全自动纸箱码垛捆膜机的设计
目 录
引言 1
一、全自动纸箱码垛捆膜机的总体结构 2
（一）本设备设计背景 2
（二）总体结构 2
（三）工作流程 4
二、 电气元器件的选型介绍 5
（一）可编程逻辑控制器（PLC）的选型介绍 6
（二）传感器的选型介绍 8
（三）气动三联件介绍 9
三、电气控制系统的设计 10
（一）控制电柜主电路布线图 10
（二）硬件接线图 11
（三）程序软件的设计思路 14
四、设备运行调试 16
总 结 18
致 谢 19
参考文献 20
附录 21
引言
工业制造先进程度是一个国家发展的重要标志，因为工业制造是一个国家的根本，工业制造很大程度上决定了一个国家的发展。从上世纪开始，全球进入到了工业飞速发展的时代，为了解决人力制造成本高效率底下的问题，欧美国家开始研发机械自动化，经过多年的发展，单纯的机械已经无法满足自动化的要求，从进入电气时代开始，就开始了机械与电力结合的自动化研究。从电子计算机出现开始，出现了更加智能的自动控制系统，经过多年的发展，自动控制系统变得越来越小型化，性能也越来越高，继而出现了可编程逻辑控制器（PLC），可编程逻辑控制器（PLC）将自动控制推向了一个新的高度。
自动控制适应的地方越来越多，由原来的工业制造开始慢慢的进入到人们的生活中去，各种的自动种植收割系统，自动物流系统，自动洗车系统等等。
为了适应发展，我国近年来也大力推行自动控制的生产方式，许多工厂为了进一步提高利润，降低人工成本，也开始了成产方式的转型，能用自动控制的工位流程都使用自动控制，有效减少了原料浪费。
日本、美国等发达国家现时主要的纸箱码垛方式均为机械手全自动码垛堆叠，机械手的优点是自由度大，运动灵活，但是在工件或产品质量超过一定范围后，机械手相对于传统机械结构的优点开始减少，所以机械手一般用于轻型物品的范围或者自动焊接，正是由于以上的的种种原因以及定制方的要求，才诞生了本论文中所介绍的全自动纸箱码垛捆膜机。
本文主要介绍的是纸箱码垛
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
用自动控制，有效减少了原料浪费。
日本、美国等发达国家现时主要的纸箱码垛方式均为机械手全自动码垛堆叠，机械手的优点是自由度大，运动灵活，但是在工件或产品质量超过一定范围后，机械手相对于传统机械结构的优点开始减少，所以机械手一般用于轻型物品的范围或者自动焊接，正是由于以上的的种种原因以及定制方的要求，才诞生了本论文中所介绍的全自动纸箱码垛捆膜机。
本文主要介绍的是纸箱码垛与绕膜的自动过程，探讨了全自动纸箱码垛捆膜机的结构和工作流程，以及研究在组装过程当中所遇到的各种问题以及注意事项。
本文的第一部分介绍全自动纸箱码垛捆膜机的总体结构；
第二部分详细的分析全自动纸箱码垛捆膜机的装配过程中选用的主要元件，通过通过电路要求与控制要求确定元件选型。包括重要电器元件的选型，包括可编程控制器（PLC）、传感器、气动三联件等一系列元件的详细型号选型；
第三部分主要是对控制系统的电路部分设计进行介绍，并且通过实际运行状态确定电路图，进而画出程序流程图，确认I/O口分配，确定程序主体结构；
第四部分简绍本设备调试时触摸屏如何设置及发现设计缺陷而进行的程序调试过程。
一、全自动纸箱码垛捆膜机的总体结构
总体机架结构是全自动纸箱码垛捆膜机外形上最直观的体现，其看起来结构比较简单单一，但各部分采用的材料和处理方式大不相同。
（一）本设备设计背景
本设备主要是接受厂家要求定制而设计制造出来，主要是用于组装包装流水线后产品的码垛任务，将4-5箱产品垂直码成一垛（码垛箱数自动适应，单垛不高于2.4m），方便运输与储存（注：某些产品需要在码垛后绕膜，均由本设备全自动完成），全程无人力辅助，产品纸箱大小全自适应，不用认为设置与调定。
