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Lenze智能伺服在高速不干膠貼標(biāo)機上的應(yīng)用

時間:2018-12-03 16:49:48來源:倫茨(上海)傳動系統(tǒng)有限公司

導(dǎo)語:?不干膠標(biāo)簽長期以來在飲料、日化、醫(yī)藥和電子等諸多行業(yè)廣泛使用,其清亮透明的塑料薄膜為用戶帶來了一種“無標(biāo)簽”的視覺沖擊,在實現(xiàn)高端大氣的同時,其耐濕性及物理性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的紙制標(biāo)簽,貼在瓶身還能增加玻璃瓶的防碰撞能力,目前一些高端的啤酒以及醫(yī)藥瓶均采用這種高檔的水晶標(biāo),市場需求日趨旺盛。

摘要:本文基于不干膠標(biāo)簽紙貼標(biāo)機的生產(chǎn)工藝特點,并結(jié)合Lenze智能型伺服驅(qū)動器的特點,介紹Lenze智能型伺服9400HighLine在該種設(shè)備上的應(yīng)用方法和技術(shù)優(yōu)勢。

1.前言

不干膠標(biāo)簽長期以來在飲料、日化、醫(yī)藥和電子等諸多行業(yè)廣泛使用,其清亮透明的塑料薄膜為用戶帶來了一種“無標(biāo)簽”的視覺沖擊,在實現(xiàn)高端大氣的同時,其耐濕性及物理性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的紙制標(biāo)簽,貼在瓶身還能增加玻璃瓶的防碰撞能力,目前一些高端的啤酒以及醫(yī)藥瓶均采用這種高檔的水晶標(biāo),市場需求日趨旺盛,與傳統(tǒng)的標(biāo)貼相比,具有不用刷膠、不用漿糊、不用蘸水、無污染、節(jié)省貼標(biāo)時間等優(yōu)點,應(yīng)用范圍廣,方便快捷。但由于其材質(zhì)的特殊性,對貼標(biāo)的設(shè)備要求很高,既要保證貼標(biāo)的效率,又要保證貼標(biāo)的質(zhì)量,本文將詳細(xì)介紹Lenze9400HighLine智能型伺服控制器在高速不干膠貼標(biāo)機上的應(yīng)用。

2.Lenze解決方案

高速不干膠貼標(biāo)機系統(tǒng)的組成:一臺不干膠貼標(biāo)機設(shè)備一般由三個標(biāo)站組成,分別是主標(biāo)站,頸標(biāo)站和背標(biāo)站。三個標(biāo)站均可獨立使用,也可以組合使用。每個標(biāo)站的結(jié)構(gòu)基本類似,主要部分包括標(biāo)紙收放卷部分、貼標(biāo)電機、吹氣系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)等。

圖1工藝流程圖

不干膠標(biāo)簽紙貼標(biāo)的特點:

標(biāo)紙為透明的PET材質(zhì),采用輥筒加氣壓緊的方式傳送,極易發(fā)生標(biāo)紙張力形變,因此在控制中必須加入標(biāo)紙的糾偏機制,以保證定位位置的精確。

單張標(biāo)紙非常輕薄,在標(biāo)紙和底紙分離后,極易受到外界環(huán)境的影響,當(dāng)標(biāo)紙停在起始貼標(biāo)位置時,外界的風(fēng)速、水滴都會對其出標(biāo)的角度造成影響,從而影響貼標(biāo)效果,因此規(guī)劃好標(biāo)紙的零點位置和送標(biāo)時的運動軌跡十分重要。

標(biāo)紙與標(biāo)紙間是分開地粘在透明的底紙上,貼標(biāo)過程為間歇非連續(xù)式。在貼標(biāo)的動態(tài)過程中,電機需要在一個瓶位的時間里從零速加速到與大盤同步的速度,再減速停止,對電機的動態(tài)響應(yīng)和伺服的性能提出挑戰(zhàn),在6萬瓶/小時的速度下,要求電機在60ms內(nèi),從零速加速到1700rpm,再減速停到零速,而且還要克服高速下,材料的張力形變所帶來的位置偏差影響。

