在当今快速发展的物流和电商行业，封箱机作为包装生产线上的关键设备，其市场需求和技术水平不断提升。随着商品数量的剧增和类型多样化，传统封箱机的适应能力和包装效率已难以满足现代生产需求。因此，设计一种能够自动识别不同尺寸纸箱并进行尺寸自适应的全自动封箱机，成为了解决这一问题的关键。

  一、全自动尺寸自适应封箱机的机械结构设计

  《2025-2030年中国封箱机行业市场调查研究及投资前景分析报告》针对传统封箱机适应能力弱和包装效率低的问题，设计了一种基于机器视觉的全自动尺寸自适应封箱机。该封箱机主要由传送机构、升降机构、封箱机构以及贴胶机构四个部分组成。传送机构采用连续式传送方式，通过电机驱动和皮带传动，确保纸箱的稳定传送。为满足生产需求，选用120W的电机，可实现18箱/分钟的生产率。封箱机构前端采用电机带动连杆方式撞击前盖实现下压，通过传感器查找纸箱相对位置，实现对纸箱前端的初步下压。升降机构负责调节工作台的高度和宽度，以适应不同尺寸的纸箱。工作台的高度调节通过调节螺杆实现，调节范围为300mm;宽度调节通过上导向部件的定位杆和导向轮实现，调节范围为100～550mm。贴胶机构采用类凸轮机构设计，通过纸箱带动侧面连杆运动，实现胶带的自动贴合和切割，确保封箱效果。

  二、封箱机的控制系统设计封箱机的控制系统

  封箱机市场情况分析提到采用PLC作为核心控制器，配合伺服驱动和步进电机实现精确的运动控制。系统硬件包括PLC主控单元、伺服驱动器、步进电机驱动器、触摸屏人机界面和各种传感器。软件设计采用模块化结构，主要包括视觉数据处理模块、运动控制模块、参数设置模块和故障诊断模块。控制系统的核心算法包括自适应PID控制算法和运动轨迹规划算法。自适应PID控制算法用于提高封箱装置的定位精度和响应速度，能够根据不同的包装箱尺寸自动调整控制参数。运动轨迹规划算法则优化了封箱装置的运动路径，提高了封箱效率，减少了机械磨损。控制系统的主要功能是接收摄像头的尺寸信息完成对合盖机构和姿态调整机构的高宽度控制，并通过接收不同部位轻触开关的信号来判断纸箱的位置并输出相应的控制信号给各功能单元。

  三、封箱机的视觉系统设计视觉系统

  是全自动尺寸自适应封箱机的核心部分，负责包装箱尺寸和位置的识别。系统采用高分辨率工业相机和均匀背光源，确保图像采集的质量和稳定性。图像处理算法基于OpenCV库开发，主要包括图像预处理、边缘检测、轮廓提取和尺寸计算等步骤。在图像预处理阶段，采用高斯滤波去除噪声，并使用自适应阈值法进行二值化处理。边缘检测使用Canny算法，能够准确识别包装箱的边缘。轮廓提取算法则用于确定包装箱的边界，并计算其长、宽、高等尺寸信息。为了提高识别精度，系统还引入了亚像素边缘检测技术，使尺寸测量精度达到0.1mm。视觉系统的软件实现采用模块化设计，包括图像采集模块、图像处理模块和通信模块。图像采集模块负责控制相机和光源，确保图像质量;图像处理模块实现上述算法，完成尺寸和位置的计算;通信模块负责与控制系统进行数据交互，实时传递识别结果。

  四、封箱机的工作流程

  纸箱入封箱机前，已完成装箱作业和箱底封箱工序，四面折页处于打开状态。启动封箱机后，纸箱经由输送带到达视觉检测区域，通过摄像头与图片识别算法获取纸箱姿态和尺寸信息。控制系统根据这些数据控制丝杆滑台自动调整封箱机传送带宽度和横梁高度，使传送带调正夹紧纸箱并向后传输。封箱机根据调整后的参数对产品进行封箱，包括折叠箱盖、粘贴胶带等操作。封箱完成后，产品继续沿输送带送出，整个封箱过程结束。

  五、结论

  通过三维solidworks软件建模和封箱模拟，设计的基于机器视觉的全自动尺寸自适应封箱机在机械结构和视觉系统方面进行了优化设计，实现了对不同尺寸纸箱的自动识别和尺寸自适应，显著提高了封箱效率和质量，降低了人工成本。该封箱机不仅适用于宽100～550mm、高100～300mm的纸箱，封箱所需时间仅为5～12秒，而且在工业环境中运行稳定。此外，全自动自适应封箱机的设计还可以收集相关的物流包裹数据，为智慧物流提供数据支撑，优化供应链设计，符合未来智慧物流的发展趋势。