一分鐘制成 280 個, 高速連卷制袋機控制系統解決方案
文:深圳市英威騰電氣股份有限公司2021年第四期
什么是制袋機?
高速連卷制袋機是一種集機、電、氣為一體,高度機械化、自動化的設備。它的工作是將前道工藝設備吹膜機生產的成品,經過定長切口和壓燙封口等一系列工藝操作,分工位定個數收卷到紙筒上,由此形成我們日常看到的保鮮袋成品。
其工藝流程為:伺服放卷—超聲波卷徑檢測—放卷擺桿調節—后牽引變頻器—后儲料架光電—機械凸輪送料光電—伺服送料—切刀變頻—前儲料架光電—前牽引變頻器—收卷擺桿調節—工位切換伺服—上紙筒機械—三收卷伺服—保鮮袋成品。
圖 1 主要工藝流程
怎么才能讓制袋機高速高精度運轉呢?
為了全面推開市場,以往基本要求制袋速度能達到200個/min,才具備競爭力。
現今,經過英威騰工程師團隊對制袋機行業設備及工藝深入研究,要讓制袋機達到高效率、高精度運轉,需要達到以下要求:
1、伺服在走定長時,位置要求精準且響應要快;
2、伺服電機的快速啟動停止時,對驅動器的動態響應要求非常高;
3、多伺服控制場合,對控制器的運算處理實時性、可靠性要求很高。
由此,英威騰推出整體解決方案,包含:AX系列中型PLC+VS070-HMI+DA200系列高性能伺服(EtherCAT總線型)+GD350系列高性能多功能變頻器+物聯網模塊。
圖 2 高速連卷制袋機系統方案配置
英威騰的方案優勢具有什么優勢呢?
優異的控制方式:市面上常用制袋機均采用PLC發脈沖進行位置定位的功能,接線比較繁瑣,穩定性低。采用英威騰AX系列中型PLC與伺服通過EtherCAT總線控制,省去了電氣柜較多的接線,將高速總線與運動控制算法結合,確保了運算的實時性、高響應性及穩定性。
友好的人機交互:VS系列HMI是一款顯示豐富、內存龐大、組態功能強大、使用簡單的人機界面,可輕松實現工業自動化各領域的人機交互功能。
優化了放料工序的效果:放卷側由于卷徑及慣量變化大,高速啟停伺服易報過載故障,該套系統對收放卷啟停進行斜坡處理,英威騰系統250個/分直接啟停平穩且不會因為瞬間啟停過載。
優化了牽引輥側擺桿的處理方式:傳統設備擺桿效果存在抖動現象,采用線速度同步算法,進行實時補償,擺桿抖動小,制袋精度高。
優化了送料伺服的效果:高速制袋機對送料伺服要求高,因為需要該伺服快準穩完成送料任務,速度快容易拉變形膜,速度慢達不到切割長度,此系統經過特性的曲線規劃以及伺服參數的性能優化,能夠很好地實現送料任務。
提升了設備整機的生產效率:采用AX運動控制器以及EtherCAT總線及程序系統化編程處理,最高速度可達280個/分,大大提高了生產效率。
售后維護:接線少,故障易排查。程序結構簡潔,運動控制功能塊省略了小型編程PLC的大量計算工作,方便客戶的更改及維護。
遠程維護與升級:通過物聯網模塊可以有效方便地實現PLC應用程序的遠程升級與維護,后臺服務器及手機終端可以方便地查看設備的關鍵信息。
后續開發:從機械設計及工藝環節參與到新機型的開發,為客戶后續開發新機型提出了改進及優化建議,如后期雙通道連卷制袋機的開發應用。
表 1 系統硬件配置圖
小結
英威騰整體解決方案在制袋機上的應用,其效率和精度均滿足了客戶需求,達到進口產品的性能要求。
英威騰經超過十年的深耕,在印包行業某些領域已形成非常有競爭力的整線解決方案,通過對設備機械及關鍵工藝的技術創新,幫助客戶實現了設備的升級及工藝的改進,提升了客戶設備的自動化程度及提高生產線的生產效率。英威騰以其優異的整體解決方案能力,穩定可靠的產品研發和創新能力、專業的應用開發和服務能力,外加強大的營銷和服務網絡,為快速、便捷、有效地服務國內外客戶提供了持續強有力的保障。
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