【《全自动粘箱机控制系统设计与调试分析》10000字】

全自动粘箱机控制系统设计与调试分析摘要随着各种机械和各种控制器的升级，人们对粘箱机械速度、智能程度的需求不断增多。半自动粘箱机，已经不能满足现代企业的生产需求。所以需要设计一款能够满足企业需求，降低生产成本的全自动粘箱机。全自动粘箱机应满足生产速度快，生产精度高，易调整订单，易维护等特点。本设计为满足以上要求，对部分机械结构和控制部分进行了设计。首先为了使纸张能够平稳的进行涂胶和折叠，对粘箱机的送纸部，涂胶折叠部，整理计数部进行了改进，加设了风机，使纸张不容易跑偏。然后对粘箱机的控制系统设计了工艺流程，对所需要的控制器、电机、各种电气元器件进行了选型，对I/O口进行了分配，设计了电气系统的接线电路图。最后应用组态王软件对控制系统做了仿真实验。关键词：控制系统；PLC；接线电路图目录1272第1章绪论 7289711.1课题研究背景及意义 7196071.1.1研究背景 7325661.1.2意义 8271061.2国内外发展现状 9283421.2.1国外现状 9277481.2.2国内现状 932455第2章全自动粘箱机结构与工艺流程 10218922.1全自动粘箱机结构 10222852.1.1送纸部 10268932.1.2涂胶折叠部 11268222.1.3整理计数部 12177462.2工艺流程 1221818第3章全自动粘箱机控制系统 13191473.1控制系统整体设计 13308273.2控制器选型 1425633.3.1光电传感器 16300823.3.2行程开关 17171823.3.3限位开关 1759343.3.4计数器 17237483.4电机的选择及控制 1875203.5其他元器件选型 1925440第4章电气系统设计 2015534.1进纸与折叠部电路设计 20233914.2动力部电路设计 21179974.3整理计数部电路设计 2232498第5章全自动粘箱机的软件设计 23312415.1编程软件的选择 23200675.2plcI/O端口分配 2488045.3系统主程序设计 2434235.4折叠机构程序设计 25186635.5计数排出机构程序设计 2619610第六章全自动粘箱机监控画面 26234406.1登录界面 26270516.2主界面 27130086.3菜单界面 28204026.4手动控制界面 28225366.5参数编辑界面 2926256.6参数调整界面 2964856.7帮助界面 309359第7章系统调试与安装 3172847.1系统硬件安装与调试 31243777.2软件部分调试 31291827.2.1.控制器程序调试 31228177.2.2plc与组态软件调试 3229521工作总结与展望 3327689工作总结 3318647工作展望 339110参考文献 3513374附录 36第1章绪论1.1课题研究背景及意义1.1.1研究背景近年来，随着互联网的快速发展以及人均可支配收入的增长，促使了电商和快递业的发展，快递包装行业开始发展壮大，并形成了一定的产业规模。如图1-1所示，2014~2016年，快递增长速度在50%左右，2017~2019年快递增长速度虽明显下降，但增长速度依然保持在20%以上，快递业务量每年保持100亿件的增长REF_Ref8555\r\h[1]。图1-12014~2019年快递业务量（单位：亿）及增长速度随着快递业务量的增长，编织袋、塑料袋、包装箱等产品供不应求，但是快递的过度包装给环境和资源都带来了压力。因此使用环保型和可循环利用的包装材料成为包装行业的首选。瓦楞纸箱中有93%的材料可以被循环再利用，瓦楞纸箱在自然条件下还有易降解的特点，符合国家要求的低碳环保、节能减排的标准。另外瓦楞纸箱优越的使用性能和加工性能，深受运输包装行业的青睐。因此瓦楞纸箱的使用量一直排在各种包装制品的前列。