引言

随着包装技术的日益发展,包装电子装备不断增加,进而带来包装综合控制系统中大量的信号需实时交换的问题,传统线束已远远不能满足这种要求,因而,越来越多的包装采用控制器局域网(CAN)。但是,CAN总线只定义了开放式系统互连参考模型(OSI)中的物理层和数据链路层,一般用户必须直接用驱动程序操作链路层,不能直接满足复杂控制网络的组态和产品互连要求。CANopen作为一种真正开放的CAN高层协议,实现不同的CAN设备以标准化的方式进行通信,使得CAN设备具有互操作性。随着CANopen协议的日益完善,它已经广泛应用于多个行业。

热收缩膜的包装形式具有安全性、可靠性、便于运输和销售等特点，先已被国内的饮料行业广泛使用。但在啤酒的生产过程中所使用的玻璃瓶碰撞后瓶身及易损，由于使用热收缩膜的包装形式的局限性也不能完全的解决啤酒行业及其他相关玻璃瓶包装行业的生产需求。因此，采用纸箱包装是饮料、啤酒的高档次、高规格的包装，也很容易解决长途运输带来的问题，有效的弥补了热收缩膜包装形式的缺陷，两者相辅相成，是现代饮料、啤酒包装行业不可或缺的两种包装形式。以前我国的纸箱包装机一直处在35箱／min的包装能力水平，仅仅只能满足2万瓶／h的饮料、啤酒包装生产线需求。本文对现有的装箱机技术，进行改进升级，吸取国内外的装箱机特点，运用伺服运动控制系统成功的开发了具有60箱／min生产能力的全自动纸箱包装机，有效的解决了饮料、啤酒行业的产量需要。

1.纸包装机的技术结构和工作原理

1.1控制系统的组成

科时敏的R60纸箱包装机采用的是B&R(贝加莱)控制系统，主控PLC采用CP476通过CAN形式的现场总线与所有驱动伺服进行通讯，上位机面板采用的是PP451，也是通过CAN总线的方式连接，并采用EX470扩展远程IO。

图1 纸箱包装机B&R控制系统图

将上位PP451的IP地址号设置为01；3IF771.9通讯卡的CAN总线地址号设置为09；推倒瓶的伺服驱动器CAN总线的地址号设置为01；分瓶1器伺服驱动器CAN总线的地址号设置为02；分瓶器2的伺服驱动器的CAN现场总线地址设置为03；出口处的伺服驱动器CAN总线地址设置为04；吸纸板伺服驱动器CAN总线的地址号设置为05；EX470总线控制器的CAN总线地址设置为C6；各设备上所设置的CAN总线地址与设备上设置的地址要绝对的正确，否则控制系统将不能正常的运行。在正常的情况下，控制系统在上电后，IF771的CAN通讯指示灯将会快速的闪烁，各伺服驱动器上的AC110通讯卡的两个通讯指示灯也将保持常亮状态，否则说明通讯不正常。

1.2自动纸箱包装机的组成及工作原理

自动纸箱包装机主要包括：瓶输送、纸板供给、取纸箱板、纸箱板传送、分瓶、推瓶、纸箱折叠成型、封箱粘合、喷胶等部分组成。

纸箱板供给主要由纸箱板储存库、纸箱板水平输送、纸箱板等待工位、纸箱板供给副托叉、纸箱板供给主托叉和检测开关等部分组成。其主要功能是完成对包装机纸箱板的供给，对高速包装机的纸箱板供给应该连续，使纸箱板的供给更加的畅顺。

瓶输送主要分为两部分，一部分是通过变频器来控制电动机的运行速度，将输送线上的瓶按要求有规律的输送，通过缺瓶检测保障瓶的连续供应；另一部分是通过主驱动器驱动机械部分传送．按主电机的运行速度进行瓶的输送。

取纸板是通过伺服电机进行驱动的，以从动轴的方式与主轴电机同步运行，并安装有两组吸盘，两组吸盘交替动作用于取纸板，从而达到高速取纸板的功能。分瓶是通过1号和2号分瓶的伺服电动机及主驱动的电动机完成控制的，并将瓶有顺序的分成3×4一组。

纸板传送部分是将吸取的纸板通过若干工位传输到上瓶的位置处，由主驱动提供动力，双层纸板和缺纸板的检测主要用于保障纸板的供给。

推瓶部分的主要作用是用于分瓶后的整理，用推瓶杆将瓶推倒，当瓶经过无动力过度板时，将瓶进行紧密排列，从而提高包装的质量。

纸箱经折叠成型、喷胶和封箱步骤完成饮料或啤酒的包装，根据纸箱的构造，确定喷胶的准确位置，封箱的适度进行调整，从而确保封箱质量。图2所示为纸包机的工作流程图。

图2 R60自动纸箱包装机生产流程图