论文部分内容阅读
摘要：聚烯烃行业自动化的包装机械发展到今天，各类型自动化的设备已经不再完全依赖进口，国内的起企业已发展为多元化，多层次，多领域。我国近年来的高速发展，劳动力成本的不断攀升，自动化作业已是发展的必然趋势，设计的精巧程度大为提高。可编程程序的高速发展，应用领域极为广泛，计算机水平的不断发展提高，已成为自动化包装机领域及各个自动化领域中占有绝对的控制地位。包装码垛套膜自动化包装生产线可对聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物的聚烯烃颗粒物料进行半自动化包装码垛作业，便于物料环节的包装、仓储、汽运或者火运和对外供货，自动化包装、码垛生产线主要由主秤、制袋机、上下封口机、立袋到平移输送机、金属物报警机、复检秤、剔除机、二维码打印机、高位上坡输送机、转位机、编组机、码垛升降机、输送机、外覆膜机等机构组成。通过既定的工作流程、对全部生产线的各个环节进行多点控制，对生产过程中出现的各类条件达不到的故障，供袋尺寸不及时、垛型不正、开关误动作，限位装置触发等，进行多手段预警。机构具有上手冗余，维护便捷，维修频次低等好处。依据客户需求，配备专用线缆和激光打印机、具有打印物料牌号、生产日期、当班班次、物料生产时第几批、几号线等多样用途。可与电脑相连，对包装码垛套膜自动生产设备实施即时监视、互联网处理故障和在线有效管理。
关键词：PLC;控制系统;包装码垛自动生产
一、包装机的背景
多年来，机械化系统和计算机信息化相配合，大幅度地提高包装生产速率和公司的效益增长，因此，配合机械电器共同发展的技术，达到预定放料的计算机放料控制是效益必然的走向。包装码垛套膜生产线以可编程控制器为系统主导，以人机界面为导入介质，PLC与变频柜通过数据控制线进行数字传输，完美配合对各类伺服电机转动速度、旋转方向及各类合闸元器件、中间继电器等的合理协调包装码垛套膜生产线，通俗来说，它是由定量输送机械、高位码垛机械、冷拉伸膜机械组成。
二、包装码垛重膜自动生产线机械系统设计
2.1基本设计数据
PP/PE：包装能力1600 bags/h;
EVA： 包装能力1200 bags/h
單袋重量：25kg/bag
料袋形式：M型薄膜袋卷
称重包装及检测单元（单线）
称重能力：1600bags/h
称重重量：25kg/bag
单袋误差：-25～+25g（ 2σ）
结构形式：伺服单秤
堆料样式：专利型链条高位
摆放方式：2*3混搭，5包/层，8层/托盘（1000kg），最高13层/托盘
其它
设备噪音：低于85分贝@1m;
容积约为1.5m3入口法兰，采用不锈钢材料，内壁抛光，四角圆滑过渡，料斗中心带有流量调节锥。
称重系统具有自动去皮、自动零位跟踪、重量自动补偿。
重膜自动包装机结构紧凑，自动化运行，运行高效迅速。其突出特点是称重速度快，操作稳定，上封及下封口牢固，能够确保产品重量精度符合国家标准。
底封口冷却系统：利用空调系统进行冷却，保证环境温度高时封口也能及时冷却，提高了封口的可靠性;
料袋排气：在空料袋上进行袋口打孔排气;
将满袋料由装袋工位夹送至顶封袋位置，驱动机构在后工位时，驱动机构带动手爪将料袋夹持，待装料装好后，随着驱动机构向前行进，在行进中，气缸带动手爪向外部动作，待重膜袋口闭合，驱动机构在前位时，待口封机构夹住料袋后，气缸带动手爪张开，完成一个料袋的工作位转换。
主要是将满装的料料袋由顶封工位送至顶封冷却位置，摆动机构在最下位时，运转机构带动手抓将袋子夹持，待顶封完成后，电机机构运行到前位，等顶封冷却机构将包装袋固定后，运行机构带动手抓张开，完成一个料袋的工作位置变换。
送袋机构输送未经裁剪的料袋并向控制器提供袋子尺寸，送袋运行之后，伺服减速电机连带主动滚筒快速运行，待供袋袋子长度达到要求。
底部封口机构按照预定袋长裁出一个无料料袋并对另外一个料袋的袋底部进行加热热封合。
袋长调节机构主要是在袋子长度长设定变化时，校正角部封口在于合理位置。当适当改变时，在操作界面处设置需要调整的量，电动机带动齿轮转动，从而带动托辊做垂直移动，从而达到改变长度的要求。
供膜卷机构主要的作用是将定量膜卷引入包装机并备用定量膜卷。
膜卷举升机构主要利用电力横杆，是将重膜卷翘起，易于供膜机构打开重膜膜卷。重膜卷穿入支持架子放置后，机器左右摇臂，将重膜卷抬高，架子将恒定在一不动位置，直至重膜膜卷使用完毕。
