臺達機電產(chǎn)品在自動枕式包裝機的應(yīng)用

1引 言
我們在日常的生活中使用到大量的日常用品和食品，從方便面、冰激凌、肥皂、掛面等，這些用品有一個共同點，就是都有一個漂亮的熱塑性塑料包裝袋，給我們賞心悅目的感覺。所有這些產(chǎn)品的包裝都是有本文章介紹的一種設(shè)備來進行包裝的，這個設(shè)備就是枕式包裝機。單單從上面我舉例到的幾種日常zui常用的產(chǎn)品，大家就知道這種包裝機應(yīng)用的方面是多么的寬廣，對我們的日常生活產(chǎn)生多大的影響。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，給包裝機行業(yè)帶來了良好的發(fā)展機遇，應(yīng)用范圍也越來越寬廣，就帶來對包裝機的大量需求，市場上對包裝機的質(zhì)量和生產(chǎn)效率也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的枕式包裝機主要為機械機構(gòu)，采用差速齒輪箱的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)動作協(xié)調(diào)包裝的效果。差速齒輪箱結(jié)構(gòu)不但噪音大，機械故障率高，封裝精度的調(diào)整困難，而且不符合市場競爭要求的小批量多品種個性化產(chǎn)業(yè)要求。本文主要介紹是基于臺達機電產(chǎn)品的機電一體化包裝機系統(tǒng)解決方案。

2 自動枕式包裝機系統(tǒng)介紹
2.1封切系統(tǒng)
枕式包裝機的封切系統(tǒng)由橫封刀（上、下）和縱封（左右兩個），作用就是對包裝物進行橫向和縱向的封裝。
2.2加熱系統(tǒng)
為橫封刀和縱封刀加熱，進行溫度控制，該系統(tǒng)采用臺達溫度表采集并控制封切刀的溫度。
2.3變頻調(diào)速系統(tǒng)
采用臺達變頻器（AFD-015S23）驅(qū)動橫切刀達到封切的目的，其速度決定該包裝機的包裝速度
2.4縱封送料系統(tǒng)
縱封送料系統(tǒng)由伺服驅(qū)動送料輥，與橫切送料系統(tǒng)配合，根據(jù)包裝膜的袋長等技術(shù)指標達到準確送膜并能達到封切準確（橫切到包裝膜的色標位置）的目的。
2.4電氣控制系統(tǒng)
主機的電氣系統(tǒng)主要由可編程控制器（DVP-20EH）、變頻器（VFD-015S23）、伺服控制系統(tǒng)（750W）、觸摸屏（5.7灰）、封切加熱系統(tǒng)、編碼器、光電檢測等組成。（圖1、圖2）

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圖1 電控箱
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圖2 操作屏

3 電控系統(tǒng)設(shè)計
電氣控制系統(tǒng)采用臺達PLC為核心，整合臺達人機、伺服、變頻器等來實現(xiàn)包裝機的送料和準卻封裝。參見圖3。系統(tǒng)采用PLC通過通訊方式采集變頻器的命令頻率F和輸出頻率H，通過求這兩個頻率的平均值（依此來避免采集單一輸出頻率時的延時），作為變頻器的當前頻率，通過計算得到電機的當前速度V，根據(jù)機械結(jié)構(gòu)的傳動比可以算出當前橫切刀的旋轉(zhuǎn)速度R（轉(zhuǎn)/分）,作為送膜快慢的依據(jù)。電氣控制系統(tǒng)中在橫封刀軸上安裝一個接近開關(guān)，位置為橫切點的位置。

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3.1送模長度
在送膜軸上裝一光電開關(guān)，在包裝膜上黑色光標通過時起作用。在縱封送料系統(tǒng)的主軸安裝一個360線編碼器，對袋長進行計長（通過PLC高速計數(shù)實現(xiàn)）。系統(tǒng)的工作原理就是通過人機界面上對應(yīng)畫面設(shè)置袋長（包裝膜兩個光標之間的距離），袋長設(shè)定也可以通過啟動系統(tǒng)袋長自動量測來實現(xiàn)，當按下袋長自動量測按鈕時伺服以固定的速度啟動，驅(qū)動縱封系統(tǒng)送料，當光電檢測到包裝膜的*個光標的時候開始計長，當運行到下一個光標到來時停止計長，并把計算出來的長度顯示到人機上，當按下存儲按鈕時，就把該長度送進PLC，作為當前封切時包裝膜的長度。
3.2橫切位置對準
另一個主要的功能是橫切位置對準，就是讓橫切刀在橫切的時候準確橫切在光標的位置（用戶也可以設(shè)定其它橫切位置），這個分為自動和手動兩種對準方式。
（1）自動方式?？梢允紫韧ㄟ^點動（分別對橫切刀和縱封送料點動）把橫切刀正好切在包裝膜的光標位置，然后按下教學(xué)模式開始按鈕，伺服以固定的速度啟動，驅(qū)動縱封系統(tǒng)送料，同時PLC開始計長，當運行到光標位置的時候，伺服送膜停止，并把當前計長數(shù)據(jù)送到人機當前頁上，當按下相對位置存儲時，PLC以當前的相對位置進行包裝。
（2）手動方式?？梢灾苯釉谌藱C上輸入相對位置，如果在運行的時候可以通過運行畫面中的左移和右移數(shù)值輸入按鈕直接調(diào)整切刀位置，左移右移數(shù)值單位為毫米。
3.3封切跟蹤
當設(shè)備在運行時，橫切刀每運行一周，切點接近開關(guān)就通過PLC外部中斷一次，
采集當前編碼器計數(shù)值，并與PIC中存儲的相對位置進行比較，根據(jù)差值的大小和正負，來計算出PLC所發(fā)出命令脈沖的頻率。
可以通過面板或者人機界面實現(xiàn)啟動/停止/送料點動/切刀點動/整機點動等功能，當運行時可以檢測當前運轉(zhuǎn)速度（包/分），記錄加工數(shù)量（包），并可實現(xiàn)清零。

4 電氣配置
4.1 主控系統(tǒng)
PLC采用臺達DVP-20EH,此機型具有三路AB相高速計數(shù)（其中兩路單相頻寬為200K）及兩路高速脈沖輸出（頻寬為200K）,另外還具有強大的浮點數(shù)運算功能，雙通訊口（232&485），豐富的周邊指令集；多類型的功能擴展卡；內(nèi)建PCLINK，定位控制，通訊等多種便利指令。
4.2 伺服配置
設(shè)備選用臺達伺服控制器（750W），具有優(yōu)良的特性。如五機一體控制（位置/速度/扭力/定位/通訊控制）；內(nèi)含運動控制器；內(nèi)建RS-232/485/422通訊界面；輸入指令平滑控制功能；高速DSP控制。
4.3人機界面
臺達人機界面具有支持多類型PLC、強大的宏功能、支持USB口快速上下載程序、配方管理功能、兩個通訊口可以同時支持不同的通訊協(xié)議、可以實現(xiàn)在線/離線仿真功能；支援SMC存儲卡；支持多重密碼保護功能。
5 結(jié)束語
該系統(tǒng)是臺達品牌系統(tǒng)整合方案，可以滿足用戶在多種情況下的運行需要，解決原來機械結(jié)構(gòu)主導(dǎo)設(shè)備一些缺點，運行穩(wěn)定，平穩(wěn)，封切準確，操作簡單。據(jù)有較好的推廣價值。