1.2 立式包裝機的工作原理
立式包裝機是將卷筒狀的撓性包裝材料製成袋筒,充入物料後,進行封口,三個功能自動連續完成的機器。其工作原理為:放在支承裝置上的卷筒薄膜,繞經導棍組、張zhang緊jin裝zhuang置zhi,由you光guang電dian檢jian測ce控kong製zhi裝zhuang置zhi對dui包bao裝zhuang材cai料liao上shang商shang標biao圖tu案an位wei置zhi進jin行xing檢jian測ce後hou,通tong過guo翻fan領ling成cheng型xing器qi卷juan成cheng薄bo膜mo圓yuan筒tong裹guo包bao在zai充chong填tian管guan的de表biao麵mian。先xian用yong縱zong向xiang熱re封feng器qi對dui卷juan成cheng圓yuan筒tong的de接jie口kou部bu位wei薄bo膜mo進jin行xing縱zong向xiang熱re封feng,得de到dao密mi封feng管guan筒tong,然ran後hou筒tong狀zhuang薄bo膜mo移yi動dong到dao橫heng向xiang熱re封feng器qi的de地di方fang進jin行xing橫heng封feng,構gou成cheng包bao裝zhuang袋dai筒tong。計ji量liang裝zhuang置zhi把ba計ji量liang好hao的de物wu品pin,通tong過guo上shang部bu填tian充chong管guan充chong填tian入ru包bao裝zhuang袋dai內nei,再zai由you橫heng向xiang熱re封feng器qi熱re封feng並bing在zai居ju中zhong切qie斷duan,形xing成cheng包bao裝zhuang袋dai單dan元yuan體ti,同tong時shi形xing成cheng下xia一yi個ge筒tong袋dai的de底di部bu封feng口kou。
1.3 立式包裝機的生產工藝
立式包裝機配合上道的計量衝填機械,立式包裝機常用於包裝塊狀、片狀、粒狀、梗枝狀、粉(fen)狀(zhuang)以(yi)及(ji)流(liu)體(ti)和(he)半(ban)流(liu)體(ti)物(wu)料(liao)。它(ta)的(de)特(te)點(dian)是(shi)被(bei)包(bao)裝(zhuang)物(wu)料(liao)的(de)供(gong)料(liao)筒(tong)設(she)計(ji)在(zai)製(zhi)袋(dai)器(qi)內(nei)側(ce),製(zhi)袋(dai)與(yu)充(chong)填(tian)物(wu)料(liao)由(you)上(shang)到(dao)下(xia)沿(yan)豎(shu)直(zhi)方(fang)向(xiang)進(jin)行(xing)。它(ta)主(zhu)要(yao)由(you)計(ji)量(liang)裝(zhuang)置(zhi)、傳動係統、橫封和縱封裝置、翻領成型器、充填管及薄膜牽拉供送機構等部件組成。
2 設備主要裝置功能
2.1 送膜裝置
主要由送膜輥和送膜軸組成,主要是把包裝膜平整、均勻地送到翻領成型器,在本裝置中送膜軸和縱封軸共用一個伺服,中間是通過鏈條傳動的。
2.2 色標傳感器
色se標biao傳chuan感gan器qi常chang用yong於yu檢jian測ce特te定ding色se標biao或huo物wu體ti上shang的de斑ban點dian,它ta是shi通tong過guo與yu非fei色se標biao區qu相xiang比bi較jiao來lai實shi現xian色se標biao檢jian測ce,而er不bu是shi直zhi接jie測ce量liang顏yan色se。色se標biao傳chuan感gan器qi實shi際ji是shi一yi種zhong反fan向xiang裝zhuang置zhi,光guang源yuan垂chui直zhi於yu目mu標biao物wu體ti安an裝zhuang,而er接jie收shou器qi與yu物wu體ti成cheng銳rui角jiao方fang向xiang安an裝zhuang,讓rang它ta隻zhi檢jian測ce來lai自zi目mu標biao物wu體ti的de散san射she光guang,從cong而er避bi免mian傳chuan感gan器qi直zhi接jie接jie收shou反fan射she光guang,並bing且qie可ke使shi光guang束shu聚ju焦jiao很hen窄zhai。
2.3 翻領成型器
