【文章內容簡介】 ....................................................... 22 氣缸型號的選擇 .................................................................. 22 PLC設計 ..................................................................................... 22 ................................................................ 24 控制方案設計 ..................................................................... 24 資源分配表 ......................................................................... 24 PLC 接線圖 ......................................................................... 25 PLC 控制流程圖 .................................................................. 25 梯形圖控制程序的設計 ....................................................... 25 結 論 ....................................................................................................... 26 哈爾濱工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 5 參考文獻 .................................................................................................. 42 致 謝 ....................................................................................................... 43 哈爾濱工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（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、計算機技術、自動化技 術的快速發(fā)展，對機電一體化產品的技術含量、性能、功能要求也越來越高。包裝帶捆扎機作為一種典型捆扎機機 電 一體化產品正被越來越多的行業(yè)應用在產品包裝工序上。捆扎機械是包裝設備中的一個主要分支 ,是將一個或多個包裝物用捆扎帶 (繩 )緊束一起的機器 ,使包裝件便于運輸、保管和裝卸 ,屬于外包裝設備。市場上 出現較多的 捆扎 機 是 對一些體積較小 的物件的打包，而像 一些 體積較大的物件的打包的專用打包機卻不多，因此，本課題研究目的是研究一種新型的打包機，以解決此類問題。 目前，我國很多企業(yè)的包裝水平跟不上生產設備的更新速度，包裝質量不高 。雖然國內少數企業(yè)憑借自身的雄厚經濟實力，從國外引進了部分全自動打捆設備，但其高昂的價格增加了生產成本，絕大多數企業(yè)仍在使用半自動或人工打包設備，這樣既使生產效率降低，也浪費了大量勞動力，為此，根據我國包裝行業(yè)的實際需求和發(fā)展趨勢，研發(fā)高質量，高可靠性的全自動打捆機以替代進口，以非常必要，而且形勢緊迫。 國內外發(fā)展現狀 包裝帶捆扎機國外發(fā)展現狀 國外捆扎機械的應用 ,起始可追溯到本世紀初期 ,如美國的SIGNODE 公司、德國的 CYKLOP 公司等就涉足捆扎行業(yè) ,以生產鋼帶捆扎設備為主 ,但其規(guī)模和生產技術水平都還較低。直到上世紀的五十年 ,塑料材料的問世 ,使以塑料帶作為捆扎材料成為現實 ,極大地促進了塑料帶捆扎機的發(fā)展。較早的如日本的下島株式會社、株式會社 ,日魯工業(yè)株式會社等。至 2020 年，日本的塑料帶捆扎機總產量達 94 萬臺 ,約占包裝機械總量的 %,總產值達 300 億日元。每年約有 30%的出口 ,幾乎占領了全部東南亞市場。由于他們能成功哈爾濱工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 7 地引進和消化吸收別國的經驗 ,不斷改進發(fā)展，并且結構較為簡單 ,可靠性高 ,在國際市場上有很大的競爭能力。其中最大的生產廠家為下島株式會社 ,于 1969年開始正式生產 自動捆扎機 ,主要從事產品開發(fā) ,產品質量控制和推銷工作 ,其零部件加工和裝配均通過擴散的辦法在國內設有 17家分公司和 270個代銷點 ,并在 35個國家和地區(qū)設有代理點。產品品種達 200 多個 ,正常生產品種為 29 種。美國的SIGNODE 公司則是一家以鋼帶捆扎機為主 ,塑料帶、聚酯帶捆扎工具為輔的跨國公司 ,屬于美國 ITW 上市公司。在美國和其他六個國家設有分公司該公司自 1913 年就開始從事捆扎機械的生產 ,為 100 多個國家的工業(yè)產品包裝提供服務 ,并為各國用戶提供 24 小時內的配件供應服務 ,他們不僅具有巨大的生產能力 ,而且還有一支 精益求精的研制和開發(fā)隊伍 ,通過對捆扎機械各功能部件的反復試驗和多方案對比 ,生產出的捆扎機械具有很好的可靠性和最佳的經濟壽命 ,雖然價格昂貴 ,但仍然是國際市場上 的強手。 包裝帶捆扎機國內發(fā)展現狀 我國包裝機械工業(yè)是在改革開放以后發(fā)展起來的。由于起步較晚，大部分設備都是通過引進設備消化吸收研制出來的。