该厂之所以要求定制此设备是由于该厂产品一直由人力用叉车码垛，码垛效率低，成本高，曾一段时间引入机械手码垛堆叠，但是由于产品质量太大（100-200kg一箱），而且是全天3班制，机械手无法承受如此大的工作量，经常需要维修，才放弃了机械手的方式。
由于定制方要求工作强度高，单个物品重量大，使用一般的工作结构无法满足要求，并且机械手结构方式的也无法满足要求，而且维护成本高，故障排除需要专业人士，一旦出现故障，只能停工处理。综合上述问题，经过详细思考后决定采用常规物品电梯提升结构来完成设计。
此设备完全符合当初定制方给出的各项要求（1），而且到论文发布为止已经稳定工作2个月。
注（1）：每分钟码垛8箱以上（该厂流水线最快每分钟7箱）；
开机各工位自动复位；
出现意外故障能自动停止工作；
维护成本低；
排故时间短。
（二）总体结构
本设备的外框架部分主要由支架和控制电箱组成。由于本设备需要承载重量大的产品，故主机支架采用方形管型钢材以及厚铝板构成，整个框架都是通过二氧化碳气体保护焊连接固定的，框架与厚铝材之间连接通过大型螺钉连接。框架关键部位有铁丝网封闭，这种材质易于处理，能有效的检查设备运行时的工作状态又保证监控设备的人员安全。设备控制电柜正面固定有触摸屏面板，其主要功能是用于安装触摸屏以及其它控制开关，方便工作人员控制操作。
本设备的主要负载面是铁制滚筒，滚筒表面经过镀镍抗氧化处理，主要是增强其抗恶劣的环境工作条件能力，进而达到延长使用寿命目的。所有气缸带动的材质均为厚不锈钢板，这样是为了保证整个设备的耐用性，更好的提高工作效率。
其底座部分主要是底座支架，采用钢质材料进行加工与制造，其表面都经过喷漆处理
引言 1
一、全自动纸箱码垛捆膜机的总体结构 2
（一）本设备设计背景 2
（二）总体结构 2
（三）工作流程 4
二、 电气元器件的选型介绍 5
（一）可编程逻辑控制器（PLC）的选型介绍 6
（二）传感器的选型介绍 8
（三）气动三联件介绍 9
三、电气控制系统的设计 10
（一）控制电柜主电路布线图 10
（二）硬件接线图 11
（三）程序软件的设计思路 14
四、设备运行调试 16
总 结 18
致 谢 19
参考文献 20
附录 21
引言
工业制造先进程度是一个国家发展的重要标志，因为工业制造是一个国家的根本，工业制造很大程度上决定了一个国家的发展。从上世纪开始，全球进入到了工业飞速发展的时代，为了解决人力制造成本高效率底下的问题，欧美国家开始研发机械自动化，经过多年的发展，单纯的机械已经无法满足自动化的要求，从进入电气时代开始，就开始了机械与电力结合的自动化研究。从电子计算机出现开始，出现了更加智能的自动控制系统，经过多年的发展，自动控制系统变得越来越小型化，性能也越来越高，继而出现了可编程逻辑控制器（PLC），可编程逻辑控制器（PLC）将自动控制推向了一个新的高度。
自动控制适应的地方越来越多，由原来的工业制造开始慢慢的进入到人们的生活中去，各种的自动种植收割系统，自动物流系统，自动洗车系统等等。
为了适应发展，我国近年来也大力推行自动控制的生产方式，许多工厂为了进一步提高利润，降低人工成本，也开始了成产方式的转型，能用自动控制的工位流程都使用自动控制，有效减少了原料浪费。
日本、美国等发达国家现时主要的纸箱码垛方式均为机械手全自动码垛堆叠，机械手的优点是自由度大，运动灵活，但是在工件或产品质量超过一定范围后，机械手相对于传统机械结构的优点开始减少，所以机械手一般用于轻型物品的范围或者自动焊接，正是由于以上的的种种原因以及定制方的要求，才诞生了本论文中所介绍的全自动纸箱码垛捆膜机。