由于我国机械行业较国外起步较晚，纸箱行业起步也比较晚，但我国因物资丰富，人口基数大，再加上对外贸易逐年增加，我国对纸箱的需求很大，市场广阔。如图1-2所示为我国2015-2019年瓦楞纸箱产量统计，单位（万吨）。图1-2产量统计图由图可以看出中国瓦楞纸箱产量呈逐年递增的趋势，就近几年来看，2017年~2019年，中国瓦楞纸箱总产量一直保持在4000万吨以上。瓦楞纸箱虽然经济实用，但由于其质量轻，单位质量占用空间大，运输成本较高，不适用集中生产，集中运输，一但运输距离过大，运输成本急剧增加，因此生产企业只能满足周边用户的需求，为了满足较远地区的纸箱需求，纸箱生产厂商需要在附近建设分厂。目前，纸箱生产设备有两种方式，一种是压钉钉箱，一种是涂胶粘箱。随着涂胶粘合剂的技术发展，粘合剂的粘度越来越高，粘合的纸箱越来越牢固，因此利用涂胶粘箱工艺的纸箱生产设备受到越来越多的纸箱生产厂家的青睐。1.2意义自2015年以来，国际贸易量每年增加，所需包装产品也随之增加，不仅国际上，在国内也是，商品的流通，都需要包装来降低运输时的损耗，不单单是快递行业用包装量大，还有饮料、食品、空调、家用小电器之类的产品，对纸箱包装的需求也越来越大。并且随着产品种类的增多，对于纸箱包装的样式的需求也越来越多。这些需求对纸箱生产厂家提出了严峻的挑战。生产厂家不能按照以往人工手粘纸箱的方式来生产，手工粘箱不仅粘箱速度慢，生产成本高，而且粘箱质量和一致性也没法保证，纸箱生产厂家需要引进先进的纸箱生产设备，代替以前的人工手粘纸箱的生产方式，所以市场需要一款全自动粘箱机来降低生产成本。全自动粘箱机可以自动完成涂胶，折叠等步骤，生产速度快，而且速度可以控制，生产的产品质量稳定，并且能满足不同客户的不同样式的纸箱的需求。1.3国内外发展现状1.3.1国外现状由于国外机械设备发展较早，对于粘箱机的研究和开发也相对较早，以美国为首的西方国家，在包装行业中，起步较早，涉足时间长，掌握大量的关键技术，一直领先其他国家，其技术研发进步可以满足生产企业的要求，不断优化产品设备，加强技术创新，使得美国包装企业能够在国际上占有大量市场。除美国外，日本，瑞典，法国等都是粘箱机设备生产的领导者，尤其以日本的梅谷公司为首，其生产的粘箱机性能稳定，生产速度快，能适应各种尺寸，梅谷公司凭借着独特的纸板压线技术，成为了世界级的粘箱机生产厂家，走出了日本，走向了世界。1.3.2国内现状我国机械起步较晚，由于需求较小，早期对于粘箱机的关注度没有那么高，由于轻工业的发展，对外出口的轻工业品对纸箱包装的需求逐渐增大，我国开始引进纸箱生产设备，推动了我国纸箱生产设备的发展。我国瓦楞纸箱生产企业分布非常分散，区域特征明显。行业中有超过两千家企业，其中90%是中小型企业，大企业集中度较低，造成中小型企业大量存在的原因有三个：大企业运输成本高。纸箱具有体积大，重量轻的特点，纸箱虽然用于包装运输行业，但是纸箱不便于运输，超过一定运输距离，运输成本将会直线增加，因此大企业的运输半径有限，产品不能覆盖到很远的地方，中小企业则可以在需求地附近生产，因此行业中存在有大量中小型企业并拥有大部分市场。（二）中小企业拥有成本优势。中小企业会通过小渠道，采购价格低廉，质量一般的原材料，而且人员少，管理成本低，实现了成本优势。（三）小批量、个性化的订单一直存在。小批量、个性化的订单，用小型设备来生产更加方便，小型设备的调整和维修起来更方便快捷。第2章全自动粘箱机结构与工艺流程全自动粘箱机要实现的功能是对裁剪好的瓦楞纸板进行涂胶、折叠，并且能够使经过涂胶、折叠后的纸板更加平整、美观，便于整理。因此，全自动粘箱机需要完成纸板的自动送料，自动涂胶，自动折叠，自动排除计数，出现故障时自动停机等功能。所以全自动粘箱机结构由三个部分组成，分别是送纸部、涂胶折叠部、整理计数部。