英威騰抽紙全自動包裝機 控制系統應用方案

文:深圳市英威騰電氣股份有限公司 古福城 顧品源2020年第三期

一、行業現狀

目前,造紙廠的出廠產品,一般是重量一噸以上的大卷“原紙”,而紙巾加工生產線,一般是從復卷機或折疊機開始,中間有大回旋切紙機,將切好的紙巾用輸送帶傳送至包裝機,包裝完還要進行裝箱等一系列加工工序之后,才能運往各大商超進行銷售。

市場上抽紙全自動包裝機的系統方案一般有兩種,一種是傳統方案,核心工藝由拉膜、切刀、中送伺服完成,而彩膜的包覆與燙合,則是由主軸帶動一整套連桿類的機械結構來完成。另外一種就是全伺服方案,將動作分解后由不同的伺服來完成,產出速度更快,但電氣成本相對傳統方案要高一些。

英威騰抽紙全自動包裝機控制系統應用方案1.jpg

圖1 抽紙生產過程

二、項目背景

本項目客戶是專業的極具規模的衛生紙包裝機制造商,所生產的抽紙全自動包裝機主要用于各種規格的軟抽紙巾的套袋包裝,代替傳統人工包裝,把未包裝的產品放到機器送料裝置上,即自動完成包裝。

英威騰深挖行業需求,深入研究工藝流程,為達到廠家的預算目標,推出了以英威騰控制器+伺服+變頻器+觸摸屏為核心的抽紙全自動包裝機生產線控制系統應用方案。

該方案控制層采用英威騰AX71作為系統核心控制器,對切刀、拉膜、中送等要求位置精準控制的工藝環節使用伺服電機驅動,對于理料、放膜使用變頻器驅動。伺服與控制器采用EtherCAT總線通訊連接。該系統傳動精準。控制穩定、速度快,以優秀的性能和高性價比,幫助廠家提升包裝效率和品質,大幅提升產能,減少營運成本。

英威騰抽紙全自動包裝機控制系統應用方案2.jpg

圖2 抽紙全自動包裝機工藝圖

三、抽紙全自動包裝機工藝及控制要求

抽紙全自動包裝機是紙巾生產線上的關鍵設備,負責將切好的疊紙進行自動包裝,它前接大回旋切紙機,后接中包機。

切紙機將條狀的疊紙分切成長寬固定的方塊,一般常見的規格170*190,厚度由抽紙張數決定,一般為150-200抽。接下來,抽紙全自動包裝機開始運作,通過一整套的操作,使用經過彩印后的塑料膜把紙巾包好。這些操作主要包括拉膜、切膜、中送,縱向的包覆與燙合,橫邊的折疊與燙合等。其工藝流程為:1理料→2送料→3壓合→4拉膜→5切膜→6熱封貼合封口→7中送彈出→8兩側整形→9兩側熱貼合。

設備在高速運行過程中,對于控制系統的整體穩定性、定位精度、性能都有較高的要求。因為紙巾的柔性特征,切刀、拉膜、中送是包裝過程中極容易出錯的環節,保證包裝效果,避免封切不準、走膜跑偏、跑空袋等問題是一個不小的考驗。

四、英威騰包裝機設計方案

1.方案概述

該方案控制層采用英威騰AX71作為系統核心控制器,AX71除了PLC常有的功能之外,還具備高階運動控制功能,具有規劃32軸電子凸輪,64組TP補償,支持飛剪、追剪、插補等功能,編程方便快捷。驅動層采用英威騰DA200系列高性能伺服和GD20系列變頻器,伺服與控制器采用EtherCAT總線通訊連接。

2.系統拓撲圖

該系統是英威騰PLC與伺服驅動器通過EtherCAT通訊總線實現多軸控制,與觸摸屏通過ModbusTCP通訊,切刀與主軸采用電子凸輪關聯,簡便調節,換料方便。(見圖3)

英威騰抽紙全自動包裝機控制系統應用方案3.jpg

圖3 抽紙全自動包裝機電氣系統應用示意圖

3.方案特點及優勢

● 性能優異,操作簡單

性能優異,功能齊全,滿足用戶實時、高速、高精度和個性化控制需求。通過簡單的參數設定和程序編寫,就可輕松實現定位控制、高度同步控制和凸輪控制等,且各種編程語言齊全,梯形圖、ST語言等簡便易懂。總線通訊方式反饋故障情況,故障顯示一目了然,簡便高效排障。

