包裝機械設計的控制與應用

周正浩（河南中孚實業有限公司高精鋁分公司,河南 鞏義 451200）

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包裝機械設計的控制與應用

周正浩
（河南中孚實業有限公司高精鋁分公司,河南 鞏義 451200）

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

關鍵詞：包裝機械；設計；控制技術；應用

根據國際標準化組織ISO的規定，包裝機械是所有完成包裝工序所用到的機械的統稱。因此，包裝機械包含的范圍是相當的寬泛的。但是不論是哪一種包裝機械，其核心組成部分都是包裝機械的控制技術，唯有成熟完善的控制技術，才能滿足當今社會對包裝機械的高度自動化、定制化需求。包裝機械根據其控制工位的不同，可分為但工和多工位兩種類型，本文所提到的包裝機械控制都是針對多工位的包裝機械而言的。

1 包裝機械設計控制組成

包裝機械按照其結構組成的不同，可以分為以下八個部分：主傳送系統，驅動與傳動系統，被包裝物品的計量與供送系統，包裝材料供送系統，包裝操作執行系統，產品輸出系統以及檢測與控制系統。其中主傳送系統和包裝操作執行系統是整個包裝機械設計控制的重要部分。

1.1 包裝機械的主傳送部分

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

1.2 包裝機械的執行部分

包裝機械的執行環節也是整個包裝過程中最為關鍵的一個環節，在現有的包裝機械中，整個包裝過程的執行也是通過事先設定的控制程序來實現運轉和操作的。控制技術在包裝機械的執行部分可謂是發揮了極大的作用，從包裝機械指令的編寫到指令的執行，無一不是通過控制技術來實現的。PLC系統是包裝機械部分控制技術實施的主要系統，通過PLC系統，技術人員編寫的程序語言就能夠被邏輯化地運用到包裝機械的運行當中。同時，PLC系統所具備的操作簡單、設計靈活和可靠性較高等的特點也極大的提高了包裝機械的自動化程度，滿足了現代化生產對包裝機械性能的需求。

2 包裝機械控制技術要求

控制技術是包裝機械在整個生產環節中作用范圍最廣也是最為重要的技術，在包裝機械的不同運行過程和不同組成部分中，對控制技術的要求和標準也各不相同，以下將從包裝機械的主傳送系統、速度調節以及工作時序三個方面對其控制技術的要求進行分析。

2.1 主傳送系統的控制

主傳送系統在包裝機械中的運動分為間歇性運動和連續性運動兩種，主傳送系統根據其不同的運動方式也有著不同類型的分類。主傳送系統運動類型的不同也決定了不同運動類型的包裝機械整個運動結構之間也存在這較大的差異。原因在于，主傳送系統運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，包裝機械在不同運動狀態下需要根據實際的情況和需求對機械本身做出調整。此時，控制系統就要根據主傳送系統運動方式的不同有針對性的做出不同的選擇，保證主傳送系統能夠適應不同的生產運行需求，從而保障包裝機械正常高校的運轉和運行。

2.2 速度調節及控制

整個包裝機械系統的包裝過程可以被看成為一條互相配合的生產線，在這一整條生產線上的每個環節都需要有相應的傳動速度來進行配合和調節。有時，包裝機械系統不能夠實現完全的自動化運行，還需要一部分的人工手動參與，故而，速度調節的控制在手動和自動的情況下的要求也是不盡相同的。對速度調節的控制要求控制技術不僅能夠實現速度調節的功能，還要備選兩個及以上的速度調節方案，以便隨時根據生產的需求和突發情況調節傳送的速度。所以，速度調節的控制系統需要和傳動系統密切配合設計，利用傳感器或其他調節裝置與預先設置的調節方案相配合，實現對整個系統的速度調節和控制。

2.3 工作時間及次序的控制

包裝機械的工作時序指的是機械的各個部分連貫性配合生產的流程的總和。不論是在柔性包裝生產線還是在剛性包裝生產線的生產過程中，控制系統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實際生產的需要和工藝流程的要求，對每一個生產的過程進行合理安排，并做好意外情況的調整。在此基礎上，實現對包裝機械的總體調節和掌控，不僅關注效率問題，還要確保整個包裝機械生產過程的安全，這樣才能切實保障包裝生產的正常進行。

3 包裝機械控制的應用展望

在當下的包裝機械控制系統的設計中，融入了一些新的應用設計理念，例如能夠根據收集到的時序信號進行記憶控制的記憶控制系統；基于市場需求的高效控制系統；重新引入手動控制的半自動控制系統；引入新型傳感技術和監測方法的分級檢驗控制系統；根據不同模塊進行分區控制的模塊控制系統等等。隨著我國工業生產現代化的不斷推進和國內外包裝制造業的蓬勃發展，各級市場對包裝質量的要求不斷提高，這也對包裝機械的運行和控制提出了更高的要求。本文所闡述的包裝機械控制系統的應用，是整個包裝控制系統運行和升級的重要保障，只有不斷在包裝機械控制系統的設計中應用新的技術，才能夠滿足社會和市場對包裝行業日益提高的要求，才能切實縮小我國包裝機械設計行業與其他發達國家的差距，提高我國的產品包裝水平。

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