?w为工作机的效率。
因为对传动精度要求不高，工作机工作速度较低，所以选择两级圆柱齿轮减速器，查表1-7取?w=0.95
计算得PW?200?1Fv=0.21KW KW=
1000?0.951000?w由以上参数可以选取电机为小功率三相异步电动YS8014。
表4.1 三相异步电动YS8014的具体参数
输出功率 电压
型号
(W) (V) 电流
(A)
堵转转矩 最大转矩 堵转电流
转速 效率
功率因数 额定转矩 额定转矩 额定电流
(r/min) (%)
（倍） （倍） （倍）
0.73
≥2.4
≥2.4
≤6
YS8014
550 220/380 2.70/1.55 1400 73.5
4.2 自动装箱机的控制要求
（1）产品输送装置
产品计数方式：产品计数方式有：
1）采用行程开关，安到产品上方，或产品下方
2）采用光电传感器，安装在产品即将要进入旋转装置的滚轮上。当产品过来时，来一个计数加一。
3）采用接近传感器，安装在旋转装置槽底部的两侧。
分析：对于盒装产品，当产品积货时，产品会一个接一个，汇成一个长盒。采用行程开关计数的话，产品会将行程开关全部压下而不再复位，导致计数失败，采用光电开关的话，产品积货时，中间没有一丝缝隙，同样导致计数失败。以上两种方法均不能正常计数。所以要采用第三种计数方式：在旋转装置槽末端两侧安装接近开关，当第一个产品走到辊轮末端时，因为旋转装置1上没有传动装置，所以，产品会停留在滚轮末端，当第二个产品到来时，会推动第一个产品到达槽末端，完成计数。这样即使有产品过来，堆积在辊轮上，计数也能正常进行。计数方式如下图：
图4.2 产品输送装置
接近开关
接近开关 图4.2 产品输送装置
（2）侧推装置推动方式选择 侧推装置推动方式有三种： 1）电机传动； 2）液压传动； 3）气压传动
分析：液压传动较气压传动虽然精度高，但不够清洁，对于产品包装来说，需要洁净环境。电机传动成本较高，电机启动频繁，对电机的要求会更高，伺服电机较贵，普通电机在频繁启动的情况下容易烧坏，且噪声较大。
解决方案：由于该设计定位不需特别精确，整体运行速度要稳，并且不能不产品产生污染，最终选择气压传动。
（3）侧推装置置位检测方式及控制 侧推装置位置检测方式有两种：
1）用行程开关定位，将行程开关安装在导向装置上； 2）采用压力传感器，将压力传感器安装在侧推装置上； 3）采用光电开关。
分析：该设计侧推装置推动产品是要推两次的，而且每次行程不一样。侧推装置2第二次推置位的时候还要保持一会。采用行程开关的话，每个装置行程开关要设计两个，但当第一次产品置位时，先压下行程开关一然后置位压下行程开关2，这对编程有一定的难度。又因为行程开关在没有产品压下的时候会复位会影响侧推装置复位，且在箱内没有办法安装行程开关。如果采用光电开关的话，安装会很麻烦，安装上后只能采用延时定位，如果气动装置在正常运行中出现故障，不能供气，还会发生安全事故。
解决方案：将导向装置上的电磁阀换成了侧推装置1上的压力传感器。当侧推装置推动置位后，压力传感器会得到信号复位。这种思路也可以运用到了侧推装置2上，但侧推装置2第二次推的时候还要保持一会，即使用压力传感器，保持的时间内也会把产品推坏，本设计最终解决方案是：把行程开关换成了压力传感器，把控制气缸方向的两位四通电磁阀换成了三位四通电磁阀，中位锁止。
（4）气动装置出现故障的情况
气动装置是本设计中一个重要的动力源，如果气动装置在运行过程中发生故障，后果将不堪设想。下面对气动装置发生故障不能正常供气时的情况做以下分析：
1）当侧推装置1即将置位或以置位时气动装置发生故障：因为侧推装置1没有检测到复位，旋转装置1不会有进一步的动作，气动装置修复后会自动供气，对整体运行没有影响；
2）当侧推装置2将置位或已置位时气动装置发生故障：因为侧推装置2没有检测到复位，侧推装置1不会有进一步的动作，气动装置修复后会自动供气，对整体运行没有影响；
3）当侧推装置2锁止，导向装置复位过程中气动装置发生故障：此时因为侧推装置2没有检测到复位，侧推装置1不会有进一步的动作，气动装置修复后会自动供气，对整体运行没有影响。