本文主要介绍的是纸箱码垛
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
用自动控制，有效减少了原料浪费。
日本、美国等发达国家现时主要的纸箱码垛方式均为机械手全自动码垛堆叠，机械手的优点是自由度大，运动灵活，但是在工件或产品质量超过一定范围后，机械手相对于传统机械结构的优点开始减少，所以机械手一般用于轻型物品的范围或者自动焊接，正是由于以上的的种种原因以及定制方的要求，才诞生了本论文中所介绍的全自动纸箱码垛捆膜机。
本文主要介绍的是纸箱码垛与绕膜的自动过程，探讨了全自动纸箱码垛捆膜机的结构和工作流程，以及研究在组装过程当中所遇到的各种问题以及注意事项。
本文的第一部分介绍全自动纸箱码垛捆膜机的总体结构；
第二部分详细的分析全自动纸箱码垛捆膜机的装配过程中选用的主要元件，通过通过电路要求与控制要求确定元件选型。包括重要电器元件的选型，包括可编程控制器（PLC）、传感器、气动三联件等一系列元件的详细型号选型；
第三部分主要是对控制系统的电路部分设计进行介绍，并且通过实际运行状态确定电路图，进而画出程序流程图，确认I/O口分配，确定程序主体结构；
第四部分简绍本设备调试时触摸屏如何设置及发现设计缺陷而进行的程序调试过程。
一、全自动纸箱码垛捆膜机的总体结构
总体机架结构是全自动纸箱码垛捆膜机外形上最直观的体现，其看起来结构比较简单单一，但各部分采用的材料和处理方式大不相同。
（一）本设备设计背景
本设备主要是接受厂家要求定制而设计制造出来，主要是用于组装包装流水线后产品的码垛任务，将4-5箱产品垂直码成一垛（码垛箱数自动适应，单垛不高于2.4m），方便运输与储存（注：某些产品需要在码垛后绕膜，均由本设备全自动完成），全程无人力辅助，产品纸箱大小全自适应，不用认为设置与调定。
该厂之所以要求定制此设备是由于该厂产品一直由人力用叉车码垛，码垛效率低，成本高，曾一段时间引入机械手码垛堆叠，但是由于产品质量太大（100-200kg一箱），而且是全天3班制，机械手无法承受如此大的工作量，经常需要维修，才放弃了机械手的方式。
由于定制方要求工作强度高，单个物品重量大，使用一般的工作结构无法满足要求，并且机械手结构方式的也无法满足要求，而且维护成本高，故障排除需要专业人士，一旦出现故障，只能停工处理。综合上述问题，经过详细思考后决定采用常规物品电梯提升结构来完成设计。
此设备完全符合当初定制方给出的各项要求（1），而且到论文发布为止已经稳定工作2个月。
注（1）：每分钟码垛8箱以上（该厂流水线最快每分钟7箱）；
开机各工位自动复位；
出现意外故障能自动停止工作；
维护成本低；
排故时间短。
（二）总体结构
本设备的外框架部分主要由支架和控制电箱组成。由于本设备需要承载重量大的产品，故主机支架采用方形管型钢材以及厚铝板构成，整个框架都是通过二氧化碳气体保护焊连接固定的，框架与厚铝材之间连接通过大型螺钉连接。框架关键部位有铁丝网封闭，这种材质易于处理，能有效的检查设备运行时的工作状态又保证监控设备的人员安全。设备控制电柜正面固定有触摸屏面板，其主要功能是用于安装触摸屏以及其它控制开关，方便工作人员控制操作。
本设备的主要负载面是铁制滚筒，滚筒表面经过镀镍抗氧化处理，主要是增强其抗恶劣的环境工作条件能力，进而达到延长使用寿命目的。所有气缸带动的材质均为厚不锈钢板，这样是为了保证整个设备的耐用性，更好的提高工作效率。
其底座部分主要是底座支架，采用钢质材料进行加工与制造，其表面都经过喷漆处理
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