1、 設(shè)備的工藝要求
?。?)300 -900mm長膠袋,生產(chǎn)約200-300個(gè)/分鐘。
?。?)長度誤差在0.5mm內(nèi)。
?。?)膠袋封口處溫度線,需結(jié)實(shí)耐拉。
?。?)既可定長封切,又可追色封切。
(5)追色封切時(shí),連續(xù)三次檢測(cè)不到色標(biāo)信號(hào),要自動(dòng)停機(jī)報(bào)警
?。?)要有預(yù)警功能(即生產(chǎn)快到設(shè)定批量時(shí),要提示警報(bào))
?。?)主電機(jī)調(diào)速,送料電機(jī)調(diào)速,伺服電機(jī)調(diào)速功能
?。?)自動(dòng)運(yùn)行/手動(dòng)調(diào)試功能
2、設(shè)備的加工過程:
?。?)上電后,溫控器控制封刀處加熱器進(jìn)行加熱。
?。?)自動(dòng)起動(dòng)后,送料變頻器驅(qū)動(dòng)送料電機(jī)以設(shè)定的速度輸送塑料薄膜,送料感應(yīng)器檢測(cè)到送料端放卷的塑料薄膜足夠時(shí),送料電機(jī)停止送料。
?。?)溫度到達(dá),溫度信號(hào)導(dǎo)通,伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)主伺服電機(jī)通過機(jī)械傳動(dòng)裝置控制切刀和封刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
?。?)切刀每向上運(yùn)動(dòng)一次,伺服信號(hào)導(dǎo)通一次,伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)出料輥夾著塑料薄膜帶轉(zhuǎn)動(dòng)一次,切刀和封刀下切,膠袋形成 。
?。?)設(shè)定個(gè)數(shù)到達(dá)或按停止鍵時(shí),當(dāng)前膠袋形成后停機(jī),切刀和封刀停在高位停車處
加工流程圖為:
3、技術(shù)分析
(1)機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí),主伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)比在伺服電機(jī)工作時(shí),切刀與封刀來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)達(dá)300次/分鐘。在滿足伺服電機(jī)的實(shí)際連續(xù)運(yùn)行轉(zhuǎn)速要小于或等于其額定轉(zhuǎn)速及其它特性的要求下,伺服機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比及出料輥的外徑的合理設(shè)計(jì)是滿足工藝要求的關(guān)鍵。
?。?)伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用同步帶傳動(dòng),伺服編碼器脈沖數(shù)為2000P/R,故其本身誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.5mm,引起定位誤差較大的真正原因是由于伺服電機(jī)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(duì)滑動(dòng),故要根據(jù)伺服電機(jī)的起停速度調(diào)整合適的加減速時(shí)間,調(diào)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(diào)整結(jié)果要以出料輥與塑料薄膜之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)為準(zhǔn)。
?。?)溫控器的設(shè)定溫度一般設(shè)定在180℃左右,根據(jù)主電機(jī)的轉(zhuǎn)速高低適當(dāng)微調(diào)溫控器的設(shè)定溫度,以膠袋封口處結(jié)實(shí)耐拉為準(zhǔn)。因?yàn)橹麟姍C(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí),封刀上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)快,封口時(shí)間短,若封刀溫度偏低,會(huì)導(dǎo)致膠袋封口處不牢。當(dāng)主電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí),封口時(shí)間長,若封刀溫度偏高,會(huì)導(dǎo)致膠袋封口處燙穿。