其主要技术参数如下：适用最大纸板尺寸：900mm×2040mm适用最小纸板尺寸：260mm×720mm适用纸板厚度范围：2mm-8mm堆叠张数（可设定）：5、10、15、20、25、30传送带最高速度：120m/min2.1全自动粘箱机结构2.1.1送纸部全自动粘箱机的送纸部要实现一摞待加工纸板一张张的正确接入传送带并将其运送到涂胶折叠部，因此送纸部的结构有：托纸架、左右侧挡板、进纸挡板、六条传送带，驱动电机，以及吸风机。托纸架的目的是为待加工的纸板起支撑作用，托纸架可根据纸板长度，进行前后移动。左右侧挡板目的是限制纸板间因摩擦左右移动，使纸板可以准确的落到传送带上，可根据纸板宽度，自动进行左右移动。进纸挡板通过限制进入传送带纸板的厚度，防止两张或多张纸板一起进入传送带，可手动进行上下调节。为了避免纸张走偏，采用吸风送纸方式，在进纸皮带下设置吸风箱。使纸张能够牢牢地吸在皮带上，提高纸板与传送带间的贴合能力，提高值班的稳定性。结构如图2-1所示：图2-1送纸部结构2.1.2涂胶折叠部涂胶折叠部要实现通过进纸部进来的纸板，经过二次压痕，涂胶，折叠形成我们所需要的纸箱。因此涂胶折叠部的结构有：二次压痕装置，涂胶机，左右折臂，左右翻折皮带，输送皮带，辅助折叠支架。二次压痕装置通过固定在支架上的压纸轮，对纸板需要折叠的部分进行挤压，使纸板折叠更容易，更准确。二次压痕装置可根据纸板尺寸进行左右移动。涂胶采用滚轮式涂胶机，滚轮式涂胶机涂胶量均匀，皮带高速或者低速，对涂胶量影响不大，下涂胶方式，胶水更容易凝固，粘贴更结实。涂胶机设置有移动电机，可根据纸板尺寸进行移动。左右折臂不仅起到支撑输送皮带的功能，还可根据纸板尺寸进行左右移动，折叠采用左右翻折式折叠，通过皮带翻折，带动纸板翻折。在折叠过程纸板始终被压紧，防止纸张走斜。辅助折叠支架在折叠过程中起到支撑纸板的作用，防止因纸板过重，压紧翻折皮带，使皮带受损，折叠效果不好的情况。图2-2折叠部结构2.1.3整理计数部整理计数部要把折叠好的纸板进行按压、计数、码齐、并排出。因此整理计数部的结构有：压纸皮带、计数器、后挡板、移动挡板、压纸架、排出机构、气缸等组成。压纸皮带的作用是把折叠好的纸箱在折叠部位进行按压，使纸箱粘接更牢固。压纸皮带可以根据纸箱尺寸大小进行移动，可以根据纸箱厚度手动进行调节间隙。计数器对折叠好的纸箱进行计数，把计数结果传给plc。后挡板的作用是挡住折叠好的纸箱成品，并进行堆叠，后挡板可以根据纸箱长度进行调整。移动挡板对堆叠起来的纸箱进行拍齐动作，使纸箱堆叠整齐。当堆叠到设定数值时排出机构动作，把一定数量的纸箱排出，等待包装机包装。气缸为排出机构提供动力，气压为0.7Mpa-0.9Mpa。图2-3整理部结构2.2工艺流程首先在控制屏上输入纸板尺寸，尺寸确定后，进纸部左右侧规电机移动，调整好进纸尺寸，涂胶机移动，到达指定位置，折臂移动电机移动，到达指定位置，压纸架电机移动，到达指定位置，整理部侧规和后规电机移动，到达指定位置，然后纸板在托纸架上，打开电源总开关，主机，风机开始运转。纸板从进纸部进入，经过圆辊到涂胶部进行涂胶，再有压纸轮进行二次压痕处理，进入折叠部，折叠由滚轮带动的皮带，利用皮带翻折进行折叠，折叠完后由压纸架进行压纸并输送到整理部，在整理部计数和码齐并排出。整理部的码齐和排出部位，分别由电机和气缸带动。计数的结果传给plc，plc对排出机构发出排出指令，排出后纸箱则由包装机等设备处理。工艺流程如图2-4所示。图2-4工艺流程图第3章全自动粘箱机控制系统3.1控制系统整体设计本设计将控制系统分为三部分，分别为进纸与折叠部控制系统、动力部控制系统、整理计数部控制系统，三个系统分别进行控制，即使某一系统损坏，不需要对整个设备进行检修，而且可以很方便的进行控制。三个系统互相配合，实现全自动粘箱机的自动送料、自动涂胶、自动折叠、自动整理计数等功能。如图3-1所示。图3-1全自动粘箱机控制系统组成进纸部与折叠部控制系统进纸与折叠部控制系统由动作折臂电机、非动作折臂电机、进纸风机和转换开关，限位开关组成。通过控制动作折臂电机，实现左右折臂的移动，其折臂位置通过限位开关反馈给控制器，检测其是否到位。通过控制进纸风机，使纸板可以很好地在传送带上输送。