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在中國(guó)，包裝機(jī)械行業(yè)是一個(gè)新興行業(yè)。雖然發(fā)展很快，但仍然存在許多缺點(diǎn)，如傳統(tǒng)的包裝機(jī)麻煩、費(fèi)力、效率低下。隨著機(jī)電一體化和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，對(duì)包裝機(jī)的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求。因此，如何實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)的智能化、自動(dòng)化和多功能化成為國(guó)內(nèi)外包裝機(jī)研究的重點(diǎn)。
沈陽某公司與沈陽工程學(xué)院合作開發(fā)了一種基于PLC的電子元器件智能自動(dòng)包裝機(jī)。根據(jù)電子元器件包裝的市場(chǎng)需求，利用PLC技術(shù)和變頻器技術(shù)，設(shè)計(jì)了智能包裝機(jī)的整體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)能夠滿足包裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制要求，提高包裝質(zhì)量、精度和效率，降低次品率。該設(shè)備可靠性、可操作性和可維護(hù)性高，能夠滿足客戶的實(shí)際需求，適合推廣使用。
1.智能自動(dòng)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
該設(shè)備主要由進(jìn)料輸送帶進(jìn)料組件、進(jìn)料輸送帶出料組件、進(jìn)料口組件、旋轉(zhuǎn)伸縮筒旋轉(zhuǎn)取包裝袋組件、包裝袋滑槽、升降螺桿滑臺(tái)組件、支架平臺(tái)組件等組成。(如圖1所示)。
該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)電子元器件的自動(dòng)封裝功能。操作人員只需將電子元件放入送料輸送帶總成輸送帶的指定區(qū)域，設(shè)備即可完成電子元件送料、取袋、送袋、開袋、電子元件通過入口進(jìn)袋、包裝產(chǎn)品落袋、包裝產(chǎn)品交付到指定位置的一個(gè)工作循環(huán)。一個(gè)人可以同時(shí)操作多個(gè)設(shè)備，效率比手工包裝提高5倍以上，達(dá)到工廠提高質(zhì)量、提高效率的目的。設(shè)備的電源是電源和氣源。其控制系統(tǒng)采用可編程控制器、人機(jī)界面和滾珠絲杠電機(jī)，實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)的自動(dòng)、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，從而達(dá)到精確控制、提高產(chǎn)量、降低成本的目的。

1.轉(zhuǎn)移來料成分；2.輸送帶卸料組件；3.進(jìn)料口組件；4.旋轉(zhuǎn)用伸縮缸；5.包裝袋槽；6.升降螺桿滑臺(tái)組件；7.支持平臺(tái)組件；8.轉(zhuǎn)動(dòng)組件。
圖1智能自動(dòng)包裝機(jī)示意圖。
智能自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的要求，控制系統(tǒng)主要由兩部分組成:1)控制部分。采用三菱fx1n-24mt-001可編程控制器(PLC)。2)操作部分。包括傳送帶、滾珠絲杠、旋轉(zhuǎn)伸縮氣缸、氣動(dòng)吸嘴組件等?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

圖2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
2.1控制部分。
控制器PLC采用三菱FX1N-24MT-001，是三菱電氣推出的功能強(qiáng)大的大眾化PLC。由于它具有擴(kuò)展輸入輸出、模擬控制、通信和鏈接功能等可擴(kuò)展性，在一般順序控制中得到廣泛應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)緊湊、執(zhí)行速度快、功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉，滿足了設(shè)備控制系統(tǒng)各方面的要求。在控制系統(tǒng)中，伺服控制通過表格伺服控制編程方式簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，其高速脈沖直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。I/o點(diǎn)分配如圖3所示。

圖3PLC系統(tǒng)中I/O點(diǎn)的分布。
2.2執(zhí)行部分。
2.2.1輸送帶總成輸送帶總成主要由進(jìn)料輸送帶和出料輸送帶組成。進(jìn)料輸送帶根據(jù)設(shè)定的轉(zhuǎn)速確定生產(chǎn)包的數(shù)量，轉(zhuǎn)速由變頻器編程的頻率值決定。
2.2.2滾珠絲杠平臺(tái)總成絲杠平臺(tái)總成主要提供包裝袋的送料，根據(jù)送料輸送帶的送料和包裝速度連續(xù)提供包裝袋。包裝袋需要在平臺(tái)上手動(dòng)灌裝(一次2000袋左右)。包裝袋用完時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警停機(jī)，手動(dòng)重新灌裝后再啟動(dòng)機(jī)器繼續(xù)運(yùn)行。
2.2.3旋轉(zhuǎn)用伸縮氣缸組件旋轉(zhuǎn)用伸縮氣缸組件主要用于固定氣動(dòng)吸嘴組件。初始狀態(tài)是將氣缸推出，使氣動(dòng)吸嘴組件鉛垂向下，即抽吸包裝袋的待機(jī)位置；工作時(shí)，氣缸收縮收緊，帶動(dòng)氣動(dòng)吸嘴組件水平轉(zhuǎn)動(dòng)，使包裝袋開口朝上，即與進(jìn)料口對(duì)接的位置。重復(fù)這個(gè)動(dòng)作，即完成包裝袋的吸運(yùn)過程。
2.2.4氣動(dòng)吸嘴組件氣動(dòng)吸嘴組件由固定氣動(dòng)吸嘴、旋轉(zhuǎn)氣動(dòng)吸嘴和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)組成。工作流程如下:旋轉(zhuǎn)平臺(tái)由伸縮氣缸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到滾珠絲杠平臺(tái)對(duì)包裝袋進(jìn)行充氣和吸料，旋轉(zhuǎn)90°到進(jìn)料口；包裝袋的另一側(cè)由氣動(dòng)吸嘴固定，打開包裝袋口；當(dāng)產(chǎn)品落入袋中時(shí)，氣源被切斷，包裝袋自然落在出料輸送帶上，完成一個(gè)工作循環(huán)。
3結(jié)論。
利用PLC技術(shù)、變頻器技術(shù)和感應(yīng)式接近開關(guān)開發(fā)的智能自動(dòng)包裝機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、加工產(chǎn)品范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)量較同類設(shè)備有了很大提高。該設(shè)備故障率低、穩(wěn)定性高、次品率低、功耗大大降低，是一種環(huán)保節(jié)能設(shè)備。

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