这些年来,国外生产包装机械的厂家为了适应社会发展的需要,提出了自动化,多功能化,高效率化这三条标准。国外公司大都采用伺服电机、编码器、数字控制等技术来精确控制,大部分公司PLC,触摸屏,ARM等来控制包装机,人机交流也越来越完善合理。84919
比如SWF生产了一种叫DP320的装箱机,这种装箱机的装箱速度快,每分钟能到达30箱;能自动调节装置来适应各种箱子的尺寸。拥有人机界面,能随意更改工序。除了这些功能,DP320还拥有许多独特的功能,比如纸箱可以垂直输送,拥堵自动截至传感器等[5]。还配有规格更换辅助装置、NEMA 12电控系统,生产线下游有一个光电控制器来控制机器的起停,而且该机器传动起来非常平稳。
Douglas公司于2010年推出AxiomTM系列装箱机[6],它是通过采用伺服系统间歇运动控制纸箱包装,这一过程的实现大大的提高了生产速度,整个机器的结构非常小,集成度非常高[7]。Axiom系列采用第三代伺服设计,增加了位置精度的定位,错误的检查,使生产更加完美。该机器采用不锈钢零件,并减少了大量不重要的零件,这样就为以后减少了大量换零件的时间,使整个机器看上去非常精简[8]。
ABC公司为适应社会竞争的需要,推出一种新型装箱机,机器在装箱封箱的过程中,还完成纸箱表面的印刷,客户要求在箱子上打印的信息,包括图案、标语等等,可以通过触摸屏输入到机器中[9],这种新型设备具有良好的变通性,当装箱完成时,相应的图案文字都已经打印好,客户不需要在买专门打印的机器来印刷,这样既省事又省钱。而且,该包装机包装速度也达到每分钟达到35箱。
2 国内研究现状
国内的一些生产纸箱包装机的公司生产的包装机还处于半自动状态,智能化程度不高,集成度也不高,没有形成完整的包装线,像开箱机、封箱机、膜包机都是分散的[10]。与国外的包装机械相比,速度也是一方面,国外的速度一般达到30-40箱每分钟,国内的速度才10-20箱每分钟。中国的包装设备与国外相比,还远远落后。在控制方面,国内只会PLC方面的一些简单控制,对于PLC基于模块控制才开始研究。2014年,哈工大刘贤等人用基于模型的设计,设计出PLC控制软件来控制四层电梯[11]。2012年,清华大学王瑞博士研究PLC软件构件化建模,给出软件构件化建模理论。但是,这些都只是刚刚入门,把他应用在包装机上还有很大的路要走[12]。
3 存在的问题
在国内自动包装机还存在很多问题。如薄膜输送,因为薄膜是竖着放的,物品横着穿过薄膜,物品的输送速度,和薄膜展开的速度难以控制[13]。这对物品的膜包的精度有很大的影响。其次,物品放入纸箱是机械手控制,在箱底放泡沫是人工控制,物品和泡沫之间距离很小,当机械手夹着物品放入箱子,稍有点偏差,就放不进箱子。最有问题的是包装速度,国外都能达到30-40箱每分钟,国内才达到10-20箱,甚至更低。