【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ....................................................... 22 氣缸型號(hào)的選擇 .................................................................. 22 PLC設(shè)計(jì) ..................................................................................... 22 ................................................................ 24 控制方案設(shè)計(jì) ..................................................................... 24 資源分配表 ......................................................................... 24 PLC 接線(xiàn)圖 ......................................................................... 25 PLC 控制流程圖 .................................................................. 25 梯形圖控制程序的設(shè)計(jì) ....................................................... 25 結(jié) 論 ....................................................................................................... 26 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 參考文獻(xiàn) .................................................................................................. 42 致 謝 ....................................................................................................... 43 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第一章 緒 論 課題背景及研究的目的和意義 隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技 術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)含量、性能、功能要求也越來(lái)越高。包裝帶捆扎機(jī)作為一種典型捆扎機(jī)機(jī) 電 一體化產(chǎn)品正被越來(lái)越多的行業(yè)應(yīng)用在產(chǎn)品包裝工序上。捆扎機(jī)械是包裝設(shè)備中的一個(gè)主要分支 ,是將一個(gè)或多個(gè)包裝物用捆扎帶 (繩 )緊束一起的機(jī)器 ,使包裝件便于運(yùn)輸、保管和裝卸 ,屬于外包裝設(shè)備。市場(chǎng)上 出現(xiàn)較多的 捆扎 機(jī) 是 對(duì)一些體積較小 的物件的打包，而像 一些 體積較大的物件的打包的專(zhuān)用打包機(jī)卻不多，因此，本課題研究目的是研究一種新型的打包機(jī)，以解決此類(lèi)問(wèn)題。 目前，我國(guó)很多企業(yè)的包裝水平跟不上生產(chǎn)設(shè)備的更新速度，包裝質(zhì)量不高 。雖然國(guó)內(nèi)少數(shù)企業(yè)憑借自身的雄厚經(jīng)濟(jì)實(shí)力，從國(guó)外引進(jìn)了部分全自動(dòng)打捆設(shè)備，但其高昂的價(jià)格增加了生產(chǎn)成本，絕大多數(shù)企業(yè)仍在使用半自動(dòng)或人工打包設(shè)備，這樣既使生產(chǎn)效率降低，也浪費(fèi)了大量勞動(dòng)力，為此，根據(jù)我國(guó)包裝行業(yè)的實(shí)際需求和發(fā)展趨勢(shì)，研發(fā)高質(zhì)量，高可靠性的全自動(dòng)打捆機(jī)以替代進(jìn)口，以非常必要，而且形勢(shì)緊迫。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 包裝帶捆扎機(jī)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外捆扎機(jī)械的應(yīng)用 ,起始可追溯到本世紀(jì)初期 ,如美國(guó)的SIGNODE 公司、德國(guó)的 CYKLOP 公司等就涉足捆扎行業(yè) ,以生產(chǎn)鋼帶捆扎設(shè)備為主 ,但其規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)水平都還較低。直到上世紀(jì)的五十年 ,塑料材料的問(wèn)世 ,使以塑料帶作為捆扎材料成為現(xiàn)實(shí) ,極大地促進(jìn)了塑料帶捆扎機(jī)的發(fā)展。較早的如日本的下島株式會(huì)社、株式會(huì)社 ,日魯工業(yè)株式會(huì)社等。至 2020 年，日本的塑料帶捆扎機(jī)總產(chǎn)量達(dá) 94 萬(wàn)臺(tái) ,約占包裝機(jī)械總量的 %,總產(chǎn)值達(dá) 300 億日元。每年約有 30%的出口 ,幾乎占領(lǐng)了全部東南亞市場(chǎng)。由于他們能成功哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 地引進(jìn)和消化吸收別國(guó)的經(jīng)驗(yàn) ,不斷改進(jìn)發(fā)展，并且結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單 ,可靠性高 ,在國(guó)際市場(chǎng)上有很大的競(jìng)爭(zhēng)能力。