立袋输送机是袋成型自动包装机相对独立的一个功能单元，主要由底封冷却机构、升降机构、输送组件等组成。
调整立袋输送机的高度，减速电机运转带动蜗轮蜗杆转动，从而通过升降架带动输送组件上升或下降。
输送组件：与各手爪配合输送满料袋，最后将包装完成的料袋输送出包装机。
环形袋式式运输机，可有效检验出料编制袋内是否含有不利于质量的黑色金属或其他金属物体，检测到多手段发出报警。额外配备大功率声光报警。
通过电机带动刮板实现双向剔除。拣选动作速度快，发生拣选时不会导致其它输送暂停。
喷码输送机，设备安装喷墨打号机，打印头可选择安装在左侧或右侧，可打印数字、字母、及其二维码。
斜坡输送机，将料袋提升到一定高度，皮带选型需考虑料袋摩擦系数。
环形输送机，分多级级加速运输，可适当调整高度的上压机把经过19度坡度输送机整饰后，作用是使编制袋内的颗粒不堆积，为后工段达到到编组操作的目的。
转位机构可实现料袋水平面内转位，转位灵活，动作可靠，方便检修维护，端面注意圆滑过渡，防止戳破料袋。
皮带式输送机，可对料袋进行预编组并起输送缓停的作用。
皮带式输送机，气浮式缓停工位，对料袋进行自动编组（2+3或3+2）。
将分布为3+2的料袋运送到分层板处，而且在分层板动作时，对每一面料袋进行立体整饰。上整形采用压板形式。
电机驱动气浮式滑板，左右打开，把编组后的料袋码放到托盘上，分层板采用聚四氟乙烯板。
高架滚子链式升降机，该机器上下平顺，调整无偏斜，维护成本较低，运行周期较长。
用于放置清洗后的托盘，电机传动，光电感应向升降机输送空托盘。
链条式运送机，可运送垛盘。
框架采用加厚型钢，主体稳定、不变形，配备行程开关防护门，利于操作，注重安全。
称重、包装、码垛、冷拉伸膜机组控制系统
工控系统：以主程序为核心，对全部控制软件进行合理调控，内在具有正压或者负压监控、主动丢袋;
控制系统：以可编程控制器为核心，对整个控制系统进行统一协调控制;系统具有运行状态实时显示、故障报警自动显示输出的功能，并具有完善的故障保护及连锁停机等功能。
垛盘从码垛输送系统进入冷拉伸膜包装系统。垛盘输送到拉伸套膜包装机下方的垛盘输送机上，并由对射光电进行纵向定位。
结束语
拓宽机械眼界，了解和认识了将来在机械自动化的发展走向，在全部设计中凝聚了很多细节，同时培养在项目建设中工作的能力，建立了对本工作岗位工作实践的信心，使我积极的体会到了知识就是力量。虽然存在诸多不足，但是在整个撰写过程中所学到的经验和体验。
参考文献
[1]胡学林.可编程控制器教程.电子工业出版社.2001
[2]徐元昌.工业机器人.中国轻工业出版社.1998
[3]蔡鹤皋.机电一体化技术手册.北京机械工业出版社.2002
[4]靳哲.PLC的原理及应用.北京师范大学出版社.2008
关键词：PLC;控制系统;包装码垛自动生产
一、包装机的背景
多年来，机械化系统和计算机信息化相配合，大幅度地提高包装生产速率和公司的效益增长，因此，配合机械电器共同发展的技术，达到预定放料的计算机放料控制是效益必然的走向。包装码垛套膜生产线以可编程控制器为系统主导，以人机界面为导入介质，PLC与变频柜通过数据控制线进行数字传输，完美配合对各类伺服电机转动速度、旋转方向及各类合闸元器件、中间继电器等的合理协调包装码垛套膜生产线，通俗来说，它是由定量输送机械、高位码垛机械、冷拉伸膜机械组成。
二、包装码垛重膜自动生产线机械系统设计
2.1基本设计数据
PP/PE：包装能力1600 bags/h;
EVA： 包装能力1200 bags/h
單袋重量：25kg/bag
料袋形式：M型薄膜袋卷
称重包装及检测单元（单线）
称重能力：1600bags/h
称重重量：25kg/bag
单袋误差：-25～+25g（ 2σ）
结构形式：伺服单秤
堆料样式：专利型链条高位
摆放方式：2*3混搭，5包/层，8层/托盘（1000kg），最高13层/托盘
其它
设备噪音：低于85分贝@1m;
容积约为1.5m3入口法兰，采用不锈钢材料，内壁抛光，四角圆滑过渡，料斗中心带有流量调节锥。
称重系统具有自动去皮、自动零位跟踪、重量自动补偿。
重膜自动包装机结构紧凑，自动化运行，运行高效迅速。其突出特点是称重速度快，操作稳定，上封及下封口牢固，能够确保产品重量精度符合国家标准。
