CAM-PMM間歇式裝盒機噴膠系統改造方案探討

彭 濤 羅小剛 毛家芬

（武漢科前生物股份有限公司，湖北武漢430206）

0 引言

我司的CAM-PMM間歇式裝盒機（圖1）用于10支裝產品的包裝，小盒采用插舌式成型方式，在運輸搬運途中，小盒的插舌會因盒內產品的碰撞而打開，小盒從箱中取出后，盒內產品會滑出。因此，有部分消費者會以盒內產品缺失對我司產品進行投訴。為維護企業形象，徹底杜絕此類問題的發生，我司經研討后決定，在該裝盒機上增加一套熱熔膠的噴膠系統，以便在包裝過程中實現小盒的自動粘膠成型，確保小盒中沒有產品遺漏。

2017年11月，我司訂購了德國保盟生產的4L熱熔膠機。由筆者負責該膠機噴槍系統的安裝以及相關機械零件的設計、外加工，膠機電路的布線連接，噴膠電磁閥的PLC、觸摸屏程序的編寫和完善工作。在德國保盟膠機技術人員和公司其他相關人員的協同配合下，利用生產間隙，于2017年12月中旬完成了熱熔膠機的安裝和調試工作。2017年12月22日正式生產了第一批噴膠小盒產品，此后膠機生產性能穩定，噴膠位置和噴膠量控制良好。

1 改造方案的確定

圖1 CAM-PMM間歇式裝盒機

傳統的小盒噴膠成型，一般是四片成型：首先是兩邊的側耳（左右兩片）完成封盒，接著是下片（噴膠嘴水平安裝）或上片（噴膠嘴垂直安裝）成型，一段或多段膠水噴在上面，最后在上片或下片成型時完成小盒粘膠。如果CAM-PMM間歇式裝盒機采用這種傳統的小盒噴膠成型方式，那么裝盒機會因增加上片翻轉和成型通道而進行很多改動，這有可能對該設備的部分結構造成破壞，同時改造費用也會增加。

基于此，我們對該裝盒機小盒插舌式成型的具體過程進行了詳細觀察和分析，得出如下結論：如果不采用上述傳統的小盒粘膠成型方式，保持小盒現有的插舌式成型方式，仍然采用原來紙盒，把膠水噴到小盒插舌上，即在瓶子進入小盒、兩側耳（左右兩片）完成封盒后，在折舌工位折舌成型前，把膠水噴射到插舌內側，完成噴膠，隨后小盒繼續前移，在原插舌工位，插舌與粘膠工序同時完成。這樣小盒仍然保持原有成型方式，設備上新增部件不多，設備改造費用也會降低很多。

需要注意的是，不管哪種粘膠成型方式，熱熔膠槍都是固定不動的，當小盒移動到膠槍位置時，電磁閥接通，打開膠槍，把高溫膠水噴射到紙盒上，紙盒成型后膠水溫度降低，將小盒粘貼牢固。

2 機械設計

在改造項目申報前，筆者就已完成對小盒成型通道各部位的布局和尺寸測量工作，根據測量實況，繪制出小盒成型通道的三維立體圖，并按傳統小盒粘膠成型方式，設計出上片成型通道所需要增加的各部位零件三維立體圖，初步確定好膠槍（垂直安裝）在設備上的位置，在三維模型中按實際尺寸繪制膠槍及固定安裝支架的示意圖。

改造項目獲批準后，筆者又對原設計進行了優化，繪制出零件加工圖。依照廠家提供的膠槍三維圖，按事先確定好膠槍在設備安裝區域的結構和尺寸，并根據該設備生產規格，即小盒尺寸不變的實際情況，重新對膠槍安裝支架的設計進行優化，優化后的膠槍安裝三維圖如圖2所示，繪制出前膠槍安裝塊、后膠槍安裝塊、膠槍安裝軸、噴膠檢測電眼安裝板，示意圖分別如圖3～圖6所示。

