隨著我國包裝工業(yè)的迅速發(fā)展，以及消費者對美妝制劑、乳品、飲料等產(chǎn)品需求的不斷擴大，液體灌裝機因操作簡便、生產(chǎn)高效，受到越來越多生產(chǎn)企業(yè)的青睞。本文主要針對自動液體灌裝機在實際使用過程中所遇到的一些難點問題，介紹了偉創(chuàng)電氣開發(fā)的運動控制系統(tǒng)方案。

　　文/蘇州偉創(chuàng)電氣科技股份有限公司

　　1 系統(tǒng)方案組成

　　隨著我國包裝工業(yè)的迅速發(fā)展，以及消費者對美妝制劑、乳品、飲料等產(chǎn)品需求的不斷擴大，液體灌裝機因操作簡便、生產(chǎn)高效，受到越來越多生產(chǎn)企業(yè)的青睞。然而在實際使用過程中，因卡機、噴濺、罐裝精度誤差等原因造成的原料浪費、交叉污染問題，也是讓生產(chǎn)企業(yè)頭疼不已。

　　針對這些用戶使用“痛點”，偉創(chuàng)電氣結(jié)合豐富的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗，推出了全自動液體灌裝機系統(tǒng)解決方案，方案通過自主研發(fā)的V5運動控制器、SD710伺服驅(qū)動器以及AC310高性能變頻器對罐裝設(shè)備進行精確控制，給普通罐裝設(shè)備裝上了“智慧大腦”，不僅大幅提升了罐裝精度和效率，也幫助客戶實現(xiàn)了從傳統(tǒng)生產(chǎn)向智能化生產(chǎn)的升級改造。該自動液體灌裝機控制系統(tǒng)的拓撲圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)拓撲圖

　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成

　　該自動液體灌裝機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 自動液體灌裝機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　(1)理甑盤機構(gòu)

　　由AC310高性能變頻器驅(qū)動，控制理甑盤將待灌裝的空瓶輸送至灌裝工位區(qū)間。

　　(2)擺臂伺服機構(gòu)

　　采用SD710通用型伺服系統(tǒng)進行驅(qū)動，給液針管罐裝臂在罐裝區(qū)間跟隨瓶身同步移動，采用V5運動控制器“追剪功能塊”，實現(xiàn)同步給液罐裝功能，運動曲線為追剪運動曲線。

　　(3)升降伺服機構(gòu)

　　由SD710通用型伺服系統(tǒng)驅(qū)動，采用V5運動控制器通用電子凸輪功能，控制給液升降軸跟隨主軸聯(lián)動運動，使其在擺臂罐裝區(qū)間內(nèi)同步完成給液進入和退出等動作。

　　3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

　　采用VI20觸摸屏作為人機界面，可以進行報警顯示、產(chǎn)量顯示、設(shè)備復(fù)位?？丶粹o可用于控制對應(yīng)功能的啟停運行;參數(shù)界面用于設(shè)置工藝控制參數(shù)、位置參數(shù)以及其它系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定;I/O監(jiān)控界面用于顯示各種開關(guān)量的點位狀態(tài)監(jiān)控;歷史報警界面用于記錄歷史報警信息。

　　采用V5控制器對整個系統(tǒng)進行精確控制，對觸摸屏的數(shù)據(jù)進行解析，對參數(shù)設(shè)定信息采用追剪、電子凸輪功能。將凸輪參數(shù)輸入對應(yīng)寄存器中，自動計算伺服運行位置，運行速度。觸摸屏顯示當(dāng)前凸輪的主、從軸運行位置以及運行區(qū)間。

　　通過區(qū)間比較和設(shè)置凸輪頂桿，可以控制給液蠕動泵在凸輪區(qū)間內(nèi)實現(xiàn)啟停。通過讀取當(dāng)前編碼器脈沖數(shù)和檢測瓶身區(qū)間信號的方式設(shè)計罐裝周期和區(qū)間，實現(xiàn)無瓶不罐的罐裝及檢測工藝。

　　4 系統(tǒng)優(yōu)勢

　　l 自主研發(fā) 穩(wěn)定高效

　　整套系統(tǒng)解決方案的核心產(chǎn)品，均采用偉創(chuàng)電氣自主研發(fā)的高性能設(shè)備,保證整個電控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更高穩(wěn)定性和兼容性，同時給客戶提供了更靈活的解決方案和更高效的售后服務(wù)。

　　l 以簡馭繁 精準(zhǔn)可靠

　　系統(tǒng)給液擺臂軸和給液升降軸都跟隨主軸編碼器反饋脈沖做電子凸輪軌跡運動，相較于機械凸輪和定位方式，其運動方式更為簡單、精度更高、穩(wěn)定性更強。

　　l 缺失檢測 降低損耗

　　無瓶不罐檢測工藝可有效的實現(xiàn)空工位區(qū)間料瓶缺失檢測，控制對應(yīng)給液泵工區(qū)液體輸送閥門開合，極大的降低了物料罐裝的浪費和損耗。

　　l 操作簡單 功能全面

　　采用VI20觸摸屏作為人機交互界面，界面布局簡潔，信息功能顯示準(zhǔn)確，并設(shè)置控件互鎖功能，防止現(xiàn)場操作人員誤操作導(dǎo)致人機損傷。

　　偉創(chuàng)電氣深耕工控自動化領(lǐng)域多年，始終堅持以科技創(chuàng)新作為核心發(fā)展戰(zhàn)略，堅定不移為工業(yè)控制行業(yè)提供安全、可靠、高效的產(chǎn)品和方案，為中國制造向中國“智”造的轉(zhuǎn)型升級貢獻偉創(chuàng)力量。

　　圖3 自動液體灌裝機控制系統(tǒng)核心設(shè)備

　　圖4 自動液體灌裝機控制系統(tǒng)界面