引言

    目前國(guó)內(nèi)大部分自動(dòng)裝盒機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)速度為40~120盒/min，使用主機(jī)變頻調(diào)速，采用PLC控制系統(tǒng)和人機(jī)界面操作，自動(dòng)顯示裝盒速度及產(chǎn)量計(jì)數(shù)，具有手動(dòng)、自動(dòng)選擇功能。設(shè)備在規(guī)定范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)多規(guī)格裝盒，并同步完成批號(hào)打印，也可同步完成1~4折說(shuō)明書(shū)自動(dòng)折疊。同時(shí)，該設(shè)備設(shè)有自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，定位停機(jī)，具有對(duì)不合格品自動(dòng)剔除功能。設(shè)備前端可與貼標(biāo)機(jī)、泡罩機(jī)等連線生產(chǎn)，后端可與三維包裝機(jī)、熱收縮機(jī)等連線生產(chǎn)，也可獨(dú)立使用。

    1、設(shè)備原理

    自動(dòng)裝盒機(jī)的運(yùn)行原理適合基本的產(chǎn)品進(jìn)給系統(tǒng)，自動(dòng)裝盒機(jī)進(jìn)料一般分為3個(gè)入口：說(shuō)明書(shū)入口、藥板入口和機(jī)包紙盒入口。設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，利用凸輪傳動(dòng)系統(tǒng)使進(jìn)藥板、折疊說(shuō)明書(shū)、進(jìn)紙盒三大給料系統(tǒng)同步運(yùn)作，以藥板工位為控制基礎(chǔ)，利用真空吸取原理同步補(bǔ)充說(shuō)明書(shū)、紙盒的供給。

    (1)利用同步輸送帶藥板料倉(cāng)傳送藥板至藥板推料導(dǎo)盒卡倉(cāng)，同時(shí)在輸送藥板過(guò)程中利用光纖放大器檢測(cè)藥板的工位序號(hào)。

    (2)說(shuō)明書(shū)折疊機(jī)構(gòu)得到藥板信號(hào)源后，由兩個(gè)真空吸頭反向從書(shū)架上吸取一張說(shuō)明書(shū)，后經(jīng)折書(shū)機(jī)構(gòu)折疊后，由輸送帶送到說(shuō)明書(shū)入口處。

    (3)紙盒進(jìn)料系統(tǒng)得藥板信號(hào)源后，利用真空反向吸取進(jìn)料紙盒倉(cāng)更底下的紙盒，利用一個(gè)小連桿預(yù)開(kāi)盒裝置，在紙盒側(cè)推、壓，打開(kāi)盒子。

    (4)推料導(dǎo)盒卡倉(cāng)后面推料桿在凸輪傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中往復(fù)進(jìn)行推藥板、說(shuō)明書(shū)進(jìn)盒裝填。

    (5)裝填好的紙盒在送盒板的移動(dòng)過(guò)程中逐步進(jìn)行紙盒前后部分的折舌、插舌工序，最后完成合封盒的動(dòng)作。

    從機(jī)包紙盒進(jìn)料到最后包裝成型的整個(gè)過(guò)程大致可以分成4個(gè)階段：下盒、打開(kāi)裝填、合蓋。下盒動(dòng)作通常是由一個(gè)吸盤(pán)從紙盒進(jìn)料口吸取-一個(gè)紙盒，下行到裝盒的主線.上，由一個(gè)導(dǎo)軌卡位將紙盒固定并用一個(gè)推板打開(kāi)紙盒，同時(shí)會(huì)有兩個(gè)可向前移動(dòng)的卡位從下面升起，從前后方向卡住紙盒的側(cè)面，使盒子打開(kāi)成直角并前移到裝填區(qū)域。在裝填區(qū)域填裝后，機(jī)器的機(jī)構(gòu)會(huì)將耳朵折進(jìn)左右導(dǎo)軌中，然后再進(jìn)行合蓋動(dòng)作裝盒機(jī)工藝流程圖如圖1所示。

