在現代商業生產流通領域中產品的流通與運輸都離不開包裝。在眾多包裝形式中紙箱包裝的應用最為廣泛。紙箱自動包裝機 PLC控製係統設計可以彌補傳統紙箱自動包裝的缺陷，使得紙箱自動包裝更加高效。

1 紙箱自動包裝機結構與工作原理

紙箱自動包裝機最大的特征就是按照包裝結構形式需求，經過壓痕的紙板在進行物品包裝的時候自動折疊成為紙箱來進行物品的裝載，進而實現紙箱包裝的效果。紙箱自動包裝機的設備結構主要由紙板供給、待裝箱產品輸送、取紙箱板、紙板傳送、紙箱折疊成型、噴膠、封箱粘合等構成。其中，紙箱板供給部分由紙箱板儲存庫、紙箱板等待工位、紙箱板水平輸送、紙箱板供給副托叉等，以完成對紙箱自動包裝機的紙箱板供應，以滿足紙箱自動包裝機對紙箱板的不間斷供應需求，使得紙箱板的供應更加順暢。待裝箱產品輸送分為兩個部分，其中一部分是變頻調速控製電機運行速度，使得包裝線上的待裝箱產品可以根據係統設計規律來進行輸送，其中的缺貨檢測保證待裝箱產品的連續供應。另外一部分是包裝機的主驅動通過機械傳送，按照主機運行的節奏來進行傳輸待裝箱產品。取紙箱板是通過包裝機伺服點擊驅動，通過從動的方式來與主驅動進行同步工作，帶有兩組吸盤，兩組吸盤交替取紙板，從而可以提升取紙板的效率。紙板傳送是將紙板通過不同工位傳送到上貨處，動力由主驅動提供，其中的缺紙板檢測可以保證紙板的充分供給。推貨結構部分是進行分貨後的整理，通過推貨杆來進行推貨處理，貨在經過無動力過渡板時可以排列的更加緊密，進而提升包裝質量。紙箱折疊成型，噴膠、封箱粘合完成，按照紙箱的結構來確定具體噴膠的位置，封箱粘合的程度要適當合理，以保證封箱的質量。

2 紙箱自動包裝PLC控製係統設計

2.1 PLC技術

紙箱自動包裝機的主要特點是動作繁雜，十分容易受到外界信號的影響與感染，並且在針對不同產品進行包裝的時候需要辨別不同的種類與規格，這一要求給紙箱包裝設計帶來了一定的操作困難。伴隨著計算機技術與與自動化技術的發展，人們開始使用可編程控製技術，即為 PLC 技術運用在紙箱包裝機中，以便對紙箱包裝機進行有效合理的控製。PLC 技術為可編程邏輯控製器，其采用一類可編程存儲器，主要用於內部存儲程序、邏輯運算、順序控製、定時、計數以及算數操作等麵對用戶的指令，並且利用數字與模擬式的輸入輸出控製不同的機械設備或生產過程。PLC 技術是以微處理器為核心的數字運算處理電子係統裝置，主要用於工業應用，能夠控製各種機械設備的工作以及生產過程。PLC 技術是計算機技術與傳統的繼電控製技術融合的產物，彌補了繼電控製係統中機械接觸點接線複雜、可靠性較低、能源消耗高、靈活性較差的缺陷，充分利用了微處理器的優點，同時對現場操作人員的要求較低。尤其是 PLC 的程序編製，不是專業的計算編程人才也可以使用。PLC 技術使用了繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式，可以使得操作人員通過形象、直觀的畫麵來進行操作。後期使用的調試、差錯與維護也相對簡易。PLC 技術運用在紙箱自動包裝機上隻需要進行少量的程序編製工作就可以高效的將 PLC 技術運用到生產實踐中。