控制涂胶移动电机，实现对不同尺寸纸板的涂胶。动力部控制系统动力部控制系统主要由主电机、排出电机、动力部风机、涂胶机等组成，进纸与折叠部电机的动力来自主电机，排出电机为排出纸箱动作提供动力，动力部风机开启是纸板在折叠的过程中不会由于自然条件发生跑偏等现象，涂胶机的启停通过转换开关实现。整理部控制系统整理部控制系统主要由移动挡板电机、整理后规电机，整理部移动电机、整理升降电机、排出皮带电机，压纸皮带升降电机以及限位开关，编码器、高速计数器、上下光电传感器等组成。移动挡板电机用挡板将纸箱进行拍齐动作，使纸箱堆放整齐，便于排出。限位开关将调整后的整理部位置信息反映给plc，调整对应电机的加减运行。高速计数器用于纸板计数，当数量达到设定值时，排出电机动作，排出纸箱。整理部控制系统作用是将折叠好的纸箱堆叠，将堆叠好的数量一定的纸箱顺利排出。3.2控制器选型3.2.1主控制器分析比较目前市面上可选择的控制器有两种，单片机和plc。单片机是一种具有数据处理能力的用于工业控制领域的集成电路芯片。利用集成电路技术把中央处理器、存储器ROM、存储器RAM、多个I/O口和中断系统、定时器、计数器等组成，集成到一块硅片上构成的容一个小而完善的微型计算机系统REF_Ref8715\r\h[2]。PLC是一种输入输出指令的用于自动化控制的控制器。可编程控制器plc由CPU、数据内存、输入输出接口、电源、数字量转换等功能单元组成。可以将控制指令进行储存与执行。Plc与单片机相比，PLC的构成比较成熟，调试比较方便，而且更加成熟稳定，因此本设计采用plc作为控制系统的控制器。3.2.2PLC选型plc的选型，要根据以下几点，进行选择：系统的总体控制方案系统需要的I/O点数在兼容可靠并且满足工作需求的条件下，要适当的考虑经济情况。根据系统的总体控制方案来看，系统的输入信号有15个，输出信号25个。输入和输出信号并不是很多。根据I/O点数来看，当I/O点数少于256个时，选用小型机；当I/O点数在256~2048个之间时，选用中型机；当I/O点数超过256个时，选用大型机。此控制系统I/O点数之和大约是100个。综上所述，再结合经济情况考虑，全自动粘箱机选用西门子S7-200系列的plc。S7-200系列有S7-200和S7-200smart两种，S7-200smart是在S7-200的基础上，对硬件配置和软件组态上都做了一定的升级，最终本系统采用的plc型号为西门子S7-200smart。图3-1西门子s7-200smart型plcCPU是PLC的重要部分，包括运算器和控制器，其作用如下：在plc启动后和在工作时，CPU对内部电源和各个运行单元的工作状态进行实时检测，在输入程序时，监控程序的语法是否正确。具有接收程序和数据并进行存储的功能实时监测输入端口的状态和数据，并将其存储在数据存储器中。以便后续调用。CPU要完成从存储器中读取程序，按照程序指令，控制外围设备是否动作。首先根据输入端口表、存储器、输出端口表、执行程序，并将执行的结果更新至输出端口表并存储在存储器中。再根据输出端口表和存储器的内容，改写输出缓冲器，驱动输出接口电路的通断，实现输出控制或与外围设备进行数据通讯等。CPU也有多种，西门子s7-200smart可供选择的芯片有四种ST20、ST30、ST40、ST60。四种芯片的数据，如下表所示：表3-1芯片数据特性ST20ST30ST40ST60本机数字量I/O12入/8出18入/12出24入/16出36入/24出最大扩展模块数6个模块6个模块6个模块6个模块可用直流电流最大300mA最大300mA最大300mA最大300mA信号板扩展1个1个1个1个程序存储器12KB18KB24KB30KB数据存储器8KB12KB16KB20KB高速计数器共4个共4个共4个共4个脉冲输出2个100kHz3个100kHz3路100kHz3个100kHz电源电压24VDC24VDC24VDC24VDC滤波时间可单独选择可单独选择可单独选择可单独选择I/O过程映像256/256256/256256/256256/256每点额定电流0.5A0.5A0.5A0.5A功耗20W12W18W20W结合控制流程来看，本文决定采用CPUST20作为控制系统的CPU，选型型号为6ES7288-1ST20-0AA0。