● 高度集成,通訊極速

集成運動控制器功能,如電子凸輪、電子齒輪、飛剪、追剪、TP補償等運動控制功能,于AX系列控制器中,編程調試方便,同時省去一個運動控制器。控制器與伺服采用EtherCAT高速總線連接,通訊速率高達100Mbps,抗干擾能力強,同時省去復雜的接線,提高裝機效率。

● 高頻響應,分布擴展

PLC運算速度極快,位指令1ns,浮點運算指令150ns。伺服高速度響應,2.0kHz響應頻率,23位編碼器高精度同步控制,各軸之間的同步時間偏差小于1微秒。支持大規模分布式擴展,具備強大的組網能力,支持32軸多軸運動。

● 全套產品,穩定可靠

核心電氣部件全套采用英威騰產品,便于產品維護,且性能穩定可靠。

● 電子凸輪,精品應用

運用電子凸輪功能做曲線運動,不需要繁瑣的更改機械凸輪,減少機械成本和磨損,追隨性更好,靈活性更強,簡單設定就可根據需求更改加工軌跡,具有更高的效率和穩定性,設備運轉更順暢,柔性生產更靈活。

4.電氣選型清單(表1所示)

表1 電氣選型清單.jpg

表1 電氣選型清單

五、項目成果

運行實踐表明,英威騰成功為該衛生紙包裝設備廠家提供了成熟可靠的系統解決方案,包裝性能優異,穩定速度滿意,精度高,柔性好,性價比高,參數設定方便快捷,易用性強,并且具備靈活的拓撲結構和開放性,可根據市場需求進行傳統方案和全伺服方案高低配置,滿足細分市場需求。經應用實踐,伺服+變頻器傳統方案包裝產出最高速度可達105包/分鐘,穩定生產速度達100包/分鐘;采用全伺服方案,穩定生產速度達130包/分鐘,達到市場先進水平。

英威騰抽紙全自動包裝機控制系統應用方案4.jpg

圖4 抽紙全自動包裝機整體外觀

六、結語

一份可靠,成就美好的家居生活。英威騰在產品研發生產、成本控制、供應鏈管理、全流程質量管理、全球化服務網絡和6A專業服務都有極大優勢,完全能滿足包裝設備客戶的要求。未來,英威騰將持續深耕印包行業,不斷推出具有競爭力的解決方案和定制化服務以滿足印包行業制造商對于企業降本增效、綠色節能的需求。

中傳動網版權與免責聲明:

凡本網注明[來源:中國傳動網]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權均為中國傳動網(www.hysjfh.com)獨家所有。如需轉載請與0755-82949061聯系。任何媒體、網站或個人轉載使用時須注明來源“中國傳動網”,違反者本網將追究其法律責任。

本網轉載并注明其他來源的稿件,均來自互聯網或業內投稿人士,版權屬于原版權人。轉載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負版權法律責任。

如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。

伺服與運動控制

關注伺服與運動控制公眾號獲取更多資訊

直驅與傳動

關注直驅與傳動公眾號獲取更多資訊

中國傳動網

關注中國傳動網公眾號獲取更多資訊

熱搜詞
  • 運動控制
  • 伺服系統
  • 機器視覺
  • 機械傳動
  • 編碼器
  • 直驅系統
  • 工業電源
  • 電力電子
  • 工業互聯
  • 高壓變頻器
  • 中低壓變頻器
  • 傳感器
  • 人機界面
  • PLC
  • 電氣聯接
  • 工業機器人
  • 低壓電器
  • 機柜
回頂部
點贊 0
取消 0
往期雜志
  • 2025年第一期

    2025年第一期

    伺服與運動控制

    2025年第一期

  • 2024年第六期

    2024年第六期

    伺服與運動控制

    2024年第六期

  • 2024年第五期

    2024年第五期

    伺服與運動控制

    2024年第五期

  • 2024年第四期

    2024年第四期

    伺服與運動控制

    2024年第四期

  • 2024年第三期

    2024年第三期

    伺服與運動控制

    2024年第三期