5）突然断电后，如果各装置不在复位状态，再次开机操作时，容易发生碰撞等安全事故，过将不堪设想，所以在设计中应尽量避免设计弊端出现的安全事故。下面对突然断电后容易出现的安全事故进行分析，并采取保护措施：
1）突然断电后，气动装置也会断电：
当侧推装置1即将置位或以置位时发生故障：开机的同时，气动装置会开启，因为断电，控制侧推装置1的电磁阀断电复位，所以开机后，侧推装置1会先复位。此时，旋转装置1处于指定位置，不会发生干涉。
当旋转装1旋转过程中停电的话，开机后，检测旋转装置1的行程开关没有压下，则控制旋转装置1的电机会启动，直至压下行程开关为止，即处于系统指定位置；
对于旋转装置2也会执行相同命令，使其处于指定位置
当侧推装置2推动过程中停电的话，控制侧推装置2的电磁阀会处于中位，即锁止状态，所以，开机后，按下启动按钮后，应该先将侧推装置2复位，即是电磁阀A端得电。
断电断气后，控制导向装置的电磁阀也会处于复位状态，若果检测到纸箱的话，系统会将控制导向装置的电磁阀得电置位，使导向装置卡在箱口。
以上这些将会在编制程序时避免安全事故的发生。
（6）旋转装2旋转后将纸箱放到另一条封箱生产线上。因为传送纸箱采用的是辊轮传送，所以旋转装置2旋转装置旋转至另一侧时，旋转装置会比辊轮低一些，纸箱会自动放到下一条生产线的辊轮。
4.3 自动装箱机的控制部分总体设计
根据以上分析，自动装箱机装箱全过程设计如下：
（1）按下启动按钮，控制侧推装置2的电磁阀A端得电使侧推2复位。同时，因为按下启动按钮的同时，也启动了气动装置，此时，各装置的电磁阀均处于复位，所以，即使侧推装置1、导向装置未复位，各装置均会按下启动按钮的同时在气缸带动下复位。
（2）检测到各装置复位后，检测旋转装置1、旋转装置2是否均处于指定位置，若否，则使各旋转装置在伺服电机的带动下旋转至指定位置。
（3）检测到各装置复位后，将计数器1、计数器2清零。启动产品传送电机，辊轮带动产品进入旋转装置，同时，启动纸箱传送电机，使辊轮将纸箱传送到指定位置，纸箱置位后会压下行程开关，此时控制导向装置的电磁阀置位，导向装置在气缸的带动下卡在纸箱的箱口。
（4）检测到两个轨道传送来的产品均置位后，旋转装置1在伺服电机的带动下旋转90度，压下行程开关，伺服电机停转。检测到纸箱置位且侧推装置2复位时，控制侧推装置1的电磁阀置位，侧推装置1在气缸的带动下将旋转装置1上的产品推到导向装置的平板上，同时计数器1加1。
（5）产品推动置位后，侧推装置1上的压力传感器得电，控制侧推装置1的电磁阀失电复位，侧推装置1在气缸的带动下复位。
（6）检测侧推装置1的计数器1计数是否为2，否的话，旋转装置在检测到产品纸箱，侧推装置1均置位的情况下旋转，重复上述动作；是的话，在检测到侧推装置1的接近开关得电后，控制侧推装置2的电磁阀B端得电，同时计数器2计数加1。
（7）系统检测计数器2的计数是否为2，否的话，当侧推装置2在气缸的带动下将产品沿导向装置推入箱内后，控制侧推装置2的电磁阀A端得电，侧
推装置2在气缸带动下复位，然后重复以上动作，是的话，当侧推装置2的压力传感器达到设定值时，控制侧推装置2的电磁阀失电，处于中位，带动侧推装置2的气缸被锁止，同时控制导向装置的电磁阀复位，导向装置在气缸的带动下处于复位，延时1S，控制侧推装置2的电磁阀失电复位，侧推装置2在气缸带动下复位。
检测到侧推装置2复位后，控制旋转装置2的伺服电机得电旋转，旋转装置2旋转90度，将箱口朝上，并传送至封箱生产线。
一个完整的装箱过程结束。
此外，如果产品输送速度大于装箱速度的话，容易在辊轮输送装置处积货，这不仅容易使机器产生机械故障，而且会对操作者产生安全隐患。为防止这种情况的发生，本设计在距旋转装置1两米处的滚轮上安装了接近开关，如果该接近开关连续5S有信号，系统会自动报警，启动LED灯闪烁和蜂鸣器，连续10s有信号，系统会自动停机。
流程图见附录一 自动装箱系统流程图
4.4 自动装箱控制系统I/O分配及PLC程序
根据以上控制系统总体设计及流程图编写PLC程序。首先应对输入输出进行I/O分配。分配方式如下图：
表4.4 自动装箱机控制PLC的I/O分配及作用