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“森創”控制器、交流伺服在枕式包裝機上的應用
時間:2015-03-10
市場上的枕式包裝機根據傳動機構可以分為單變頻、雙變頻、單變頻+單伺服、雙伺服、三伺服等多種類型。常見的類型有單變頻+單伺服、雙伺服兩種,傳動機構均由送膜電機和主軸電機構成,單伺服型枕式包裝機主軸電機是變頻器,雙伺服型主軸電機也是伺服。但這兩種機型工作方式和原理卻大同小異。

    枕式包裝機又稱接縫式裹包機,是一種臥式三面封口,自動完成制袋、填充、封口、切斷、成品排除等工序的包裝設備,能實現食品、日用化工、醫藥等行業自動化生產線的流水包裝。適應的包裝物一般為塊狀、筒狀、粒狀物品,比如:方便面、面包、冷飲、紙巾等。包裝成品的形式有單件包裝、集合包裝、帶托盤包裝、無托盤集合包裝等。

    市場上的枕式包裝機根據傳動機構可以分為單變頻、雙變頻、單變頻+單伺服、雙伺服、三伺服等多種類型。常見的類型有單變頻+單伺服、雙伺服兩種,傳動機構均由送膜電機和主軸電機構成,單伺服型枕式包裝機主軸電機是變頻器,雙伺服型主軸電機也是伺服。但這兩種機型工作方式和原理卻大同小異。

    枕式包裝機的送膜和送料是同步進行的,如圖所示,送膜電機帶動走膜膠輥和縱封機構轉動,薄膜經成型器成型后變成為筒膜,并進行縱向熱封,同時物料被送進筒膜內,通過夾運一起向前經過橫封橫切部位,由主軸電機帶動回轉式的橫封橫切刀對筒膜進行橫向封切,輸出包裝成品。

    包裝機正常工作時,主軸電機和模電機均采用連續運轉的方式進行工作,而非立式包裝機中常見的啟停控制方式。橫封機構每回轉一周即完成一份物料的包裝,在其完成對轉一周的同時膜電機要恰好送膜到達定長或色標位置。這兩個軸的動作由以PLC為核心的控制器進行協調,也是整臺包裝機工作的關鍵和難點。

    針對于用戶的不同需求,北京和利時電機技術有限公司開發了一系列的控制系統,根據系統的構成主要分為緊湊型和組合型兩大類。

    緊湊型枕式包裝機控制器采用北京和利時電機技術有限公司的SC-D228H控制器作為核心系統,該控制器功能強大、結構小巧,具備良好的適應能力,可以像顯示儀表一樣安裝于裝置的面板上,采用24VDC供電,具有12路數字信號輸入、12路數字信號輸出。數據、漢字顯示,按鍵輸入等功能齊全,一個單元即相當于“PLC”+“文本顯示器”,具有很高的性能價格比和靈活性。

    組合型枕式包裝機控制器采用通用的PLC+觸屏的方式。以北京和利時電機技術有限公司微型模塊化PLC作為核心控制系統,該控制器功能強大、擴展靈活。采用220VAC供電,自帶24VDC、12VDC的30W直流電源,具有可擴展的多路數字輸入、輸出信號,可擴展至96點。觸摸屏采用7寸真彩觸摸屏,不僅分辨率和尺寸都要高于一般廠家的5.7寸觸摸屏,而且支持配方功能,可以存儲50種型號的產品參數,每種型號可以存儲包括產品名稱在內的11個數據,用戶操作更加方便快捷。

    針對于橫封機構完成回轉一周的同時膜電機要恰好送膜到達定長或色標位置這個難點,在控制器內部采用了先進的運動控制算法,實現了主電機和送膜電機的電子凸輪跟隨功能,完全以軟件方式實現了主軸封切和膜電機進給的統一控制。當主軸反饋編碼器為120線時袋長控制精度在±2mm以內,若主軸編碼器線數更多袋長控制精度會更高,2000線時可以控制在±1mm以內。包裝速度可以達到0~300包/分鐘。

    除色標選擇、追蹤,脫標、溫控報警等基本功能外,還可以控制打碼機加熱、打碼位置、充氮位置、充氮時間控制等功能。通過參數設定選擇為單伺服或雙伺服型枕包控制器。還根據客戶實際應用中提出的要求增加了有色標膜自動測量袋長、換膜自動調整的功能,無需重新尋找色標和刀位,節省寶貴的時間和物料。

    此外,用戶還具有四路溫控功能,用戶可根據自身特點在訂貨時選配。四路溫控一般是控制預熱機構、縱封機構和2路橫封橫切刀。由于加熱片和熱電偶的安裝位置以及金屬導熱特性,導致加熱過程中出現大慣性、大滯后的現象。用簡單的PWM調制加熱很容易超溫,溫度控制也不夠精確,而一般的PID控制算法雖然溫度控制精確,但是面臨大滯后的環節,也很難控制超溫的效果,達到穩定的過程也比較漫長。在控制器內部采用了更適用于溫控中具有大滯后環節的特殊PID算法,在加溫工程中完全沒有超溫的現象,精度控制在±1℃以內,加溫速度和控制精度完全可以和市面上專用的溫控器相媲美,更加符合實際生產的需要。

    如果上述的控制系統在枕式包裝機中是占據支配地位的“大腦”,伺服電機和驅動器在枕式包裝機中則擔任的是“執行機構”的角色。送膜的平穩性和快速響應以及橫封橫切刀的平穩運行和變速平滑響應一方面取決于“大腦”的指令,另一方面則取決于伺服系統的精確性和穩定性,以及在包裝機整體提速或降速的過程中展現出的較強動態響應能力。因此,在枕式包裝機行業中廣泛采用了北京和利時電機技術有限公司生產的“森創”交流伺服,其具有輸出轉矩大、定位精度高、過載能力強、運行平穩、振動噪音小等特點,而且這些都是與枕式包裝機行業相適配的優點。三年以來,由產品自身存在問題產生的返修率為0。實踐證明“森創”交流伺服是一個性能穩定、值得信賴和長期合作的品牌。

    綜上所述,北京和利時電機技術有限公司開發出的一系列枕式包裝機控制器性能強大、功能齊備、算法先進、搭配靈活,可適配各廠家的單、雙伺服機型枕式包裝機。再配以自主研發推廣多年的“森創”交流伺服,具有一般同行所不具備的系統集成與服務的突出優勢,有極高的性價比,為客戶實現利益最大化。

 

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