摘 要：本文針對目前低端枕式包裝機的所沒有的飛剪端封、防切、防空包、追蹤色標提出有效的解決方案，采用OMRON的CJ1W-MCH71多軸運動控制器進行控制，具有重要的實用價值。 關鍵詞：運動控制器 伺服 Mechatrolink-II總線 凸輪 虛軸 同步 1 引 言 　　隨著自動化程度的提高，枕式包裝機的功能和操作性得到提高和改進，目前國內許多低端枕式包裝機功能簡單，只能簡單代替集體手工操作，且產品功能單一性，存在低水平重復開發、低價格拼殺的格局。在借鑒了國外高級枕式包裝機的先進理念后，國內的輕工機械廠家根據市場的需求，采用OMRON的高級運動控制器CJ1W-MCH71推出了高性能的國產包裝機。 2 系統工藝簡介 　　2.1工藝原理圖 　　（1）軸1（送料）： 送料軸通過速度控制進行送料，檢測到傳感器1后判斷是否有包裝請求，有的話繼續進給，沒有則停止等待; 　　（2）軸2（送模）：送模軸為系統主軸，以速度控制方式送出包裝膜，每次送模時通過色標傳感器2作為檢測每個膜長的觸發信號，通過編碼器采集實際膜長，從而能對機械滑差進行補償; 　　（3） 軸3：張力控制軸跟隨主軸運行，并可以實時調節同步速度比，從而控制包裝膜張力; 　　（4）軸4：飛剪端封軸跟隨主軸運行，以凸輪同步方式進行同步控制，并且可以根據包裝袋長度實時調節凸輪速度比。 　　具體工藝流程圖如圖1所示。 [align=center] 圖1 具體工藝流程圖[/align] 　　2.2設計要求 　　包裝袋寬度：10-300mm; 　　包裝袋長度：40-410mm; 　　包裝袋高度：1-900mm; 　　包裝速度： 70pcs/min。 　　2.3控制難點 　　（1）如果因為機器滑差或者張力調節適調導致的包裝膜錯位，從而導致在端封軸沒有在色標處端封，必須能夠有自檢能力進行色標追蹤; 　　（2）如果包裝物在包裝袋有滑動，必須檢測出,從而防止誤切，直到物料在包裝袋端封位置中; 　　（3）如果包裝袋中沒有包裝物，必須檢測出，從而防止空切，直到物料在包裝袋端封位置中。 3 歐姆龍解決方案 　　采用OMRON公司30軸高功能運動控制CJ1W-MCH71，通過Mechatrolink-II（以下簡稱ML2）高速（10Mbps）同步控制總線控制4軸。 　　（1）送模軸通過速度控制進給包裝膜，在每送一張膜時，通過sensor2作為前一次膜長檢測觸發信號，直接接入到伺服驅動器高速信號接口，然后通過外部編碼器讀取實際膜長，與存儲的標準長度進行比較，如果有偏差的話，就在下一包進行調整; 　　（2）飛剪端封軸完成一次端封準備切斷時，立刻通過外部傳感器3檢測色標處是否有異物，如果有異物，端封軸停止進入等待狀態，送膜軸自動送出一個膜長，直到下一個色標處進行檢測，如果沒有異物，則端封軸恢復端封; 　　（3）飛剪端封完成一次端封前準備切斷時，立刻通過傳感器2、3，檢測當前包裝膜中是否為空包，如果為空包，端封軸停止等待進入等待狀態，送膜軸自動送出一個膜長，直到下一個色標處進行檢測，如果沒有空包，則端封軸恢復端封。 4 配置與部分程序說明 　　4.1 系統配置 　　配置包括： 　　控制器：CJ1G-CPU45H+CJ1W-MCH71+TC003; 　　驅動器：3×88D-WN04H-ML2+1×88D-WT04H（FNY-NS115）; 　　電機： 4×R88M-W0430H-S1; 　　通訊電纜：4×NY-W6003-A5; 　　終端電阻：FNY-W6022; 　　觸摸屏：NS5-SQ00-V2。 　　4.2部分程序說明 　　（1）軸2送模：軸2在送模時，每次必須檢測色標傳感器2進行膜長比較，如果有偏差的話就要進行位移量的疊加（正、負疊加），那么可以將這個復雜的運動拆分成2個運動的組合，那么可以使用虛軸功能; 　　虛軸是運動控制器內部可以創建的一個假想軸，專門用于位移量疊加計算進行使用，由于是理想軸，所以不會出現任何偏差，并且可以自己定義任何軌跡圖，因此，如果沒有偏差的話，軸2就以勻速運動進行運動，那么系統運行非常平穩，而且主軸的位移量偏差的疊加可以作為一個獨立的程序段，即使膜長和色標寬度改變，也只需要對虛軸部分程序段進行修改，增強程序擴展性; 　　具體時序圖如圖2所示。 [align=center] 圖2 具體時序圖[/align] 　　（2）軸2送模部分程序 　　ADDAX [J02][J32] //將虛軸J32的位移量疊加到J02 　　SPEED [J02] T0 //J02進行速度控制 　　LATCH [J02] #ML0000 //等待sensor2觸發信號捕捉J02當前實際膜長并存放 　　//全局變量#ML0000 　　WAIT #SW322A=2 //等待觸發信號 　　WAIT #SW322A=4 //等待觸發信號完成 　　#ML0002=#ML0004-#ML0000 //將實際膜長與標準膜長比較，結果存放到//全局變量#ML0002 　　INC MOVE #ML0002 //虛軸位移修正 　　（3）軸4飛剪端封：軸4滾刀周長固定，如果膜長改變的話，那么滾刀的速度就要改變，以凸輪同步方式跟隨軸2進行同步運動，如圖3所示： [align=center] 圖3 軸4跟隨軸2同步運動圖[/align] 　　軸4在完成端封前準備切斷時，通過檢測傳感器2、3檢測一下包是否為空包，如果為空包，可以根據用戶自定義停機或者跳過空包; 　　軸4在完成端封前準備切斷時，立刻通過外部傳感器3檢測色標處是否有異物，如果有異物，端封軸停止進入等待狀態，送膜軸自動送出一個膜長，直到下一個色標處進行檢測，如果沒有異物，則端封軸恢復端封，如圖4所示： [align=center] 圖4 軸4運動控制時序圖[/align] 　　（5）軸4部分程序（防切）： 　　IF #IB0B000=1 //如果sensor2檢測到有異物 　　MOVELINK [J04]#DL0000 [J02]10 A0 D10 //軸4減速到停止位 　　MOVELINK [J04]0 [J02]#DL001A A0 D0 //軸4等待 　　MOVELINK [J04]5 [J02]10 A10 D10 //軸4加速到與主軸2線速度同步 　　ENDIF 5 結束語 　　經過現場測試后，系統最大速度可以穩定達到70包/分鐘，這套設備成功開發標志著包裝機設備已經從簡單的半機械化雙變頻升級到全伺服系統。