随着贸易全球化的蓬勃发展,不同尺寸规格产品的包装需求扩大,大量企业的打包线员工长期处于高负荷工作状态,我国包装行业对高适应性包装设备需求日益增加。智能包装设备能够缩短单件产品包装时间,尤其是不同规格尺寸产品同批次包装的耗时,减轻打包线员工的工作负担,同时也降低对员工熟练度的要求,故对包装设备作业流程进行数字优化,实现设备的智能化改造势在必行。本文基于企业项目“薄膜包装自动化成套设备开发”的需求,旨在开发一种卷材规格快速识别、包装作业自动完成并翻转送出的智能包装设备,并对其机械结构、控制硬件系统开发及软件编写三方面进行研究,实现卷材包装的一体化流程。主要研究工作和结论包括:（1）同企业及其销售商合作,对常用圆柱形卷材进行统计分析,获取市场主流圆柱形卷材规格数据,选取市场需求最多的卷材规格进行研究。对卷材包装工艺路线与流程进行分析并优化,利用UG设计能满足卷材运输、测量、包装、翻转功能的不同工位,在尽可能小的运动空间中完成所需的包装工艺。此外,本研究还打破传统直线型包装线的固有模式,设计了更加紧凑“Z字型”的包装路线,有效降低了对包装车间场地规格的要求。（2）运用ABAQUS对卷材到达包装升降工位导轮时的冲击进行有限元分析,以气缸的推力作为预定义场,并以机构关键点的空间坐标为条件,计算求解卷材到达包装升降工位时的冲击,将计算结果导入fe-safe计算完成疲劳寿命校核。运用ADAMS对卷材的翻转机构进行运动学分析,以翻转机构转动角加速度最小为优化目标、翻转气缸距铰接点的距离为因素,以其关键点空间坐标为约束条件,运营MATLAB运用局部最优解算法针对上述卷材翻转机构翻转并平稳将卷材送出的过程进行优化求解,通过翻转机构前后比对验证设计优化结果的正确性。在翻转机构满足空间要求的前提下,确保其平稳作业的完成,确保卷材包装的良好品质。（3）进行硬件系统的集成开发。综合分析智能包装设备的控制系统功能需求,对整体系统进行总体规划;结合所需选择合适的硬件设备型号与数量;就主要电路及其低压电路分配和伺服驱动器等电气原理图进行设计;在TIA Portal V15.1软件中进行加载所选设备并完成硬件组态与网络配置,实现其硬件开发,为后续触摸屏功能的开发及控制程序的编写提供研究支撑。（4）进行上位机控制界面及控制器程序研究。采用scl语言进行整体控制程序的编写,以流程图的形式进行介绍。在编写过程中借助FB块的编写与调用,降低控制语句的重复编写。将测量工位的实时数据代替人工指令,作为后续工位的关键指令输入,极大缩短不同卷材的包装间隔,有效提升卷材的包装效率。从卷材规格测量到包装完成并送出均由系统自主运行,仅需操作人员提供纸盖与气泡膜的物料补充,即可实现不同规格卷材的智能识别与高效包装。从功能需求出发,分别对触摸屏功能开发及PLC的控制程序进行设计,包括其人机界面的操作、监控与报警等画面功能与电控件的控制程序的设计,不仅便于安装初期的性能调试,也为后续的故障判断提供有力支撑。