?。?)人機(jī)界面上可設(shè)定定長封切或追色封切、切袋長度、追色長度、預(yù)警個(gè)數(shù)、送袋速度、加速時(shí)間、減速時(shí)間,當(dāng)選擇為定長封切時(shí),追色感應(yīng)器無作用,TRIO運(yùn)動(dòng)控制器中的運(yùn)動(dòng)控制程序根據(jù)伺服機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動(dòng)比、伺服驅(qū)動(dòng)器的電子齒輪比(采用脈沖輸出方式)、伺服電機(jī)變碼器的線數(shù)以及出料輥的周長來設(shè)定移動(dòng)的當(dāng)量,根據(jù)移動(dòng)當(dāng)量就可以計(jì)算出伺服驅(qū)動(dòng)器在運(yùn)動(dòng)一個(gè)袋長需要接收的脈沖,伺服電機(jī)就驅(qū)動(dòng)出料輥轉(zhuǎn)動(dòng)帶出一定長度的膠袋`。這樣就實(shí)現(xiàn)了定長控制。
當(dāng)選擇追色封切時(shí),其過程如下,伺服啟動(dòng)信號(hào)導(dǎo)通,伺服電機(jī)按照TRIO數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制器中的運(yùn)動(dòng)控制程序預(yù)先設(shè)定的運(yùn)動(dòng)曲線進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)、恒速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)、低速追色、控制器接收到追色信號(hào)時(shí),通過中斷方式立即停止伺服電機(jī)。一般追色長度為10毫米,并且要求追色信號(hào)只能在追色范圍內(nèi)起作用,其它范圍內(nèi)需屏蔽掉其干擾信號(hào)。
追色封切調(diào)試時(shí),在人機(jī)界面上設(shè)定好伺服電機(jī)的恒速速度,先將加速時(shí)間、減速時(shí)間設(shè)長,再調(diào)低速追色速度,盡可能提高低速追色速度,以追色平穩(wěn)、準(zhǔn)確為準(zhǔn)。調(diào)整好追色速度后,再調(diào)加速時(shí)間、減速時(shí)間,盡可能調(diào)短加減 速時(shí)間,以膠袋與出料輥不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)及追色平穩(wěn)為準(zhǔn)。
?。?)控制器中的運(yùn)動(dòng)控制程序在追色封切時(shí),對(duì)追色信號(hào)記數(shù),連續(xù)三次檢測(cè)不到時(shí),控制器停止各電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),并使一個(gè)輸出信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警。同時(shí)運(yùn)動(dòng)控制器程序?qū)ε坑洈?shù),當(dāng)批量達(dá)到預(yù)警值時(shí),控制器的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警提示。
(6)通過外接旋鈕調(diào)位器可對(duì)主電機(jī)和送料電機(jī)調(diào)速,改變?nèi)藱C(jī)界面上控制器的脈沖輸出頻率設(shè)定值可對(duì)伺服調(diào)速。
?。?)控制器的運(yùn)動(dòng)控制程序分為自動(dòng)運(yùn)行與手動(dòng)調(diào)試程序,自動(dòng)運(yùn)行程序?yàn)樯a(chǎn)程序,手動(dòng)調(diào)試程序?yàn)檎{(diào)機(jī)或維修時(shí)使用。
4、設(shè)備的電氣部分配置
?。?)數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制器
采用英國TRIO公司的Euro-205X的3U結(jié)構(gòu)的獨(dú)立型板卡的控制器,該控制器采用最新的DSP微處理技術(shù)和先進(jìn)的伺服控制算法和網(wǎng)絡(luò)總線控制技術(shù),具有ModBus協(xié)議的串口通訊可以直接與人機(jī)界面進(jìn)行通訊數(shù)據(jù)交換。該控制器既可以控制伺服電機(jī)也可以控制步進(jìn)電機(jī),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(shè)備的需要任意定義,這款控制器最多可以到5軸,在這里我們選用伺服的基板,采用脈沖輸出控制兩個(gè)伺服電機(jī)的位置控制方式,一個(gè)0~±10V的模擬電壓輸出控制變頻器來驅(qū)動(dòng)送料變頻電機(jī)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(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)
伺服電機(jī)采用日本松下最新的A4系列的伺服電機(jī),控制切刀的主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)采用MDDDT3530003/MDMA082P 1G和驅(qū)動(dòng)出料輥的驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)采用MDDDT5540003/MHMA152P1G
?。?)人機(jī)界面采用WinView的觸摸屏MT508TV45WV