2.2 紙箱自動包裝PLC控製係統設計

2.2.1 紙箱自動包裝 PLC 控製係統

對於紙箱包裝機的 PLC 控製係統來說，主要是根據待裝箱產品的工藝流程對其中不同的部分進行協調管理。對於紙箱自動包裝機控製係統來說，主要控製內容就是紙板的供應、待裝箱產品的傳輸、紙箱裝箱成型、噴膠封箱等一係列過程。為了高校的完成紙箱包裝工作，並且滿足紙箱包裝的共組哦需求，本次設計的PLC 自動控製係統包括各類型光電開關、接近開關、磁性開關、電磁閥、內部控製係統等。上述結構為 PLC 自動控製係統的設計打下了一定的物質基礎。

（1）PLC 技術的選擇。紙箱自動包裝機主要有兩種工作模式，分別為自動連接與手動連接。自動連接與手動連接需要根據紙箱自動包裝的實際需求來進行選擇。因此，在使用PLC 技術時也需要結合實際情況來進行選擇，並且將經濟性因素考慮進去。由於紙箱自動包裝機的設備輸入點與輸出點之間並不相同，因此操作人員需要結合相應的設備並且加以利用，以達到控製伺服電機的目的。

（2）分配輸入輸出地址。紙箱自動包裝機在分配輸出、輸入地址任務的過程中可以按照 PLC 控製係統的輸入、輸出點數及其相關性的控製來進行，以便更好的保證紙箱自動包裝機的正常工作。

（3）PLC 係統外部接線安排。PLC 外部接線圖的設計需要按照紙箱自動包裝機的輸入點數、輸出點數和內部控製實際需求來進行接線安排。對於一般控製係統來說，常用的 PLC外部接線設計需要進行合理的優化處理，同時兼顧一定的抗電磁幹擾功能。

2.2.2 紙箱自動包裝 PLC 控製係統設計——以噴膠控製係統為例

紙箱自動包裝 PLC 控製係統中的噴膠控製係統是紙箱自動包裝中的關鍵環節，噴膠控製係統主要是哦用於粘箱式紙箱自動包裝，工作原理是使用熔膠係統將熱熔膠溶解成為液體，然後再使用電磁閥來對噴嘴閥芯進行控製。在壓縮空氣的作用下把融化了的熱熔膠呈條狀噴射到紙箱的麵上，待熱熔膠溫度下降冷卻後就完成了紙箱的粘合工作。這種通過熱熔膠粘合的技術不會使用到金屬釘子，更加有助於保證紙箱內貨物的安全，尤其是當紙箱內存儲的貨物為軟質物體與液體物體的時候熱熔膠的使用尤其重要，並且也是的紙箱更加堅固耐用，有利於紙箱內物品的長途運輸。另外，由於紙箱的粘合不需要釘子，所以紙箱在回收時更具有環保效果。同時，這一方法中的熱熔膠縫合控製的水平將會直接影響到紙箱的自動包裝的質量。根據當前紙箱自動包裝的要求，PLC 技術下的噴膠控製係統十分有必要，其能夠根據紙箱規格大小的不同，靈活的調整熱熔膠噴射的長度、方式以及時間，進而實現點、條、霧等不同的出膠形式。一般來說，常用的 EVA熱熔膠的噴膠過程中加熱溫度不得超出 200 攝氏度，否則膠體有可能出現燃燒。EVA 熱熔膠的冷卻固化需要在室溫下完成，較為理想的溫度為 15 攝氏度到 26 攝氏度，室內濕度需要保持在 50%。

紙箱自動包裝機的 PLC 噴膠係統設計：

紙箱自動包裝的噴膠過程需要將熱熔膠噴在需要包裝的紙板上，需要精確的控製噴膠的位置、噴膠的長度以及噴膠的時間等具體參數，如參數控製不夠合理則會影響到紙箱成型的最終質量。

其中，控製器會對溫度與壓力進行檢測，以判斷熱熔膠的實時溫度與壓力，一旦溫度與壓力達到工作要求，則會驅動電磁閥轉向，壓縮空氣經過膠管、膠分配器以及開關等部件直至噴嘴，處於熔融狀態的 EVA 熱熔膠將被噴射到紙箱表麵；電機會持續帶動噴膠頭不同移動，以便在紙箱表麵噴射出既定長度的膠條。在完成膠條噴射後，電磁閥會複位，壓縮空氣被截止而中斷噴膠工作。通過人際交互界麵可以對噴膠過程中的一係列參數進行設置。