3.3.1光电传感器全自动粘箱机的传感器是用于在整理部的排出机构上，当纸板高度达到排出要求时，传感器发出信号，将信号传给plc，plc发出排出的指令，整理部的排出电机将纸板排出。本设计采用对射型光电式传感器，由发射器发出红外光，接收器接受红外光，然后经过放大电路，信号处理和输出电路输出相应信号。放大电路单元和信号处理和输出单元全都装在接收器中。当被检测物档住发射器发出的红外光时，接收器收不到红外光信号，经过放大电路和信号处理电路处理后，此时信号输出电路输出的电平信号。传感器的目的是反馈纸箱高度信息，当纸箱高度达到设定值时，通过plc控制排出电机动作，由上面分析可知，全自动粘箱机采用对射型光电传感器。品牌和型号为欧姆龙的E3Z-T81光电式传感器。光电传感器如下图3-2所示：图3-2对射型光电传感器3.3.2行程开关行程开关选用欧姆龙D4V-8104Z-N行程开关。行程开关是一种小型主令电器，利用机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。行程开关可以使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动REF_Ref22907\r\h[3]。用于整理部托纸架的往返运动，检测整理部托纸架是否到达指定位置。3.3.3限位开关限位开关的作用是用来给出机械动作的到位信号。限位开关按照工作功能分为极限限位开关和工作限位开关。极限限位开关是防止机械动作超出设定范围而发生事故的，工作限位开关安装在机构需要停止的位置REF_Ref23576\r\h[4]。开关动作后，给出信号，进行其他动作。在全自动粘箱机中，限位开关用来反馈各机械机构是否到达了指定位置。3.3.4计数器计数器的作用是对纸箱进入整理部堆叠的数量进行计数，计数器将信息传递给plc，plc通过逻辑运算，当数量到达设定值时，plc控制排出电机，将堆叠的纸箱排出。因此计数器采用光电计数器。每当这束光被遮挡一次时，光电元件的工作状态就改变一次，通过放大单元电路可使计数器记下被遮挡的次数，就能准确的记录下通过的纸箱的数量。3.4电机的选择及控制在全自动粘箱机中，由于很多机构需要根据不同纸板的尺寸进行移动，所以需要的电机较多，全自动粘箱机中，电机和风机全都采用三相异步电机，电机可选择步进电机和伺服电机，两种电机在精确度、低频特性、矩频特性、过载能力、响应速度等方面，各有特点，根据步进电机和伺服电机的特点，全自动粘箱机采用的电机型号如下表3-2所示：表3-2各电机型号电机名称规格电机功率（kw）涂胶机SSD-2C-A-40.1动力部风机SSD-2C-A-41.5排出风机SSD-2C-A-43.0主电机SSD-2C-A-47.5调整电机1SSD-2C-A-40.37调整电机2SSD-2C-A-40.37移动挡板电机CX-1000.2整理后规电机CX-1000.2整理部移动电机CX-1000.1排纸风机CX-1001.5下排出皮带CX-1000.1变频器的作用是通过调节电压频率，实现对电机转速的控制。调节电压频率以改变电机的功率、实现电机的变速运行，完成所需功能。同时变频器可以降低供电系统中的电压波动，防止设备故障跳闸或工作异常。变频器还能在零频零压时逐步启动，这样能最大程度的消除电压下降，发挥更大的优势REF_Ref28981\r\h[5]。在全自动粘箱机中，主电机和排出电机都需要用到变频器，变频器对系统的稳定运行起着非常重要的作用。全自动粘箱机采用SINAMICS公司的变频器来实现对电机的调速。SINAMICS公司的变频器主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度REF_Ref29569\r\h[6]。