能够将主编码器中的数据传输的运动控制器中，这样利用控制器中的数据就能够确定包装运行的位置，实现包装位置的监测。

全自动高速纸箱包装器的周期设置主要基于推瓶装置来完成，推瓶结构中最重要的结构就是推瓶杆，设置一个检测器在推瓶杆工作所必须经过的位置，这样就能够对运动控制器的变化进行检测，然后基于测定的数据计算指出包装机的周期数据。

3  全自动高速纸箱包装机电气控制

全自动高速纸箱包装机的电气控制主要有以下几部分：首先，分瓶部分，分瓶功能的实现需要两个电机的交替配合，通过二者有规律的快慢交替，实现分瓶;其次，纸箱供给部分，对于包装机而言，纸箱供给包括水平和垂直供给两部分，垂直供给和水平供给分别需要两个电机来进行驱动。最后，是取箱板的结构部分，这部分需要一个主驱动电机和一个伺服电机实现控制。

结论

随着纸箱包装成为重要的保障方式，研发具有优异性能的全自动高速纸箱包装机具有重要意义，可以提升包装机的包装能力，从而有效地满足包装产品的需求，推动我国包装行业的发展。

参考文献：

[1]张有良， 彭英民， 苟向民. 全自动高速纸箱包装机的设计及电气控制[J]. 包装与食品机械， 2007（06）：48-51.

[2]仇海东. 全自动高速纸箱包装机的设计与电气控制[J]. 产业与科技论坛， 2014， 000（007）：51-52.

[3]张明科. 全自动纸箱包装机的设计与实践[J]. 产业与科技论坛， 2014， 013（006）：84-85.

作者简介：

贺晓丹，1986年10月，女，汉，湖北省武汉市人，本科学历，专利审查员，研究方向：包装机械。