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“森創(chuàng)”交流伺服在硬包裝自動裝箱機(jī)上的應(yīng)用

時間:2008-08-26 11:45:00來源:yangliu

導(dǎo)語:?國內(nèi)已有越來越多的廠家使用自動裝箱設(shè)備對產(chǎn)品進(jìn)行裝箱,已廣泛應(yīng)用于煙草、制藥、糧油、食品加工、飲料、果品等的包裝生產(chǎn)線上。
1.背景 在自動包裝流水線中,裝箱機(jī)是整線系統(tǒng)運(yùn)行的核心。包裝機(jī)械雖不是產(chǎn)品直接生產(chǎn)機(jī)械,但它卻是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化所必需的。將一個或多個產(chǎn)品包裝到一個個紙箱中,或與透明膜三維包裝機(jī)等機(jī)械配套聯(lián)動生產(chǎn),以便產(chǎn)品的運(yùn)輸和存放。當(dāng)前,國內(nèi)已有越來越多的廠家使用自動裝箱設(shè)備對產(chǎn)品進(jìn)行裝箱,已廣泛應(yīng)用于煙草、制藥、糧油、食品加工、飲料、果品等的包裝生產(chǎn)線上。 目前,大部分的裝箱機(jī)都采用普通異步機(jī)和變頻器或步進(jìn)電機(jī)的作為傳動,但是它們在響應(yīng)速度和定位精度上與伺服相比有不小的差距,因此設(shè)備的性能方面也相差很大,在客戶在設(shè)計(jì)新型裝箱機(jī)時主動找到了北京和利時電機(jī)技術(shù)有限公司,希望公司能夠提供與之相配套的“森創(chuàng)”交流伺服系統(tǒng)。 2.挑戰(zhàn) 裝箱通常是包裝線的最后一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、自動化程度高的裝箱機(jī),能大大提高裝箱的質(zhì)量及速度。評判一個裝箱機(jī)的性能主要參考以下三個方面: 1 機(jī)械結(jié)構(gòu):產(chǎn)品的收集、整理、集束排列是裝箱機(jī)的關(guān)鍵,需要設(shè)備合理的布局、連接,易于維護(hù)。 2 自動控制:控制系統(tǒng)是所有功能正常運(yùn)行的保證,也是對故障和出現(xiàn)意外時的自動保護(hù)。 3 生產(chǎn)速度:能否達(dá)到生產(chǎn)要求。 而作為裝箱機(jī)設(shè)備各裝置傳動的電機(jī),就是設(shè)備能否精確、高效、穩(wěn)定的運(yùn)行的關(guān)鍵。雖然不同裝置的電機(jī)傳動是由同一個上位機(jī)(通常是進(jìn)口PLC)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,但是而它們之間的速度和位置精度使用要求大不相同,并且希望能夠用相對簡單的方式實(shí)現(xiàn)對電機(jī)速度和位置的控制,要求具有及時全面的故障報警功能。這就要求伺服系統(tǒng)除具有相應(yīng)故障報警信號輸出外,還需要滿足高速響應(yīng)、高精度定位的要求。 3.方案 一臺自動裝箱機(jī),包括:皮帶輸送裝置、分離裝置、整列裝置、間隙輸送填充裝置、成箱打包裝置,各裝置都安裝在同一主機(jī)架上。
皮帶輸送裝置一端與上道工序相連,依次是分離裝置、整列裝置、間隙輸送填充裝置、成箱打包裝置,每一部件均單獨(dú)動力驅(qū)動,能單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)試。皮帶輸送裝置速度恒定,成箱打包裝置速度位置要求不高因此可以用變頻器控制;分離裝置要求高速響應(yīng)起停控制,沒有位置要求,因此考慮用伺服的速度控制方式運(yùn)行;整列裝置速度要求不是很高,但要求位置精確,受負(fù)載擾動小,綜合成本等原因考慮用三項(xiàng)步進(jìn)電機(jī)控制;間隙輸送裝置對位置要求精度高,速度也相應(yīng)要高,因此必須用伺服電機(jī)。