包裝機(jī)械設(shè)計的控制與應(yīng)用

周正浩（河南中孚實業(yè)有限公司高精鋁分公司,河南 鞏義 451200）

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包裝機(jī)械設(shè)計的控制與應(yīng)用

周正浩
（河南中孚實業(yè)有限公司高精鋁分公司,河南 鞏義 451200）

摘 要：隨著我國工業(yè)化程度的日益加深，包裝工業(yè)的現(xiàn)代化程度也逐漸提高，包裝機(jī)械作為包裝工業(yè)發(fā)展和生存的基礎(chǔ)，其設(shè)計和控制不僅決定包裝工作的效率和質(zhì)量，還決定著我國包裝行業(yè)的發(fā)展水平。本文先著重對包裝機(jī)械設(shè)計的主傳送部分和執(zhí)行部分做了功能闡述和介紹，然后對包裝機(jī)械需要滿足的技術(shù)要求進(jìn)行了匯總及分析，隨后針對記憶控制和速度控制兩個模塊的應(yīng)用進(jìn)行了設(shè)計，并對包裝機(jī)械設(shè)計的發(fā)展方向做了新技術(shù)應(yīng)用的展望。

關(guān)鍵詞：包裝機(jī)械；設(shè)計；控制技術(shù)；應(yīng)用

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的規(guī)定，包裝機(jī)械是所有完成包裝工序所用到的機(jī)械的統(tǒng)稱。因此，包裝機(jī)械包含的范圍是相當(dāng)?shù)膶挿旱摹５遣徽撌悄囊环N包裝機(jī)械，其核心組成部分都是包裝機(jī)械的控制技術(shù)，唯有成熟完善的控制技術(shù)，才能滿足當(dāng)今社會對包裝機(jī)械的高度自動化、定制化需求。包裝機(jī)械根據(jù)其控制工位的不同，可分為但工和多工位兩種類型，本文所提到的包裝機(jī)械控制都是針對多工位的包裝機(jī)械而言的。

1 包裝機(jī)械設(shè)計控制組成

包裝機(jī)械按照其結(jié)構(gòu)組成的不同，可以分為以下八個部分：主傳送系統(tǒng)，驅(qū)動與傳動系統(tǒng)，被包裝物品的計量與供送系統(tǒng)，包裝材料供送系統(tǒng)，包裝操作執(zhí)行系統(tǒng)，產(chǎn)品輸出系統(tǒng)以及檢測與控制系統(tǒng)。其中主傳送系統(tǒng)和包裝操作執(zhí)行系統(tǒng)是整個包裝機(jī)械設(shè)計控制的重要部分。

1.1 包裝機(jī)械的主傳送部分

主傳送部分是包裝機(jī)械中將未包裝的物品傳送到包裝機(jī)械中，再將包裝好的物品傳送到指定位置的傳動系統(tǒng)。這一系統(tǒng)看似簡單，卻是整個包裝機(jī)械得以正常運(yùn)行的首要保障。主傳送部分的運(yùn)動速度和運(yùn)動精度決定了整個包裝機(jī)械設(shè)計的成敗。對主傳送部分的控制主要是由對邏輯控制器的編程實現(xiàn)，根據(jù)實際包裝的不同需求，在電腦中對邏輯控制器進(jìn)行信號編程，再通過發(fā)出相應(yīng)的指令實現(xiàn)對傳動系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式的控制。

1.2 包裝機(jī)械的執(zhí)行部分

包裝機(jī)械的執(zhí)行環(huán)節(jié)也是整個包裝過程中最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，在現(xiàn)有的包裝機(jī)械中，整個包裝過程的執(zhí)行也是通過事先設(shè)定的控制程序來實現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)和操作的。控制技術(shù)在包裝機(jī)械的執(zhí)行部分可謂是發(fā)揮了極大的作用，從包裝機(jī)械指令的編寫到指令的執(zhí)行，無一不是通過控制技術(shù)來實現(xiàn)的。PLC系統(tǒng)是包裝機(jī)械部分控制技術(shù)實施的主要系統(tǒng)，通過PLC系統(tǒng)，技術(shù)人員編寫的程序語言就能夠被邏輯化地運(yùn)用到包裝機(jī)械的運(yùn)行當(dāng)中。同時，PLC系統(tǒng)所具備的操作簡單、設(shè)計靈活和可靠性較高等的特點也極大的提高了包裝機(jī)械的自動化程度，滿足了現(xiàn)代化生產(chǎn)對包裝機(jī)械性能的需求。

