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應用設計

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Trio控制器在塑料封切機上的應用

Trio控制器在塑料封切機上的應用

1、設備的工藝要求

1300-900mm長膠袋,生產約60-120/分鐘。
2)長度誤差在0.5mm內。
3)膠袋封口處溫度線,需結實耐拉。
4)既可定長封切,又可追色封切。
5)追色封切時,連續(xù)三次檢測不到色標信號,要自動停機報警
6)要有預警功能(即生產快到設定批量時,要提示警報)
7)主電機調速,送料電機調速,伺服電機調速功能
8)自動運行/手動調試功能

2、設備的加工過程:

1)上電后,溫控器控制封刀處加熱器進行加熱。 
2)自動起動后,送料變頻器驅動送料電機以設定的速度輸送塑料薄膜,送料感應器檢測    

到送料端放卷的塑料薄膜足夠時,送料電機停止送料。 
3)溫度到達,溫度信號導通,伺服驅動器驅動主伺服電機通過機械傳動裝置控制切刀和    

封刀的上下往復運動。
4)切刀每向上運動一次,伺服信號導通一次,伺服電機驅動出料輥夾著塑料薄膜帶轉動

一次,切刀和封刀下切,膠袋形成  
5)設定個數(shù)到達或按停止鍵時,當前膠袋形成后停機,切刀和封刀停在高位停車處

加工流程圖為:

3、技術分析

1)機械設計時,主伺服電機驅動的傳動比在伺服電機工作時,切刀與封刀來回往復運動

120/分鐘。在滿足伺服電機的實際連續(xù)運行轉速要小于或等于其額定轉速及其它

特性的要求下,伺服機構的傳動比及出料輥的外徑的合理設計是滿足工藝要求(1)的關鍵。

2)伺服傳動機構采用同步帶傳動,伺服編碼器脈沖數(shù)為2000P/R,故其本身誤差遠遠小于0.5mm,引起定位誤差較大的真正原因是由于伺服電機起停不夠平滑,或者由于送料端的送料速度小于出料輥的出料速度,造成出料輥與塑料薄膜之間的相對滑動,故要根據(jù)伺服電機的起停速度調整合適的加減速時間,調整送料變頻器頻率使其送料速度要大于出料輥的出料速度,調整結果要以出料輥與塑料薄膜之間不發(fā)生相對滑動為準。

3)溫控器的設定溫度一般設定在180℃左右,根據(jù)主電機的轉速高低適當微調溫控器的設定溫度,以膠袋封口處結實耐拉為準。因為主電機轉速較高時,封刀上下往復運動快,封口時間短,若封刀溫度偏低,會導致膠袋封口處不牢。當主電機轉速較低時,封口時間長,若封刀溫度偏高,會導致膠袋封口處燙穿。

4人機界面上可設定定長封切或追色封切、切袋長度、追色長度、預警個數(shù)、送袋速度、

加速時間、減速時間,當選擇為定長封切時,追色感應器無作用,TRIO運動控制器中的運動控制程序根據(jù)伺服機構的機械傳動比、伺服驅動器的電子齒輪比(采用脈沖輸出方式)、伺服電機變碼器的線數(shù)以及出料輥的周長來設定移動的當量,根據(jù)移動當量就可以計算出伺服驅動器在運動一個袋長需要接收的脈沖,伺服電機就驅動出料輥轉動帶出一定長度的膠袋`。這樣就實現(xiàn)了定長控制。
  當選擇追色封切時,其過程如下,伺服啟動信號導通,伺服電機按照TRIO數(shù)字運動控制器中的運動控制程序預先設定的運動曲線進行加速運動、恒速運動、減速運動、低速追色、控制器接收到追色信號時,通過中斷方式立即停止伺服電機。一般追色長度為10毫米,并且要求追色信號只能在追色范圍內起作用,其它范圍內需屏蔽掉其干擾信號。
  追色封切調試時,在人機界面上設定好伺服電機的恒速速度,先將加速時間、減速時間設長,再調低速追色速度,盡可能提高低速追色速度,以追色平穩(wěn)、準確為準。調整好追色速度后,再調加速時間、減速時間,盡可能調短加減
速時間,以膠袋與出料輥不發(fā)生相對滑動及追色平穩(wěn)為準。

5)控制器中的運動控制程序在追色封切時,對追色信號記數(shù),連續(xù)三次檢測不到時,控制器停止各電機運轉,并使一個輸出信號輸出驅動報警器報警。同時運動控制器程序對批量記數(shù),當批量達到預警值時,控制器的輸出信號驅動報警器報警提示。

6)通過外接旋鈕調位器可對主電機和送料電機調速,改變人機界面上控制器的脈沖輸出頻率設定值可對伺服調速。

7)控制器的運動控制程序分為自動運行與手動調試程序,自動運行程序為生產程序,手動調試程序為調機或維修時使用。

4、設備的電氣部分配置

1)數(shù)字運動控制器

         采用英國TRIO公司的Euro-205X3U結構的獨立型板卡的控制器,該控制器采用最新的DSP微處理技術和先進的伺服控制算法和網絡總線控制技術,具有ModBus協(xié)議的串口通訊可以直接與人機界面進行通訊數(shù)據(jù)交換。該控制器既可以控制伺服電機也可以控制步進電機,還可以采用0~±10V的模擬電壓輸出控制變頻器,而且軸數(shù)可以根據(jù)設備的需要任意定義,這款控制器最多可以到4軸,在這里我們選用伺服的基板,采用脈沖輸出控制兩個伺服電機的位置控制方式,一個0~±10V的模擬電壓輸出控制變頻器來驅動送料變頻電機的速度。帶有可編程的可任意定義的輸入/輸出通道。

    控制原理框圖:

   

 

2)伺服驅動器和伺服電機

     伺服電機采用日本松下最新的A4系列的伺服電機,控制切刀的主驅動伺服電機采用MDDDT3530003/MDMA082P1G和驅動出料輥的驅動的伺服電機采用MDDDT5540003/MHMA152P1G

3)人機界面采用WinView的觸摸屏MT508TV45WV

 結論:

經過設計、安裝、調試,每分鐘可以大約150個左右,長度誤差在0.5mm以內。得到了用戶的好評。

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