再輔以HMI、PLC、各種光電傳感器、氣缸、電磁閥等元器件,裝箱機(jī)控制部分的架構(gòu)基本完成。 4.難點(diǎn) 對于分離裝置而言,需要通過皮帶傳送速度的快慢變化達(dá)到分離待包裝物的目的。單純追求起停的加速度,會使設(shè)備工作在不穩(wěn)定狀態(tài),因此需要伺服在克服負(fù)載的剛性和慣性變化的同時,仍然保持優(yōu)良的高速響應(yīng)特性。 間隙輸送填充裝置的位置精度、速度要求也比較高,但是當(dāng)采用位置方式控制時,發(fā)現(xiàn)間隙輸送填充裝置的重復(fù)定位精度不高,即使從將伺服電機(jī)的編碼器信號引入PLC從而形成全閉環(huán)系統(tǒng)仍然無法提高重復(fù)定位精度,這是因?yàn)槎ㄎ痪戎饕Q于間隙輸送填充裝置的機(jī)械加工精度。 上述兩個裝置的控制方式基本相同。得益于“森創(chuàng)”交流伺服系統(tǒng)多樣、獨(dú)特的內(nèi)部速度控制方式,選擇其中“單段起??刂品绞健保o以傳感器作為位置檢測開關(guān),當(dāng)傳感器產(chǎn)生信號時,伺服按照設(shè)定的參數(shù)減速至“0”,而啟動時由PLC給出信號,伺服按照設(shè)定的參數(shù)加速至設(shè)定值。電機(jī)轉(zhuǎn)速等相關(guān)參數(shù)均可通過驅(qū)動器面板的按鈕以數(shù)字方式寫入,設(shè)備一次調(diào)試完成后不需要再次輸入。采用“單段起??刂品绞健保缺苊饬碎g隙的標(biāo)志間隔不同導(dǎo)致系統(tǒng)定位的差別,又避免了驅(qū)動器的輸入信號的干擾隱患,大大提高了設(shè)備的精確性和穩(wěn)定性。通過外部簡單的兩點(diǎn)I/O控制就實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的定位與調(diào)速,滿足了設(shè)備的使用要求。具有運(yùn)轉(zhuǎn)時間保護(hù)功能并且時間可調(diào),也就是如果收到啟動指令后在設(shè)定的時間內(nèi)收不到傳感器或PLC發(fā)來的停止信號,驅(qū)動就報警保護(hù),這種保護(hù)可以復(fù)位。一旦待包裝物檢測故障,或者是傳感器壞了等原因,驅(qū)動本身就會保護(hù)報警。這些功能使客戶感到非常方便。雖然該設(shè)備對伺服的使用比較簡單,但是對伺服的性能要求較高,公司的技術(shù)人員可根據(jù)設(shè)備的不同規(guī)格和需要,對伺服系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,這也反映出了北京和利時電機(jī)技術(shù)有限公司作為擁有自己核心開發(fā)技術(shù)的公司的一種優(yōu)勢所在。 5.效益 經(jīng)過與客戶的不懈的努力和積極配合,新設(shè)計(jì)的裝箱機(jī)可以完成物品的輸送積累、分離、整齊排列、自動成箱等一系列全自動的動作。新型裝箱機(jī)結(jié)構(gòu)合理,性能可靠,裝箱質(zhì)量好,操作簡便,能準(zhǔn)確高效地進(jìn)行塊狀物料的裝箱作業(yè)。我們有理由相信,在生產(chǎn)設(shè)備的自動化程度及生產(chǎn)效率提高就可使產(chǎn)品生產(chǎn)贏得時間贏得市場的今天,采用伺服系統(tǒng)作為主要傳動手段的高性能全自動裝箱機(jī)有著更為廣闊的舞臺。 事實(shí)證明,“森創(chuàng)”作為運(yùn)動控制產(chǎn)品品牌推出以來,在紡織、機(jī)械加工、激光、雕刻、印刷、醫(yī)療、包裝、軍工、電子、制藥、金融機(jī)具等行業(yè)都有類似成功案例的應(yīng)用,并已經(jīng)得到廣大用戶的認(rèn)可和接納,成為國內(nèi)運(yùn)動控制電機(jī)和驅(qū)動的首選品牌之一。

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