2 包裝機(jī)械控制技術(shù)要求

控制技術(shù)是包裝機(jī)械在整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中作用范圍最廣也是最為重要的技術(shù)，在包裝機(jī)械的不同運(yùn)行過程和不同組成部分中，對控制技術(shù)的要求和標(biāo)準(zhǔn)也各不相同，以下將從包裝機(jī)械的主傳送系統(tǒng)、速度調(diào)節(jié)以及工作時序三個方面對其控制技術(shù)的要求進(jìn)行分析。

2.1 主傳送系統(tǒng)的控制

主傳送系統(tǒng)在包裝機(jī)械中的運(yùn)動分為間歇性運(yùn)動和連續(xù)性運(yùn)動兩種，主傳送系統(tǒng)根據(jù)其不同的運(yùn)動方式也有著不同類型的分類。主傳送系統(tǒng)運(yùn)動類型的不同也決定了不同運(yùn)動類型的包裝機(jī)械整個運(yùn)動結(jié)構(gòu)之間也存在這較大的差異。原因在于，主傳送系統(tǒng)運(yùn)動的不同決定了力矩和各個零件所承受的載荷的不一致，也就是說，包裝機(jī)械在不同運(yùn)動狀態(tài)下需要根據(jù)實際的情況和需求對機(jī)械本身做出調(diào)整。此時，控制系統(tǒng)就要根據(jù)主傳送系統(tǒng)運(yùn)動方式的不同有針對性的做出不同的選擇，保證主傳送系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的生產(chǎn)運(yùn)行需求，從而保障包裝機(jī)械正常高校的運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)行。

2.2 速度調(diào)節(jié)及控制

整個包裝機(jī)械系統(tǒng)的包裝過程可以被看成為一條互相配合的生產(chǎn)線，在這一整條生產(chǎn)線上的每個環(huán)節(jié)都需要有相應(yīng)的傳動速度來進(jìn)行配合和調(diào)節(jié)。有時，包裝機(jī)械系統(tǒng)不能夠?qū)崿F(xiàn)完全的自動化運(yùn)行，還需要一部分的人工手動參與，故而，速度調(diào)節(jié)的控制在手動和自動的情況下的要求也是不盡相同的。對速度調(diào)節(jié)的控制要求控制技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)速度調(diào)節(jié)的功能，還要備選兩個及以上的速度調(diào)節(jié)方案，以便隨時根據(jù)生產(chǎn)的需求和突發(fā)情況調(diào)節(jié)傳送的速度。所以，速度調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)需要和傳動系統(tǒng)密切配合設(shè)計，利用傳感器或其他調(diào)節(jié)裝置與預(yù)先設(shè)置的調(diào)節(jié)方案相配合，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)和控制。

2.3 工作時間及次序的控制

包裝機(jī)械的工作時序指的是機(jī)械的各個部分連貫性配合生產(chǎn)的流程的總和。不論是在柔性包裝生產(chǎn)線還是在剛性包裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程中，控制系統(tǒng)對工作時間及工作次序的控制都是十分有必要的。對工作實踐及次序的控制就是指根據(jù)實際生產(chǎn)的需要和工藝流程的要求，對每一個生產(chǎn)的過程進(jìn)行合理安排，并做好意外情況的調(diào)整。在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對包裝機(jī)械的總體調(diào)節(jié)和掌控，不僅關(guān)注效率問題，還要確保整個包裝機(jī)械生產(chǎn)過程的安全，這樣才能切實保障包裝生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

3 包裝機(jī)械控制的應(yīng)用展望

在當(dāng)下的包裝機(jī)械控制系統(tǒng)的設(shè)計中，融入了一些新的應(yīng)用設(shè)計理念，例如能夠根據(jù)收集到的時序信號進(jìn)行記憶控制的記憶控制系統(tǒng)；基于市場需求的高效控制系統(tǒng)；重新引入手動控制的半自動控制系統(tǒng)；引入新型傳感技術(shù)和監(jiān)測方法的分級檢驗控制系統(tǒng)；根據(jù)不同模塊進(jìn)行分區(qū)控制的模塊控制系統(tǒng)等等。隨著我國工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)和國內(nèi)外包裝制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，各級市場對包裝質(zhì)量的要求不斷提高，這也對包裝機(jī)械的運(yùn)行和控制提出了更高的要求。本文所闡述的包裝機(jī)械控制系統(tǒng)的應(yīng)用，是整個包裝控制系統(tǒng)運(yùn)行和升級的重要保障，只有不斷在包裝機(jī)械控制系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)用新的技術(shù)，才能夠滿足社會和市場對包裝行業(yè)日益提高的要求，才能切實縮小我國包裝機(jī)械設(shè)計行業(yè)與其他發(fā)達(dá)國家的差距，提高我國的產(chǎn)品包裝水平。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.2478