要求伺服系統(tǒng)能對標(biāo)站中的吹氣閥門和加壓閥門,收放卷部門進(jìn)行簡單地控制,因此對伺服的IO擴(kuò)展能力和可編程能力提出要求。

結(jié)合上述的特點和要求,我們給出了如下的方案:

圖2電氣系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3.實現(xiàn)的主要功能

標(biāo)紙運動軌跡的凸輪曲線設(shè)計,貼標(biāo)動作為啟停式,由三部分構(gòu)成,分別為加速區(qū)、同步區(qū)和減速區(qū),采用五階多項式曲線設(shè)計。

圖3貼標(biāo)運動軌跡

凸輪曲線在線實時切換,保證不同規(guī)格標(biāo)紙間可無縫銜接。

探針糾偏,由于標(biāo)紙張力的存在,每張標(biāo)紙貼完后,都會存在一定量的形變,導(dǎo)致標(biāo)紙的停止位置發(fā)生變化。要保證貼標(biāo)的質(zhì)量,必須要保證每一張標(biāo)貼完成后,下一張標(biāo)紙也能停留在同樣的位置上,這就需要加入糾偏的機制,原理為:通過一個快速響應(yīng)的標(biāo)紙檢測傳感器接入伺服的快速響應(yīng)IO中,在檢測該傳感器信號的瞬間,驅(qū)動器內(nèi)部產(chǎn)生一個時間戳,通過線性內(nèi)插法計算出此刻的位置值,并與理論設(shè)定位置值作為比較,得到一個誤差位置?X,再將該誤差位置值以梯形波或三角波速度的形式,疊加到凸輪控制器計算出來的主速度上,從而影響位置值的實際輸出,以達(dá)到誤差調(diào)整的功能。

4.Lenze亮點

基于驅(qū)動器的自動化,該設(shè)備是一個典型的高性能單軸自動化設(shè)備,采用模塊化的設(shè)計理念,邏輯控制部分相對簡單,但對伺服系統(tǒng)和電機的性能要求非常高,同時它組合式的應(yīng)用方式,要求單臺設(shè)備也能自成系統(tǒng),Lenze9400HighLine智能伺服正為這類應(yīng)用特點的設(shè)備而量身打造,具有極高的性價比。

Lenze9400HighLine智能伺服具備強大的編程能力,讓用戶在使用中更加靈活方便,內(nèi)置CANOpen總線,非常方便地應(yīng)用于IO點的擴(kuò)展和收放卷伺服的控制。同時其可選配多種現(xiàn)場總線,可方便地與市場上主流的上位系統(tǒng)進(jìn)行通訊。

Lenze的DSD選型工具,能根據(jù)客戶給出的機械指標(biāo)和生產(chǎn)指標(biāo),并結(jié)合所選的驅(qū)動器和電機,對客戶的機械設(shè)計提出合理的建議,減小失敗的風(fēng)險,對于這種高速設(shè)備來說,合適的負(fù)載慣量是非常重要的指標(biāo)。

LenzeMCS系列同步電機,特點鮮明,小慣量,高轉(zhuǎn)速,高動態(tài)響應(yīng),高過載能力,選配Hiperface單圈絕對值編碼器,有力地保證了高速下電機速度和位置的精度。

5.展望

標(biāo)簽是商品的重要組成部分,作為商品的一種身份認(rèn)證,是企業(yè)品牌在商品上的絕佳體現(xiàn),更直接影響到商品的美觀,因此越來越受到廠家和消費者的重視。不干膠標(biāo)紙作為其中非常重要的一種,具有十分鮮明的特點,在中國過去的十年中發(fā)展非常迅速,但由于受到機械系統(tǒng)和生產(chǎn)工藝的局限,目前國產(chǎn)的不干膠貼標(biāo)機的貼標(biāo)速度普遍在1萬到3萬瓶/小時之間,而采用Lenze9400HighLine智能伺服控制的高速不干膠貼標(biāo)系統(tǒng)目前已能穩(wěn)定地以5萬瓶/小時的速度運行。隨著中國機械制造水平的發(fā)展,貼標(biāo)機的制造水平與國外產(chǎn)品的差距越來越小,貼標(biāo)機高速發(fā)展已成必然趨勢,將為Lenze在行業(yè)內(nèi)的發(fā)展帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。

 

標(biāo)簽:

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