在变频器市场占据着重要的地位REF_Ref29569\r\h[6]。变频器如下图3-3所示：图3-3SINAMICS变频器3.5其他元器件选型在全自动粘箱机的控制系统中还会用到断路器、接触器、继电器，编码器等电气元器件设备。断路器可以对粘箱机的电动机起到保护作用，避免频繁的启动和停止，损害电动机的性能，缩短电动机的寿命。接触器在粘箱机中做控制设备，实现某一电路的通断，从而实现某一设定的功能。继电器在粘箱机中做电控制器件，可以自动调节电路实现粘箱机的联动控制自动运行的功能。编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器在粘箱机中把角位移或直线位移转换成电信号，把电信号信息反馈给控制器。下表3-2所示为断路器、接触器、继电器、编码器等电气设备的选型：表3-2电气设备选型名称品牌型号断路器NSC100S3040接触器LC1-D40M7C继电器RXM2LB2BD电动机断路器GV2-PM04C编码器欧姆龙E6B2-CWZ5B-500P/R3.6plcI/O端口分配全自动粘箱机的I/O端口分配如表3-3所示：表5-1I/O端口分配表输入输出输入设备对应端口功能说明输出设备对应端口功能说明SB1I0.0移动板反馈KM1Q0.0移动挡板增SB2I0.1整理后反馈KM2Q0.1移动挡板减SB3I0.2后规上光电KM3Q0.2整理后规减SB4I0.3后规下光电KM4Q0.3整理部增SB5I0.4计数光电KM5Q0.4整理部减SB6I0.5气缸原点KM6Q0.5下排出皮带SB7I0.6气缸到位1KM7Q0.6排纸风机SB8I0.7气缸到位2KM8Q0.7托纸架上升SB9Z110报纸复位KM9Q0.8托纸架下降SB10Z112进纸停止KM10Q0.9提纸气缸SB11Z113主机停止KM11Q1.0推出气缸第4章电气系统设计为了便于后期管理和维护，电气系统设计分为三部分：进纸与折叠部电路设计、动力部电路设计、整理计数部电路设计。三个电路隔开控制，互不干扰，若哪一部分损坏，不必检查所有线路。4.1进纸与折叠部电路设计进纸与折叠电路的电机包括：动作折臂电机、非动作折臂电机、涂胶移动电机、动作折臂风机、非动作折臂风机。通过电路控制这些电机，能够完成纸板的进入、涂胶和折叠。上述电机全部采用0.4KW的电机，通过熔断器、接触器与电网相连，并且都接地。动作折臂电机。非动作折臂电机、涂胶移动电机，通过接触器的控制，可以实现位置移动。电路主回路如图4-1所示:图4-1进纸部与折叠部主回路全自动粘箱机加工完一批产品需要更换订单，这时就需要各个部件根据纸板尺寸进行调整，来适合下一批产品的尺寸，满足要求，如下图4-2所示为进纸部与折叠部控制原理图，通过对动作折臂、非动作折臂、涂胶移动电机、折臂风机的控制，改变各部分的位置，可以使各个部位适合新订单的要求。图4-2进纸与折叠部控制原理图4.2动力部电路设计动力部电机包括主电机、直角整理电机1、直角整理电机2、动力部风机和排出电机组成。主电机采用7.5W的大功率电机，保证足够的功率输出，通过变频器调整电机转速，直角整理电机1、2均采用0.37KW功率的电机，动力部风机采用1.5KW功率的电机，排出电机采用3.0KW功率的电机，通过变频器可以调整排出电机的转速。电动机保护开关QM在电机异常时可断开，以免电机损坏。主电机、直角整理电机、动力部风机，都通过小型断路器DX来实现电机的通关。电机主电路如图4-3所示：图4-3动力部电机控制回路4.3整理计数部电路设计整理计数部的电机包括：移动挡板电机、整理后规电机、整理部移动电机、下排出皮带电机、排出风机、整理后规升降电机。通过这些电机的配合使用，可以完成对折叠好的纸箱进行整理，计数，最后按照设定数量排出纸箱，完成纸箱的粘接工作。