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、zhangjinzhuangzhi,youguangdianjiancekongzhizhuangzhiduibaozhuangcailiaoshangshangbiaotuanweizhijinxingjiancehou,tongguofanlingchengxingqijuanchengbomoyuantongguobaozaichongtianguandebiaomian。xianyongzongxiangrefengqiduijuanchengyuantongdejiekoubuweibomojinxingzongxiangrefeng,dedaomifengguantong,ranhoutongzhuangbomoyidongdaohengxiangrefengqidedifangjinxinghengfeng,gouchengbaozhuangdaitong。jiliangzhuangzhibajilianghaodewupin,tongguoshangbutianchongguanchongtianrubaozhuangdainei,zaiyouhengxiangrefengqirefengbingzaijuzhongqieduan,xingchengbaozhuangdaidanyuanti,tongshixingchengxiayigetongdaidedibufengkou。
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、切(qie)斷(duan)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)器(qi)直(zhi)接(jie)抓(zhua)取(qu)膜(mo)位(wei)色(se)標(biao)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)位(wei)置(zhi)檢(jian)測(ce),薄(bo)膜(mo)經(jing)成(cheng)型(xing)器(qi)成(cheng)型(xing)後(hou)變(bian)為(wei)筒(tong)膜(mo),並(bing)進(jin)行(xing)縱(zong)向(xiang)熱(re)封(feng),包(bao)裝(zhuang)膜(mo)向(xiang)下(xia)方(fang)運(yun)動(dong),橫(heng)封(feng)軸(zhou)動(dong)作(zuo),同(tong)時(shi)物(wu)料(liao)被(bei)送(song)進(jin)筒(tong)膜(mo)內(nei),一(yi)起(qi)向(xiang)下(xia)繼(ji)續(xu)運(yun)動(dong),等(deng)下(xia)個(ge)光(guang)標(biao)信(xin)號(hao)進(jin)來(lai)時(shi)橫(heng)封(feng)軸(zhou)再(zai)動(dong)作(zuo)一(yi)次(ci),這(zhe)樣(yang)一(yi)包(bao)的(de)三(san)熱(re)封(feng)的(de)動(dong)作(zuo)完(wan)成(cheng),當(dang)包(bao)裝(zhuang)膜(mo)繼(ji)續(xu)向(xiang)下(xia)運(yun)動(dong),色(se)標(biao)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)到(dao)色(se)標(biao),驅(qu)動(dong)器(qi)收(shou)到(dao)色(se)標(biao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)信(xin)號(hao)後(hou)動(dong)作(zuo),在(zai)光(guang)標(biao)處(chu)劃(hua)下(xia)一(yi)道(dao)鋸(ju)齒(chi)形(xing)的(de)切(qie)痕(hen),劃(hua)線(xian)動(dong)作(zuo)完(wan)成(cheng),當(dang)上(shang)位(wei)機(ji)(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)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物wu在zai裁cai切qie位wei置zhi進jin行xing切qie斷duan,根gen據ju客ke戶hu的de要yao求qiu,可ke進jin行xing連lian包bao切qie斷duan,可ke實shi現xian1~10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。