其中最大的生產(chǎn)廠(chǎng)家為下島株式會(huì)社 ,于 1969年開(kāi)始正式生產(chǎn) 自動(dòng)捆扎機(jī) ,主要從事產(chǎn)品開(kāi)發(fā) ,產(chǎn)品質(zhì)量控制和推銷(xiāo)工作 ,其零部件加工和裝配均通過(guò)擴(kuò)散的辦法在國(guó)內(nèi)設(shè)有 17家分公司和 270個(gè)代銷(xiāo)點(diǎn) ,并在 35個(gè)國(guó)家和地區(qū)設(shè)有代理點(diǎn)。產(chǎn)品品種達(dá) 200 多個(gè) ,正常生產(chǎn)品種為 29 種。美國(guó)的SIGNODE 公司則是一家以鋼帶捆扎機(jī)為主 ,塑料帶、聚酯帶捆扎工具為輔的跨國(guó)公司 ,屬于美國(guó) ITW 上市公司。在美國(guó)和其他六個(gè)國(guó)家設(shè)有分公司該公司自 1913 年就開(kāi)始從事捆扎機(jī)械的生產(chǎn) ,為 100 多個(gè)國(guó)家的工業(yè)產(chǎn)品包裝提供服務(wù) ,并為各國(guó)用戶(hù)提供 24 小時(shí)內(nèi)的配件供應(yīng)服務(wù) ,他們不僅具有巨大的生產(chǎn)能力 ,而且還有一支 精益求精的研制和開(kāi)發(fā)隊(duì)伍 ,通過(guò)對(duì)捆扎機(jī)械各功能部件的反復(fù)試驗(yàn)和多方案對(duì)比 ,生產(chǎn)出的捆扎機(jī)械具有很好的可靠性和最佳的經(jīng)濟(jì)壽命 ,雖然價(jià)格昂貴 ,但仍然是國(guó)際市場(chǎng)上 的強(qiáng)手。 包裝帶捆扎機(jī)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)包裝機(jī)械工業(yè)是在改革開(kāi)放以后發(fā)展起來(lái)的。由于起步較晚，大部分設(shè)備都是通過(guò)引進(jìn)設(shè)備消化吸收研制出來(lái)的。行業(yè)從無(wú)到有，從小到大，逐步發(fā)展起來(lái)。目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外相比，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力偏低。目前我國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的狀況。而隨著我國(guó)進(jìn)入世貿(mào)組織 (WTO)，國(guó)際先進(jìn)的技 術(shù)、設(shè)備和管理經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)入勢(shì)必會(huì)對(duì)我國(guó)剛剛發(fā)展起來(lái)的包裝機(jī)械工業(yè)造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)。國(guó)際市場(chǎng)上的搶手。我國(guó)捆扎機(jī)械生產(chǎn)自 1976 年開(kāi)始。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和各行業(yè)對(duì)改善產(chǎn)品包裝產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益迫切，使捆扎機(jī)械不論在生產(chǎn)能力、生產(chǎn)技術(shù)、整機(jī)性能等方面都有了很大的提高。 目前我國(guó)已能生產(chǎn)二十多個(gè)品種的捆扎機(jī)和三個(gè)品種的捆結(jié)機(jī)，基本上能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求，其中半自動(dòng)捆扎機(jī)的整個(gè)性能已接近國(guó)外先進(jìn)水平，故每年有較大的批量出口，而全動(dòng)捆扎機(jī)仍與國(guó)外有較大的差距。 與國(guó)外捆扎機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)水平 相比，國(guó)產(chǎn)機(jī)差距主要為：品種單一，生產(chǎn)力低。雖然經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，但只能生產(chǎn) 20 多個(gè)品種，還不及國(guó)外一個(gè)公司的品種數(shù)，而且只能生產(chǎn)通用型的產(chǎn)品，哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 如鋼帶自動(dòng)捆扎機(jī)的生產(chǎn)至今仍是一個(gè)空白，無(wú)法滿(mǎn)足一些特殊行業(yè)的需要：據(jù)調(diào)查 2020 年全國(guó)產(chǎn)量已達(dá) 19000 臺(tái)，但仍太大落后于國(guó)外的水平。我國(guó)捆扎機(jī)械的生產(chǎn)起步較晚，主要是靠引進(jìn)國(guó)外的整機(jī)經(jīng)消化改進(jìn)二次開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的。因此在生產(chǎn)中著重于產(chǎn)品的整機(jī)性能而忽視了對(duì)零部件的研究，導(dǎo)致在捆扎速度、接頭粘接方式和送帶軌道等主要技術(shù)性能方面不硬國(guó)外先進(jìn)水平。工作可靠性較差，其中特別 是捆扎帶和元器件的質(zhì)量不穩(wěn)對(duì)整機(jī)影響 較大 。 包裝帶捆扎機(jī)存在的主要問(wèn)題 自動(dòng)捆扎機(jī)的工作過(guò)程主要由送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四個(gè)環(huán)節(jié)組成，因此送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響到捆扎質(zhì)量和效率。