整理计数部的电机通过plc的控制，根据plc的指令完成动作，整理计数部的控制回路如图4-4所示：图4-4整理计数部主回路整理计数部要完成整理和排出纸箱工作，还要在更换订单时完成移动挡板增减、整理后规增减、整理部增减、排出皮带、排纸风机、整理后规的升降工作。以上各个部位到达指定位置，正常工作，才能使纸箱能够准确的排出。全自动粘箱机整理计数部控制原理图如下图4-5所示：图4-5整理计数部控制原理图第5章全自动粘箱机的软件设计5.1系统主程序设计根据控制系统总体方案，系统的加工程序为：首先是从送纸部进纸，经过涂胶机涂胶，进入到折叠部，进行左右翻折，然后到整理部堆叠整理计数并排出。主程序流程图如图5-1所示：图5-1主程序流程图5.2折叠机构程序设计在折叠机构部分，当主机启动后，左折臂电机、右折臂电机、涂胶墙板电机、跟据设定的纸板尺寸进行移动，限位开关反映各部位位置信息，到达指定位置，则开始工作，未到达指定位置，电机自行增减，直到达到正确位置，当所有电机运行后，风机启动，开始折叠纸板，折叠完成后，排出到下一工序。折叠机构流程图如图5-2所示图5-2折叠机构流程图5.3计数排出机构程序设计当纸箱在折叠部完成折叠后，进入到整理部，整理部需要对纸箱进行堆叠和排齐，当检测到达到一定数量后，整理部的排出机构排出纸箱，完成全自动粘箱机的最后一步。流程图如图5-3所示：图5-3计数排出机构程序图全自动粘箱机监控画面6.1登录界面为了避免生产信息泄露和未经允许的人员操作，设计了登陆界面如图6-1所示。在登陆界面，可以选择中文和英文两种语言，正确输入用户名和密码后，可以进入系统，对全自动粘箱机进行控制，否则无法进入。图6-1登录界面6.2主界面进入系统后，可以显示出主界面，如图6-2所示，主界面中有主机速度加减按钮，主机速度显示仪表，手动控制按钮，联线自动按钮，启动和停止按钮，急停按钮，生产数量显示还有菜单选项。主机速度加减按钮可以对主机速度进行控制，主机的速度通过仪表显示出来，让操作者可以直观的看到此时主机的速度，联线自动按钮可以使机械处于自动运行的状态，手动控制按钮点击后可以控制某一设备的开关，菜单按钮点击后可以进入设置。图6-2主界面6.3菜单界面在主页点击菜单界面，进入菜单设置，其中可以对手动控制、参数调整、参数编辑进行设置，也可以进入报警界面和帮助界面，如图6-3所示。图6-3菜单界面6.4手动控制界面从菜单界面中点击手动控制，则进入手动控制界面，手动控制可以对进纸风机，排出电机，动力风机，上排出皮带电机，下排出皮带电机，排纸风机的开关进行控制，如图6-4所示，还可以对托纸架和压纸皮带的升降进行调整。图6-4手动控制界面6.5参数编辑界面如图6-5所示，进入参数编辑界面，参数编辑界面是根据不同纸板尺寸设置左折臂、右折臂、整理后规、移动挡板、进纸后规的位置。“W”表示纸板宽度，“L”表示纸板长度，“H”表示纸板高度，“&”表示纸板厚度。堆叠数量设定为每一次排纸排出数量。图6-5参数编辑界面6.6参数调整界面如图6-6所示，在菜单界面点击参数调整，则进入参数调整界面，参数调整界面可以对动作折臂，非动作折臂，涂胶机进行位置调整，并且位置信息会显示出来，还可以对整理部，移动挡板，整理后规进行位置调整，使纸板能更准确的进行折叠和堆放。图6.6参数调整界面6.7帮助界面如图6-7所示，在帮助界面可以了解到各个符号代表的含义，以及如何新增，删除和保存新的订单，如何将订单里的数据下载到plc中。图6-7帮助界面第7章系统调试与安装7.1系统硬件安装与调试系统硬件的安装需要将各个电气元器件根据电路图连接起来，在连接过程中，一定不能接错，否则设备不能实现设定的功能。假如连接错误，则需要一部分一部分的进行检查，排除错误后开机重试。确定连接正确后，在显示器上试验各部分功能，看看各部分功能是否都能实现，是否能够根据要求，进行相应的操作。图7-1现场控制柜接线图7.2软件部分调试将检查无误后的程序输入到plc内，然后运行程序，检查各部分参数是否在正常范围内，若不在，则关闭程序，检查硬件和软件是否有误。然后再测试一下报警系统，人工制造一些可能出现的