圓(yuan)形(xing)翻(fan)領(ling)成(cheng)型(xing)器(qi)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)於(yu)包(bao)裝(zhuang)機(ji)械(xie)中(zhong),是(shi)立(li)式(shi)自(zi)動(dong)包(bao)裝(zhuang)機(ji)的(de)核(he)心(xin)部(bu)件(jian),用(yong)於(yu)包(bao)裝(zhuang)的(de)塑(su)料(liao)薄(bo)膜(mo)經(jing)過(guo)翻(fan)領(ling)成(cheng)型(xing)器(qi)自(zi)動(dong)卷(juan)成(cheng)圓(yuan)筒(tong)形(xing),在(zai)卷(juan)包(bao)過(guo)程(cheng)中(zhong),要(yao)求(qiu)塑(su)料(liao)薄(bo)膜(mo)不(bu)應(ying)發(fa)生(sheng)縱(zong)向(xiang)和(he)橫(heng)向(xiang)拉(la)伸(shen)變(bian)形(xing),塑(su)料(liao)薄(bo)膜(mo)經(jing)過(guo)成(cheng)型(xing)器(qi)時(shi)摩(mo)擦(ca)阻(zu)力(li)應(ying)較(jiao)小(xiao)。這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)所(suo)購(gou)買(mai)的(de)成(cheng)型(xing)器(qi)符(fu)合(he)塑(su)料(liao)薄(bo)膜(mo)的(de)自(zi)然(ran)卷(juan)曲(qu)變(bian)形(xing),即(ji)成(cheng)型(xing)器(qi)的(de)表(biao)麵(mian)積(ji)等(deng)於(yu)通(tong)過(guo)成(cheng)型(xing)器(qi)的(de)塑(su)料(liao)薄(bo)膜(mo)的(de)總(zong)麵(mian)積(ji)。
2.4 熱封刀
準確來講,熱封刀的叫法並不精準,應該是加熱片。加熱片是采用合金材質製作而成的,其中分為鑷鉻合金和鐵鉻合金等。寬度分為3mm、5mm、8mm、10mm、12mm等五種,矽膠壓條就是為了封口平整嚴實並壓花,壓出的形狀就是壓條本身的紋形。多數采用細網格式。
3 台達立式包裝機控製方案原理
立式包裝機的縱封軸(也是送膜軸)作為係統主軸。橫封、劃線、切斷等3軸跟隨主軸運作,橫封、劃線、qieduansifukongzhiqizhijiezhuaqumoweisebiaoxinhaojinxingweizhijiance,bomojingchengxingqichengxinghoubianweitongmo,bingjinxingzongxiangrefeng,baozhuangmoxiangxiafangyundong,hengfengzhoudongzuo,tongshiwuliaobeisongjintongmonei,yiqixiangxiajixuyundong,dengxiageguangbiaoxinhaojinlaishihengfengzhouzaidongzuoyici,zheyangyibaodesanrefengdedongzuowancheng,dangbaozhuangmojixuxiangxiayundong,sebiaochuanganqijiancedaosebiao,qudongqishoudaosebiaochuanganqidexinhaohoudongzuo,zaiguangbiaochuhuaxiayidaojuchixingdeqiehen,huaxiandongzuowancheng,dangshangweiji(PLC)計數到達5時,發出信號給切斷軸伺服,使得切斷軸伺服能接收到色標傳感器的信號,這樣色標傳感器的信號接到後切斷軸伺服動作,5連包的包裝物包裝完成。此係統包括PLC、HMI、伺服以及溫度控製模塊,由於台達ASDA-A2伺服控製器內含電子凸輪功能,四台伺服即可完成送膜、送料以及裁切工藝,PLC隻需做簡單I/O控製,大大節省了上位機的昂貴成本,程序的規劃也更加簡單。
4 各軸的功能
4.1 送膜軸
此軸采用速度控製,作為整個係統的主軸。下達脈衝命令給橫封軸、劃線軸和切斷軸,指揮凸輪軸運轉。
4.2 橫封軸