當(dāng)捆扎物人工擱置在規(guī)定的位置后，手動(dòng)將捆扎帶塞入焊接處并觸動(dòng)微開(kāi)關(guān)，第一頂緊桿將帶端壓緊，同時(shí)機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證反時(shí)針?lè)较蚴諑?，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個(gè)捆件的捆扎過(guò)程 。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中需解決幾個(gè)難題。第一個(gè)難題是如何實(shí)現(xiàn)捆扎速度的可調(diào)，以適應(yīng)不 同的捆扎要求。其次是依靠摩擦輪退帶收緊過(guò)程中，如何判斷包裝帶捆扎紙箱的捆緊力已達(dá)到要求而自動(dòng)停止退帶收緊。然后是凸輪總成的精確設(shè)計(jì)，受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的合理協(xié)調(diào)運(yùn)行。最后是如何避免以往捆扎機(jī)械中都伴有煙塵、氣味的情況，保護(hù)操作者的身心健康及環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題。 本 課題所做的主要工作 本文研制的包裝帶打捆機(jī)，以大型 的 紙箱、棧板 、托盤(pán)等 為捆扎對(duì)象對(duì)象，研發(fā)的主要內(nèi)容包括 :送、退帶捆緊機(jī)構(gòu)的研究、剪切、熨燙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、氣動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、捆扎形式的選擇，捆扎材料的選用等。 包裝帶捆扎機(jī)的工作過(guò)程 包括六個(gè)主要步驟 :送帶、頂緊、退帶拉緊、再頂緊、切帶加熱、頂緊粘結(jié)、復(fù)位。整個(gè)包裝帶捆扎機(jī)的研究也主要圍繞這幾個(gè)重要的動(dòng)作來(lái)展開(kāi)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第二章 整體方案設(shè)計(jì) 引言 穿劍式 打包機(jī) 是 專(zhuān)為 體積大 的紙箱 、 棧板 等 打包而設(shè)計(jì)，它打包機(jī)的功用是使包裝帶能緊貼于被捆扎包件表面，保證包件在運(yùn)輸、貯存中不因捆扎不牢而散落，同時(shí)還應(yīng)捆扎整齊美觀(guān) 。廣泛應(yīng)用于外貿(mào)出口、家具、電子電器產(chǎn)品、食品飲料、印刷造紙、制瓶、玻璃、陶瓷、工藝品、半成品周轉(zhuǎn)及參展物品 /機(jī)械的中轉(zhuǎn)等行業(yè)。 設(shè)計(jì)思路 打包機(jī) 的原理 圖 21 打包機(jī)原理圖 打包機(jī)的原理 如圖 21 所示 ： 打包物體處于打包機(jī)中間，首先哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 右頂體上升，壓緊帶的前端，把帶子收緊捆在物體上，隨后左頂體上升，壓緊下層帶子的適當(dāng)位置，加熱片伸進(jìn)兩帶子中間，中頂?shù)渡仙袛鄮ё?，最后把下一捆扎帶子送到位，完成一個(gè)工作循環(huán)。打包機(jī)是使用打包帶纏繞產(chǎn)品或包裝件 ，然后收緊并將兩端通過(guò)熱效應(yīng)熔融或使用包扣等材料連接的機(jī)器。打包機(jī)的功用是使塑料帶能緊貼于被捆扎包件表面 。 它的工作 流程為： 帶子送到位→收到捆扎信號(hào)→制動(dòng)器放開(kāi)，主電機(jī)啟動(dòng) (1)→右頂?shù)渡仙?，頂住右?guī)в诨逄?(2)→“ T”型導(dǎo)板后退 (3)→接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到退帶探頭 (4)→主電機(jī)停轉(zhuǎn)，制動(dòng)器吸合(5)→打包機(jī)退帶電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，退帶 秒 (6)→帶子收緊捆在物體上(7)→主電機(jī)二次啟動(dòng)，制動(dòng)器吸合 (8)→大擺桿二次拉帶，收緊帶子 (9)→左頂體上升，壓緊下層帶子 (10)→加熱片伸進(jìn)兩帶子中間(11)→中頂?shù)渡仙?，?斷帶子 (12)→中頂?shù)断陆?(13)→中頂?shù)对俅紊仙?，使兩帶子牢固粘?(14)→中頂?shù)断陆?，左右頂?shù)锻瑫r(shí)下降 (15)→加熱片復(fù)位 (16)→滑板后退 (17)→“ T”型導(dǎo)板復(fù)位 (18)→接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到送帶探頭 (19)→送帶電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)帶子送帶 (20)→大擺桿復(fù)位 (21)→帶子到位，帶頭頂?shù)健?T”型導(dǎo)板上 (22)→接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到雙探頭 (23)→主電機(jī)停轉(zhuǎn)，剎車(chē)吸合 (24)→打包機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán) 穿劍式 打包機(jī) 的 設(shè)計(jì)思路 在 上述塑料包裝機(jī)設(shè)計(jì) 思路 的基礎(chǔ)上， 研究 穿劍式打包機(jī)，其中 針對(duì) 打包的各個(gè)步驟分 為 四個(gè) 部分來(lái) 設(shè)計(jì)： 穿劍 送帶 ： 貨物到位后開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，劍穿過(guò) 包裝箱 同時(shí)將 包裝 帶送至導(dǎo)軌 捆扎 過(guò)程 ：壓頭 壓住一段，另一 端送帶輪 反轉(zhuǎn)完成捆扎