係統硬件：本次係統設計考慮到噴膠加工工藝特點以及性價比，最終選擇日本三菱公司生產的 FX1N-40MR PLC 作為控製器，作為噴膠係統現場數據收集、轉換以及控製的設備。該 PLC 控製器結構緊湊，具有較高的通用性，配置相對更加靈活，不僅僅可以作為單獨的 PLC 控製設備使用，還可以作用 I/O 子站，與現場總線以及多台 PLC 構成分布式的大型控製係統，對生產線進行批量化的操作。本次設計係統中的噴膠控製係統主要用於紙箱的粘合，需要在紙箱的三個受膠麵（分別為兩個側麵以及一個頂麵）上準確的按照需求進行連續噴膠以及間斷噴膠。係統中所需要使用的輸入點有激活噴膠輸入點、設備運行輸入點等；係統中所需要使用的輸出點有控製頂噴膠以及側噴膠的氣閥開關輸出點、控製頂噴膠馬達離合器結合的輸出點，在設備運行中加熱降溫或氣壓不足需要停機的輸出點等。

係統軟件：PLC 控製係統為掃描工作方式，每一個掃描周期分為三個階段，分別為輸入掃描、程序製定以及輸出刷新。在按下設備開關後，空氣壓縮機以及設備熔膠係統則會進行工作，經過空氣壓力繼電器以及溫度控製器對溫度以及壓力進行檢測，當溫度與壓力達到預先設定的數值時，空氣壓力繼電器與溫度控製器的常開觸點閉合，初步完成噴膠工作的條件；進而 PLC 技術將獲取控製麵板中事前輸入的噴膠方式、噴膠時間、噴膠長度、噴膠量等不同數據來進行噴膠，同時對噴膠頭的安全門進行複核，保證其處於關閉狀態。噴膠進行中的溫度高達 150 攝氏度，並且在噴膠時處於噴射狀態，因此需要在噴膠頭周邊裝設有機玻璃安全門以保證安全。噴膠頭在正常工作的時候，安全門處於關閉狀態，以便保證噴膠的安全進行，同時還可以實時觀察噴膠的噴射狀態。假如安全門由於故障或其他原因被打開，則噴膠設備會緊急製動停止，在安全門正常關閉後點擊複位按鈕則可以讓設備繼續進行噴膠。而後，電磁閥得電換向，噴膠頭打開，熔膠會在其自身的壓力下自動噴出。在噴膠粘合的過程中噴膠的程度需要控製電機拉動噴頭按照預定軌跡運動來完成，電機的運行以及噴膠頭的持續噴膠能夠噴射出指定長度的膠條。通過 PLC可以自由設定噴膠時間，並且在既定標準範圍內任意調節噴膠量。通過，利用 PLC 可以控製噴膠頭以間歇式的方式在紙箱的側麵噴出任意長度、連續或斷續的膠段。噴膠頭的開關主要由電磁閥的換向來完成。當熔膠壓力得到預先設定值後，電磁閥的電換向，噴膠頭則打開進行噴膠，安全門關閉；當達到預先設定時間後，電磁閥失電轉向，噴膠頭關閉停止工作。

係統調試：噴膠 PLC 控製係統的調試分為軟件與硬件調試兩個部分。其中，硬件調試主要檢查設備的電控元件是否正常、線路連接是否正常、設備的抗幹擾手段是否生效；軟件調試主要對係統進行整體調試，再分模塊進行逐步調試，以分析每一模塊是否能滿足生產需求，做好後期軟件維護工作，避免工作異常情況出現。

3 結束語

紙箱自動包裝機 PLC 控製係統的設計需要根據待包裝對象的特點來進行程序的編寫，通過設置不同的數據參與來達到待包裝對象的包裝需求。PLC 控製係統彌補了傳統繼電器控製機械的缺陷，使得紙箱自動包裝的效率更高、質量更好、安全性更高。本文以紙箱自動包裝機噴膠 PLC 控製係統為例進行了研究，認為PLC 控製係統使用便捷，安全可靠，效率更高，值得在紙箱自動包裝中投入使用。

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