行業(yè)從無到有，從小到大，逐步發(fā)展起來。目前國內產品與國外相比，市場競爭能力偏低。目前我國包裝機械產品普遍存在質量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術含量低的狀況。而隨著我國進入世貿組織 (WTO)，國際先進的技 術、設備和管理經驗的進入勢必會對我國剛剛發(fā)展起來的包裝機械工業(yè)造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴峻考驗。國際市場上的搶手。我國捆扎機械生產自 1976 年開始。隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展和各行業(yè)對改善產品包裝產品質量的要求日益迫切，使捆扎機械不論在生產能力、生產技術、整機性能等方面都有了很大的提高。 目前我國已能生產二十多個品種的捆扎機和三個品種的捆結機，基本上能滿足國內需求，其中半自動捆扎機的整個性能已接近國外先進水平，故每年有較大的批量出口，而全動捆扎機仍與國外有較大的差距。 與國外捆扎機械生產技術水平 相比，國產機差距主要為：品種單一，生產力低。雖然經過二十多年的發(fā)展，但只能生產 20 多個品種，還不及國外一個公司的品種數，而且只能生產通用型的產品，哈爾濱工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 8 如鋼帶自動捆扎機的生產至今仍是一個空白，無法滿足一些特殊行業(yè)的需要：據調查 2020 年全國產量已達 19000 臺，但仍太大落后于國外的水平。我國捆扎機械的生產起步較晚，主要是靠引進國外的整機經消化改進二次開發(fā)生產的。因此在生產中著重于產品的整機性能而忽視了對零部件的研究，導致在捆扎速度、接頭粘接方式和送帶軌道等主要技術性能方面不硬國外先進水平。工作可靠性較差，其中特別 是捆扎帶和元器件的質量不穩(wěn)對整機影響 較大 。 包裝帶捆扎機存在的主要問題 自動捆扎機的工作過程主要由送帶、收緊、切燙、粘結四個環(huán)節(jié)組成，因此送帶機構、夾壓機構、封口機構設計的合理與否，將直接影響到捆扎質量和效率。當捆扎物人工擱置在規(guī)定的位置后，手動將捆扎帶塞入焊接處并觸動微開關，第一頂緊桿將帶端壓緊，同時機械裝置和執(zhí)行機構保證反時針方向收帶，達到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機械送帶，完成一個捆件的捆扎過程 。 在設計過程中需解決幾個難題。第一個難題是如何實現捆扎速度的可調，以適應不 同的捆扎要求。其次是依靠摩擦輪退帶收緊過程中，如何判斷包裝帶捆扎紙箱的捆緊力已達到要求而自動停止退帶收緊。然后是凸輪總成的精確設計，受凸輪控制的剪切、夾壓機構的合理協調運行。最后是如何避免以往捆扎機械中都伴有煙塵、氣味的情況，保護操作者的身心健康及環(huán)境保護的問題。 本 課題所做的主要工作 本文研制的包裝帶打捆機，以大型 的 紙箱、棧板 、托盤等 為捆扎對象對象，研發(fā)的主要內容包括 :送、退帶捆緊機構的研究、剪切、熨燙機構的設計、氣動執(zhí)行系統(tǒng)的設計、捆扎形式的選擇，捆扎材料的選用等。 包裝帶捆扎機的工作過程 包括六個主要步驟 :送帶、頂緊、退帶拉緊、再頂緊、切帶加熱、頂緊粘結、復位。整個包裝帶捆扎機的研究也主要圍繞這幾個重要的動作來展開。 哈爾濱工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 9 第二章 整體方案設計 引言 穿劍式 打包機 是 專為 體積大 的紙箱 、 棧板 等 打包而設計，它打包機的功用是使包裝帶能緊貼于被捆扎包件表面，保證包件在運輸、貯存中不因捆扎不牢而散落，同時還應捆扎整齊美觀 。廣泛應用于外貿出口、家具、電子電器產品、食品飲料、印刷造紙、制瓶、玻璃、陶瓷、工藝品、半成品周轉及參展物品 /機械的中轉等行業(yè)。 設計思路 打包機 的原理 圖 21 打包機原理圖 打包機的原理 如圖 21 所示 ： 打包物體處于打包機中間，首先哈爾濱工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（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位置，加熱片伸進兩帶子中間，中頂刀上升，切斷帶子，最后把下一捆扎帶子送到位，完成一個工作循環(huán)。打包機是使用打包帶纏繞產品或包裝件 ，然后收緊并將兩端通過熱效應熔融或使用包扣等材料連接的機器。打包機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→制動器放開，主電機啟動 (1)→右頂刀上升，頂住右?guī)в诨逄?(2)→“ T”型導板后退 (3)→接近開關感應到退帶探頭 (4)→主電機停轉，制動器吸合(5)→打包機退帶電機轉動，退帶 秒 (6)→帶子收緊捆在物體上(7)→主電機二次啟動，制動器吸合 (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)→加熱片伸進兩帶子中間(11)→中頂刀上升，切 斷帶子 (12)→中頂刀下降 (13)→中頂刀再次上升，使兩帶子牢固粘合 (14)→中頂刀下降，左右頂刀同時下降 (15)→加熱片復位 (16)→滑板后退 (17)→“ T”型導板復位 (18)→接近開關感應到送帶探頭 (19)→送帶電機啟動，帶動帶子送帶 (20)→大擺桿復位 (21)→帶子到位，帶頭頂到“ T”型導板上 (22)→接近開關感應到雙探頭 (23)→主電機停轉，剎車吸合 (24)→打包機完成一個工作循環(huán) 穿劍式 打包機 的 設計思路 在 上述塑料包裝機設計 思路 的基礎上， 研究 穿劍式打包機，其中 針對 打包的各個步驟分 為 四個 部分來 設計： 穿劍 送帶 ： 貨物到位后開啟開關，劍穿過 包裝箱 同時將 包裝 帶送至導軌 捆扎 過程 ：壓頭 壓住一段，另一 端送帶輪 反轉完成捆扎