機器概述
連續(xù)式包裝機和間歇式垂直包裝機主要應(yīng)用在粉末和碎顆粒包裝行業(yè),譬如日常生活中用到的袋裝奶粉、洗衣粉、糖、鹽等。間歇式垂直包裝機的一般運行速度在60~80包/分鐘,標準袋長為250mm的袋子,如果用到插角的立式袋速度還要低一些,國內(nèi)大部分OEM客戶主要生產(chǎn)間歇式包裝設(shè)備。連續(xù)式垂直包裝機以前在國內(nèi)幾乎沒有OEM客戶生產(chǎn),現(xiàn)在伊利、蒙牛、三元之類的乳制品客戶(包奶粉)以及寶潔、聯(lián)合利華日用化工產(chǎn)品客戶(包洗衣粉)主要使用從Rovema、TNA或UVA之類的境外廠商生產(chǎn)的設(shè)備。設(shè)備的機構(gòu)示意圖如下。
間歇式垂直包裝機的橫封裝置固定在一個位置上,每次封口的時候,拉薄膜的動作定制,封口達到一定時間以后才能脫開再繼續(xù)拉薄膜,而連續(xù)式垂直包裝機則可以不停止拉薄膜動作,在實施完全壓合動作過程中整個橫封臺保持與薄膜牽引一致的速度,完成以后退開橫封臺,到一定位置后再飛快退回到上面的位置上。
施耐德電氣為國內(nèi)某設(shè)備制造商設(shè)計并實施一套連續(xù)式垂直包裝機的方案,調(diào)試后該設(shè)備的運行速度可以達到120包/分鐘以上,標準袋長為250mm的袋子,令廠商非常滿意,在電氣成本增加在客戶可以接受的情況下,機械成本增加不大。
包裝的過程中的示意圖如下所示:
?。?) 包裝主動作示意圖:
?。?)包裝機結(jié)構(gòu)示意圖:
機器系統(tǒng)組成
在本方案中使用施耐德電氣的Modicon Premium PLC作為控制核心,采用Lexium 05作為牽引驅(qū)動,兩個ATV31變頻器作為放卷和驅(qū)動打印之用。采用兩個Twin Line 的TLC6驅(qū)動,來實現(xiàn)最主要的橫封臺動作,兩者配合完成一個“D”字形的動作(該動作也同時完全適合高速的連續(xù)式水平枕式包裝機,適合高速包裝更大的塊狀物的包裝)。如果需要使用螺桿式方式來投料,則可以在此方案的基礎(chǔ)上可以通過CANopen總線通訊再擴展一臺Lexium 05伺服驅(qū)動就可以達到。
本方案PLC產(chǎn)品使用了Premium PLC,Twin Line伺服驅(qū)動、Lexium 05伺服驅(qū)動以及ATV31變頻器都掛在CANopen總線,總線可擴展性非常好,通訊速度也非???。HMI產(chǎn)品XBTGT觸摸屏和PLC之間通過工業(yè)以太網(wǎng)進行通訊,還可以同過該以太網(wǎng)很方便得給PLC和HMI產(chǎn)品下載程序,還可以通過以太網(wǎng)讀取屏內(nèi)保存的數(shù)據(jù)文件。
由于在拉袋子的過程中有打滑現(xiàn)象的存在,必然會導致拉的袋子與得到的編碼器反饋值之間有一個偏差現(xiàn)象,所以必須在Twin Line的伺服驅(qū)動程序中做一個補償:就是把上一個切袋子的偏差在下一個周期(袋子)做補償,要不然累計偏差會導致切的袋子偏差越來越大,最后切不出一個完整的袋子來。也可以用濾波的方式做補償,這樣更容易看出打滑的趨勢,過濾掉“鋸齒”的現(xiàn)象。
在方案中,用到了施耐德電氣旗下的HMI、PLC、SERVO、VSD等電子類產(chǎn)品,通過CANopen通訊把這些產(chǎn)品集成到整個方案中,控制容易,集成度高(變頻器、伺服驅(qū)動等集成的CANopen通訊接口,無需增加成本)。