    2、改進(jìn)方案提出背景

    在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常會(huì)由于紙盒粘連、真空不足等非正常情況出現(xiàn)吸盒機(jī)構(gòu)吸取不了盒子或吸下后打不開(kāi)、粘連重盒的情況，造成藥包、說(shuō)明書(shū)同時(shí)直接被推入到機(jī)器裝填導(dǎo)軌卡位中，造成藥包、說(shuō)明書(shū)損壞，沒(méi)法再回收，造成浪費(fèi)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成機(jī)器部件變形損壞。工人操作過(guò)程中經(jīng)常需要停機(jī)處理誤推進(jìn)導(dǎo)軌卡位的藥包，同時(shí)藥包誤推進(jìn)導(dǎo)軌卡位后折盒移動(dòng)推軌會(huì)碰撞藥品使得藥包損壞，嚴(yán)重時(shí)折盒移動(dòng)推軌會(huì)因碰撞而發(fā)生變形，造成其經(jīng)常需要維修人工調(diào)整，耗費(fèi)工時(shí)及材料成本。

    造成該故障的主要原因是機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中以藥板為信號(hào)控制源，沒(méi)有對(duì)盒子吸不下來(lái)或吸下后打不開(kāi)的情況.進(jìn)行預(yù)估。為節(jié)約生產(chǎn)過(guò)程中的直接生產(chǎn)成本，減少工時(shí)浪費(fèi)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，增加光纖、PLC程序控制主電機(jī)運(yùn)行條件，當(dāng)發(fā)生紙盒吸不下來(lái)或打不開(kāi)（即檢測(cè)不到盒子）的情況時(shí)，通過(guò)增加PLC控制程序控制主電機(jī)停止運(yùn)行，并在人機(jī)界面中顯示“紙盒故障”，提示操作人員對(duì)其進(jìn)行處理，以降低產(chǎn)品損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。

    因此，考慮在原控制系統(tǒng)中增加一個(gè)光纖放大器來(lái)檢測(cè)盒子的情況，將光纖放大器安裝在紙盒完全打開(kāi)后的位置_上進(jìn)行檢測(cè)，并增加光纖放大器檢盒報(bào)警程序，在原PLC程序中的主機(jī)自動(dòng)停機(jī)條件中加入缺盒報(bào)警開(kāi)關(guān)，以實(shí)現(xiàn)盒子吸不下或吸下打不開(kāi)（檢測(cè)不到盒子）后自動(dòng)停機(jī)的功能。

    3、改進(jìn)方案設(shè)計(jì)

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括3個(gè)部分：信號(hào)檢測(cè)部分、程序部分和執(zhí)行停機(jī)部分。

    3.1信號(hào)檢測(cè)部分設(shè)計(jì)

    當(dāng)安裝在同步輸送帶上的物料檢測(cè)電眼檢測(cè)到輸送帶上有物料通過(guò)時(shí)，吸紙盒、吸說(shuō)明書(shū)的真空電磁閥打開(kāi)，設(shè)備開(kāi)始吸紙盒、吸說(shuō)明書(shū)。設(shè)備繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)盒子下行到物料裝填盒的主線工位上時(shí)（檢盒位置），壓盒板正好把盒子壓平，這時(shí)在此工位上新增光纖放大器，新增光纖放大器應(yīng)檢測(cè)到紙盒是否打開(kāi)，檢測(cè)開(kāi)關(guān)的燈亮，機(jī)臺(tái)傳動(dòng)箱下面凸輪高位定位停機(jī)的檢測(cè)器同步進(jìn)行檢測(cè)，保證紙盒檢測(cè).與高位停機(jī)檢測(cè)信號(hào)的同步一致，并將檢測(cè)信號(hào)傳遞到PLC中寄存，作為主電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行的條件。檢測(cè)過(guò)程如圖2所示。

    3.2程序 部分設(shè)計(jì)

