天然橡胶及其制品的生产制造对国计民生非常重要。天然橡胶作为一种战略物资拥有其他材料不具备的绝缘性、回弹性和可塑性,且各项性能优良,其制品在国防和经济等领域得到了广泛应用。自2007年起,中国已经成为全球天然橡胶消费量第一的国家。2015年我国橡胶种植面积为115.8万公顷,产量为86.48万吨,位居世界第六。天然橡胶鲜胶乳需要经过过滤→凝固→压薄→压绉→造粒→干燥→打包→称重和包装等工艺过程、加工成橡胶包后才方便运输和应用,其中打包是天然橡胶加工生产线上的一道重要工序,目前天然橡胶的打包工艺主要使用液压打包机,上料时需要2-3人手工将胶包搬到打包箱内,需要的人工多,生产成本高,自动化水平低。本课题拟研究天然橡胶打包机的机械结构及其控制系统,开发出能自动上料和打包的全自动打包机,解决现有液压打包机在作业过程中用工多、工人劳动强度大的问题,这对天然橡胶初加工行业的工艺革新具有重要意义。本研究主要包含了以下几个方面的内容:(1)调研和分析了天然橡胶初加工打包工序的生产工艺、打包机的结构组成以及生产环境,通过文献检索的方法总结天然橡胶打包机的研究现状,指出了天然橡胶打包过程中存在的关键问题并加以分析,给出了解决方案。(2)在解决自动上料、起包等关键问题的基础上,提出了天然橡胶全自动打包机的工艺流程,以三维模拟的方法构建了天然橡胶全自动打包机的结构方案。(3)对天然橡胶全自动打包机的控制部分进行系统设计。把控制系统的实现作为研究目标,对天然橡胶全自动打包机的控制需求做详细分析,设计并制作了一套基于PLC的完整控制系统。完成的工作包括系统的硬件选型、控制系统接线原理图的设计、主控单元软件程序的设计和人机界面操控系统的设计。(4)按照设计方案制造样机,安装和调试设备,在天然橡胶初加工生产线上测试了样机的相关性能。测试结果表明:样机能按照设计需求有序执行控制系统的命令,在无人参与的情况下完成自动打包任务,说明样机性能可以满足设计需求。最后结合打包机已实现的功用提出了天然橡胶全自动打包机的发展趋势。本研究的创新点在于:(1)改变传统的人工搬运上料方式,采用微机控制传动带与气压动力平移机械手配合的自动方式上料;(2)改变原有打包方式,使出料更加便捷,有效避免了卡包的问题。