在A2伺服的PR(內部位置控製模式)控製模式下,使用內建的電子凸輪跟隨主軸運行,橫封軸接收來自送膜主軸的脈衝差分信號OA/OA;OB/OB,沿著燒錄好的凸輪飛剪曲線跟隨主軸運動,當橫封軸伺服控製器檢測到色標光電信號(DI7有信號輸入)時,凸輪齧合運轉,在運轉過程中,伺服控製器會抓取色標信號,利用內建的同步抓取修正軸(色標補償功能),調節凸輪速度,對裁切位置進行自動修正,保證裁切準確。
4.3 劃線軸
此軸和橫封軸一樣,是處於PR(內部位置控製模式)控kong製zhi模mo式shi下xia,使shi用yong內nei建jian的de電dian子zi凸tu輪lun跟gen隨sui主zhu軸zhou運yun行xing,接jie收shou來lai自zi主zhu軸zhou的de差cha分fen脈mai衝chong信xin號hao,它ta的de作zuo用yong是shi對dui包bao裝zhuang膜mo進jin行xing點dian劃hua線xian或huo者zhe鋸ju齒chi形xing的de裁cai切qie,便bian於yu單dan包bao包bao裝zhuang物wu的de撕si斷duan或huo扯che開kai。
4.4 切斷軸
此軸也是和橫封軸一樣,是處於PR(內部位置控製模式)kongzhimoshixia,shiyongneijiandedianzitulungensuizhuzhouyunxing,jieshoulaizizhuzhoudechafenmaichongxinhao,tadezuoyongshiduibaozhuangwuzaicaiqieweizhijinxingqieduan,genjukehudeyaoqiu,kejinxinglianbaoqieduan,keshixian1~10連包的切斷。
5 凸輪曲線的規劃
台達ASD-A2伺服內建PR(內部位置控製模式)模式,PR模式下,內建64段定位程序,不僅可以實現原點複歸、位置控製、定速控製,還具有位置和速度插斷、重疊功能、參數寫入,以及定位程序段之間的跳躍和調用,同時具有電子凸輪功能,高速抓取(capture)和比較(compare)功能,橫封軸、劃線軸和切斷軸的原點複歸,無需上位機的參與,即可完成。
6 凸輪曲線的建立
台達ASDA-A2伺服控製器內建飛剪凸輪模型,使得飛剪電子凸輪曲線的建立簡單易行, ASDA-A2 PC soft支持自動飛剪、自動飛剪(同步區)、自動飛剪(同步區可調)等多種飛剪曲線將會自動生成飛剪曲線。考慮到不同包裝膜的熱封難易程度,在裁切區設立同步區。
7 A2伺服特有的同步抓取修正軸功能
A2伺服控製器內建同步抓取修正軸功能(即傳統的色標自動補償功能),伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)器(qi)利(li)用(yong)內(nei)建(jian)的(de)高(gao)速(su)脈(mai)衝(chong)抓(zhua)取(qu)功(gong)能(neng),通(tong)過(guo)色(se)標(biao)光(guang)電(dian)抓(zhua)取(qu)主(zhu)動(dong)軸(zhou)兩(liang)次(ci)色(se)標(biao)間(jian)的(de)脈(mai)衝(chong)數(shu)目(mu),與(yu)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)器(qi)內(nei)部(bu)用(yong)戶(hu)所(suo)設(she)定(ding)的(de)理(li)論(lun)裁(cai)切(qie)量(liang)(P5-78的設定值)通過compare功能做比較,根據同步修正的修正率(P5-80)對兩者之間的誤差值(P5-79)做修正,伺服控製器最終依據修正後的脈衝命令(P5-77)運行。
8 遮沒功能
A2伺服控製器內建色標遮沒功能,可有效避免包裝膜汙染,色標錯印所引起的光電誤動作,增加了整個係統的穩定性。P5-78為裁切長度的脈衝設定值,P5-96為遮沒區脈衝長度,此功能設定後,在遮沒區域內,即使色標誤動作,也不會影響到整個係統的性能。
9 結語
台達A2伺服在立式包裝上的成功應用,表明台達在立式包裝機行業有了成功的解決方案,它具有以下特點:
(1)裁切速度在袋長為80mm時達到180包/分鍾,誤差精度為±0.3mm;
(2)可實現1~10連包的生產,滿足客戶的特殊需求;
(3)整個裁切過程由伺服自動完成,PLC隻是進行簡單的邏輯控製,大大降低了上位機控製難度和成本負擔;
(4)裁切使用的是A2特有的電子凸輪功能,相對於機械凸輪,它具有簡單、無磨損、易維護、更換曲線方便的優點,大大降低了後續設備的維護費用;
(5)A2特有的自動同步修正功能、色標遮沒功能的使用,使得設備的運行更穩定,操作更方便。