圖2 膠槍安裝三維示意圖

圖3 前膠槍安裝塊

圖4 后膠槍安裝塊

圖5 膠槍安裝軸

圖6 噴膠檢測電眼安裝板

前、后兩個膠槍是安裝在紙盒壓盒導軌的寬度固定的橫梁上，兩個安裝孔都是利用設備上原來已經存在的孔或長槽，因此對設備沒有造成一絲損傷。

3 程序編寫及修改

3.1 觸摸屏程序

利用CAM-PMM間歇式裝盒機的出廠備份程序，在參數設定界面，增加了膠機選用按鈕（M15.6），以便在生產不同產品時啟用或停用膠機；為方便設置前、后膠槍的噴膠位置，設置了前膠槍起始角度（DB6DBW2）、終止角度（DB6DBW4）和后膠槍起始角度（DB6DBW8）、終止角度（DB6DBW10）。啟用膠機后，噴膠檢測電眼檢測到小盒，膠機工作，把熱熔膠噴射到小盒插舌上。為方便膠槍的維修，又增加了前（M40.0）、后（M40.1）膠槍測試按鈕。

3.2 PLC程序

在西門子S7-314的PLC程序中，主程序中增加了啟用噴膠語句以及噴膠控制程序塊。在設備調試初期，程序中只用了M15.6、DB6DBW2、DB6DBW4、DB6DBW8、DB6DBW10與傳感器輸入開關量信號——膠機準備好I7.4、噴膠傳感器I6.4（盒在位檢測），以及啟用輸出觸點——后噴膠電磁閥Q3.3、前噴膠電磁閥Q3.6。為了避免在設備故障期間，盤動設備時噴膠傳感器I6.4檢測到小盒會噴膠，在編程語言中串入了電機Q2.0的常開觸點，這樣在設備運行時噴膠傳感器I6.4檢測到小盒才會噴膠。程序使用一段時間后，在編程語言中又增加了點動選擇開關M35.7，這樣設備點動時噴膠傳感器I6.4檢測到小盒也不會噴膠。

觸摸屏和PLC程序分別如圖7、圖8所示。

圖7 觸摸屏程序

4 安裝調試

4.1 程序調試

在熱熔膠機購回前，我們就完成了裝盒機PLC程序的初步調試：安裝并調整好噴膠傳感器B20（I6.4）的位置，用空盒觸發噴膠傳感器B20，使PLC的I6.4有輸入信號，先找準小盒噴膠的大致角度在160°～220°，再編寫后噴膠電磁閥Q3.3的控制語句，給I7.4輸入24V信號，模擬膠機準備好的狀態，運行設備，用空盒檢查，當I6.4有輸入信號時，后噴膠電磁閥Q3.3也會輸出信號（觸點指示燈會亮）。后期再逐步對程序進行完善。

4.2 膠機安裝

空開、電源線、膠機信號線的接線工作由膠機廠家技術人員完成；熱熔膠機到達后，安裝好前、后膠槍（噴膠電磁閥與膠槍固定在一起），并把噴膠電磁閥與PLC之間的接線連接好，膠管與膠機連接也是由膠機廠家技術人員完成。

由于前、后膠槍處的插舌控制機構結構不同，安裝空間不一樣，后膠槍垂直安裝時可以把膠液噴射到小盒插舌上，而前膠槍只能以噴膠嘴向前（小盒過來的方向）傾斜的方式安裝，才能與后膠槍同步噴射膠液，如垂直安裝，就無法把膠液噴射到小盒前插舌的后半部分。

圖8 PLC程序

4.3 連機調試

2017年12月21日生產結束后，設備廠家技術人員接通了膠機電源和控制線路，連接好膠管，更換出膠機內原來的膠液，開始連機調試：用空盒試機，設置好前膠槍起始角度為172°、終止角度為202°，后膠槍起始角度為175°、終止角度為205°；調整好前、后膠槍的噴膠量。接著連續用4組、每組約20個空盒進行試機生產，檢查發現噴膠位置、噴膠量控制良好。

5 結語

我司在CAM-PMM間歇式裝盒機上自行改造增加的噴膠系統，截至目前已經使用較長時間，未出現任何故障，與我司其他設備上使用的諾信噴膠系統相比，其工作噪聲低，車間正常生產時幾乎聽不到噴膠閥噴膠的聲音，噴膠量調節也相當簡單，只需旋轉調節旋鈕即可。