摘 要：本文主要介紹了臥龍WLSA系列交流伺服系統(tǒng)在粉劑充填包裝機(jī)上的應(yīng)用原理及性能的詳細(xì)分析。

1 引言

　　近幾年，為滿足現(xiàn)代商品包裝多樣化的要求，目前國內(nèi)外開始不斷發(fā)展適應(yīng)多品種、小批量的通用包裝機(jī)械和設(shè)備，從而使得包裝機(jī)械的形式日趨增多。

　　粉劑充填包裝機(jī)(見圖1)是將具有熱塑特性的塑料復(fù)合膜經(jīng)加熱軟化制成包裝容器，在一臺設(shè)備上自動完成制袋成型、計(jì)量充填、封合剪切等全過程的自動包裝設(shè)備。根據(jù)物料的不同，包裝機(jī)可以配用不同型式的給料裝置向秤斗內(nèi)供料。

　　粉劑充填包裝機(jī)作為包裝設(shè)備，其計(jì)量精度是設(shè)備的主要技術(shù)指標(biāo)之一，目前對于流動性較差的粉料，如面粉、奶粉、洗衣粉等，一般多配用螺旋給料裝置充填和計(jì)量，屬于容積式的計(jì)量方式，可通過螺桿旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)來控制計(jì)量的目的。這類粉劑包裝機(jī)械大部分是以電機(jī)帶動一個螺桿，螺桿的轉(zhuǎn)速決定下料的速度，螺桿的轉(zhuǎn)動圈數(shù)決定下料的重量，因此電機(jī)在高速下的定位精度和響應(yīng)能力往往成為左右此類設(shè)備性能優(yōu)劣的主要因素之一。

圖1 粉劑填充包裝機(jī)

2 系統(tǒng)概述

　　2.1 系統(tǒng)工作原理

　　本粉劑充填包裝機(jī)共用兩套臥龍伺服系統(tǒng)，一套用于充填粉劑重量的精度控制，另一套用于包裝袋所需長度的定長控制，具體的工作框圖如圖2所示。此包裝機(jī)上位機(jī)采用廠家自己開發(fā)的單片機(jī)外加觸摸屏顯示器進(jìn)行控制。一方面單片機(jī)根據(jù)電子秤的反饋信號確定每次填充粉劑時發(fā)送給伺服驅(qū)動器的脈沖數(shù)量，將脈沖發(fā)給伺服驅(qū)動器，進(jìn)而控制伺服電機(jī)的行程，帶動螺桿控制粉劑下料。在每次更改新的粉劑品種和包裝重量時，需要讓單片機(jī)完成一個自學(xué)習(xí)的過程。電子秤在系統(tǒng)中充當(dāng)“變送器”，稱重后形成一個反饋信號，此信號與目標(biāo)值在單片機(jī)內(nèi)形成一個偏差信號，以確定下一次灌裝時發(fā)送給伺服系統(tǒng)的脈沖數(shù)。另一方面上位機(jī)根據(jù)機(jī)械傳動比、伺服驅(qū)動器的電子齒輪比、伺服電機(jī)編碼器的線數(shù)以及出料輥的周長，發(fā)出另一臺伺服驅(qū)動器需要接收的脈沖數(shù)量，使伺服電機(jī)驅(qū)動出料輥帶出一定長度的塑料袋，實(shí)現(xiàn)定長控制，進(jìn)行固定重量粉劑的包裝。當(dāng)電子秤稱重的粉劑達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)后，將塑料包裝進(jìn)行熱封切刀。

圖2 工作框圖

　　2.2 系統(tǒng)組成

　　(1) WLSA-15型伺服驅(qū)動器，GAM15-20-K-130-24型伺服電機(jī)。

　　額定功率：1.5KW;額定電壓：單相或三相220V;額定轉(zhuǎn)矩：7.16N·m;額定轉(zhuǎn)速：2000RPM。

　　此臥龍中慣量伺服系統(tǒng)用于填充粉劑重量的精度控制。

　　(2) WLSA-04型伺服驅(qū)動器，GAS04-30-K-60-14型伺服電機(jī)。

　　額定功率：400W;額定電壓：單相220V;額定轉(zhuǎn)矩1.3 N·m;額定轉(zhuǎn)速：3000RPM。

　　此臥龍小慣量伺服系統(tǒng)用于塑料包裝袋的定長控制。

　　2.3 伺服系統(tǒng)的輸入信號接線圖與參數(shù)設(shè)定

　　本粉劑包裝機(jī)共使用兩套伺服系統(tǒng)，其與上位機(jī)控制器的接線圖如圖3所示。

圖3 輸入信號接線圖

　　具體參數(shù)設(shè)定如圖4所示。

圖4 參數(shù)設(shè)置

3 結(jié)束語

　　經(jīng)過我公司技術(shù)人員的努力和客戶的積極配合，臥龍通用伺服系統(tǒng)在粉劑填充包裝機(jī)上的應(yīng)用取得了成功。雖然該機(jī)器對伺服的使用比較簡單，但對伺服的性能要求較高，客戶原來使用日本松下的伺服系統(tǒng)，現(xiàn)已全部替換為臥龍伺服系統(tǒng)。調(diào)試中包裝425克的粉劑，每分鐘可以包裝50袋左右，誤差≤±2g，完全滿足用戶的實(shí)際使用需要，性能上絲毫不亞于進(jìn)口伺服。臥龍伺服也為樹立國產(chǎn)品牌的信譽(yù)，振興民族企業(yè)增添了一份力量。