底封口冷却系统：利用空调系统进行冷却，保证环境温度高时封口也能及时冷却，提高了封口的可靠性;
料袋排气：在空料袋上进行袋口打孔排气;
将满袋料由装袋工位夹送至顶封袋位置，驱动机构在后工位时，驱动机构带动手爪将料袋夹持，待装料装好后，随着驱动机构向前行进，在行进中，气缸带动手爪向外部动作，待重膜袋口闭合，驱动机构在前位时，待口封机构夹住料袋后，气缸带动手爪张开，完成一个料袋的工作位转换。
主要是将满装的料料袋由顶封工位送至顶封冷却位置，摆动机构在最下位时，运转机构带动手抓将袋子夹持，待顶封完成后，电机机构运行到前位，等顶封冷却机构将包装袋固定后，运行机构带动手抓张开，完成一个料袋的工作位置变换。
送袋机构输送未经裁剪的料袋并向控制器提供袋子尺寸，送袋运行之后，伺服减速电机连带主动滚筒快速运行，待供袋袋子长度达到要求。
底部封口机构按照预定袋长裁出一个无料料袋并对另外一个料袋的袋底部进行加热热封合。
袋长调节机构主要是在袋子长度长设定变化时，校正角部封口在于合理位置。当适当改变时，在操作界面处设置需要调整的量，电动机带动齿轮转动，从而带动托辊做垂直移动，从而达到改变长度的要求。
供膜卷机构主要的作用是将定量膜卷引入包装机并备用定量膜卷。
膜卷举升机构主要利用电力横杆，是将重膜卷翘起，易于供膜机构打开重膜膜卷。重膜卷穿入支持架子放置后，机器左右摇臂，将重膜卷抬高，架子将恒定在一不动位置，直至重膜膜卷使用完毕。
立袋输送机是袋成型自动包装机相对独立的一个功能单元，主要由底封冷却机构、升降机构、输送组件等组成。
调整立袋输送机的高度，减速电机运转带动蜗轮蜗杆转动，从而通过升降架带动输送组件上升或下降。
输送组件：与各手爪配合输送满料袋，最后将包装完成的料袋输送出包装机。
环形袋式式运输机，可有效检验出料编制袋内是否含有不利于质量的黑色金属或其他金属物体，检测到多手段发出报警。额外配备大功率声光报警。
通过电机带动刮板实现双向剔除。拣选动作速度快，发生拣选时不会导致其它输送暂停。
喷码输送机，设备安装喷墨打号机，打印头可选择安装在左侧或右侧，可打印数字、字母、及其二维码。
斜坡输送机，将料袋提升到一定高度，皮带选型需考虑料袋摩擦系数。
环形输送机，分多级级加速运输，可适当调整高度的上压机把经过19度坡度输送机整饰后，作用是使编制袋内的颗粒不堆积，为后工段达到到编组操作的目的。
转位机构可实现料袋水平面内转位，转位灵活，动作可靠，方便检修维护，端面注意圆滑过渡，防止戳破料袋。
皮带式输送机，可对料袋进行预编组并起输送缓停的作用。
皮带式输送机，气浮式缓停工位，对料袋进行自动编组（2+3或3+2）。
将分布为3+2的料袋运送到分层板处，而且在分层板动作时，对每一面料袋进行立体整饰。上整形采用压板形式。
电机驱动气浮式滑板，左右打开，把编组后的料袋码放到托盘上，分层板采用聚四氟乙烯板。
高架滚子链式升降机，该机器上下平顺，调整无偏斜，维护成本较低，运行周期较长。
用于放置清洗后的托盘，电机传动，光电感应向升降机输送空托盘。
链条式运送机，可运送垛盘。
框架采用加厚型钢，主体稳定、不变形，配备行程开关防护门，利于操作，注重安全。
称重、包装、码垛、冷拉伸膜机组控制系统
工控系统：以主程序为核心，对全部控制软件进行合理调控，内在具有正压或者负压监控、主动丢袋;
控制系统：以可编程控制器为核心，对整个控制系统进行统一协调控制;系统具有运行状态实时显示、故障报警自动显示输出的功能，并具有完善的故障保护及连锁停机等功能。
垛盘从码垛输送系统进入冷拉伸膜包装系统。垛盘输送到拉伸套膜包装机下方的垛盘输送机上，并由对射光电进行纵向定位。
结束语
拓宽机械眼界，了解和认识了将来在机械自动化的发展走向，在全部设计中凝聚了很多细节，同时培养在项目建设中工作的能力，建立了对本工作岗位工作实践的信心，使我积极的体会到了知识就是力量。虽然存在诸多不足，但是在整个撰写过程中所学到的经验和体验。
参考文献
[1]胡学林.可编程控制器教程.电子工业出版社.2001
[2]徐元昌.工业机器人.中国轻工业出版社.1998
[3]蔡鹤皋.机电一体化技术手册.北京机械工业出版社.2002
[4]靳哲.PLC的原理及应用.北京师范大学出版社.2008