    在PLC輸入前端增加紙盒檢測(cè)輸入，并修改主機(jī)運(yùn)行條件：當(dāng)光纖放大器檢測(cè)到有盒子時(shí)，設(shè)備主機(jī)應(yīng)能繼續(xù)執(zhí)行運(yùn)行；當(dāng)光纖放大器檢測(cè)不到盒子時(shí)，說(shuō)明盒子沒(méi)有.被吸下來(lái)或吸下后沒(méi)有打開(kāi)（即檢測(cè)不到盒子），主電機(jī)應(yīng)能自動(dòng)停止運(yùn)行并報(bào)警提示，如圖3、圖4所示。

    3.3執(zhí)行停機(jī)部分設(shè)計(jì)

    如圖5所示，增加檢盒功能，當(dāng)光纖放大器檢測(cè)到盒時(shí)開(kāi)關(guān)K4燈亮，主機(jī)定位停機(jī)K2對(duì)K4進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)送盒板往右運(yùn)行時(shí)，K2燈熄滅，設(shè)備主機(jī)正常運(yùn)行；當(dāng)K4檢測(cè)到缺盒時(shí)，定位停機(jī)K2對(duì)K4進(jìn)行檢測(cè)，得到停機(jī)信號(hào)并自動(dòng)停機(jī)，利用設(shè)備本身每次停機(jī)都是凸輪高位的控制使得物料導(dǎo)入倉(cāng)后面推料桿停止往復(fù)運(yùn)行，不再向裝填盒工位推物料。設(shè)備自動(dòng)停機(jī)后，需等操作人員清走待裝盒物料后才能再次啟動(dòng)開(kāi)機(jī)。

    4、方案前后對(duì)比

    原設(shè)備PLC控制流程為：當(dāng)物料轉(zhuǎn)盤(pán)上的“料高、料低”照料電眼檢測(cè)到有物料時(shí)，將檢測(cè)信號(hào)傳遞到PLC中寄存；當(dāng)同步輸送帶上的物料檢測(cè)電眼檢測(cè)到有物料通過(guò)時(shí)，發(fā)出信號(hào)，控制吸盒吸說(shuō)明書(shū)電磁閥打開(kāi)，盒子經(jīng)吸.盒機(jī)構(gòu)吸下打開(kāi)并送至裝填工位；說(shuō)明書(shū)經(jīng)折書(shū)機(jī)構(gòu)折疊后輸送到下書(shū)位置，此時(shí)檢書(shū)電眼會(huì)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，如果沒(méi)有檢測(cè)到說(shuō)明書(shū)(說(shuō)明：說(shuō)明書(shū)缺書(shū)停機(jī)張數(shù)可設(shè)置為1~3張)，則發(fā)出停機(jī)指令，如果檢測(cè)到說(shuō)明書(shū)，則將信號(hào)傳遞到PLC中寄存，此時(shí)如果外部狀態(tài)正常，各保護(hù)開(kāi)關(guān)都處于正常狀態(tài)時(shí)，設(shè)備將繼續(xù)運(yùn)行，完成一次裝盒過(guò)程。

    修改后PLC控制流程為：當(dāng)物料轉(zhuǎn)盤(pán)上的“料高、料低”照料電眼檢測(cè)到有物料時(shí)，將檢測(cè)信號(hào)傳遞到PLC中寄.存；當(dāng)同步輸送帶上的物料檢測(cè)電眼檢測(cè)到有物料通過(guò)時(shí)，發(fā)出信號(hào)，控制吸盒、吸說(shuō)明書(shū)電磁閥打開(kāi)，盒子經(jīng)吸盒機(jī)構(gòu)吸下打開(kāi)，此時(shí)新增加的光纖放大器對(duì)盒子進(jìn)行檢測(cè)，如果沒(méi)有檢測(cè)到盒子，則發(fā)出停機(jī)指令，如果檢測(cè)到有盒子則將信號(hào)傳遞到PLC中寄存，并將盒子送至裝填工位；說(shuō)明書(shū)經(jīng)折書(shū)機(jī)構(gòu)折疊后輸送到下書(shū)位置，此時(shí)檢書(shū).