中達電通股份有限公司 餘強

　　【摘要】本文闡述了立式全自動連續式立式包裝機落料原理，介紹了控製難點及台達PLC控製實現程序。

　　【Abstract】This paper expounds the vertical automatic successive vertical packaging machine blanking principle, and introduces the control difficulties and delta PLC control realize the program.

　　【關鍵詞】連續
；間歇式；立式自動包裝機；落料控製

　　【Keywords】continuous; intermittent;vertical automatic packaging machine;blanking control

　　立li式shi包bao裝zhuang機ji是shi將jiang卷juan筒tong狀zhuang的de撓nao性xing包bao裝zhuang材cai料liao製zhi成cheng袋dai筒tong
，充chong入ru物wu料liao後hou，進jin行xing封feng口kou
，三san個ge功gong能neng自zi動dong連lian續xu完wan成cheng的de機ji器qi。配pei合he上shang道dao的de計ji量liang衝chong填tian機ji械xie，立li式shi包bao裝zhuang機ji常chang用yong於yu包bao裝zhuang塊kuai狀zhuang
、片狀、粒狀、梗枝狀、粉狀以及流體和半流體物料。立式包裝通常分為連續式包裝機和間歇式包裝機。

圖1  間歇式垂直包裝機

　　1 連續立式包裝機工藝介紹

　　如圖1所suo示shi，間jian歇xie式shi垂chui直zhi包bao裝zhuang機ji的de橫heng封feng裝zhuang置zhi固gu定ding在zai一yi個ge位wei置zhi上shang
，每mei次ci封feng口kou的de時shi候hou，拉la薄bo膜mo的de動dong作zuo定ding製zhi
，封feng口kou達da到dao一yi定ding時shi間jian以yi後hou才cai能neng脫tuo開kai再zai繼ji續xu拉la薄bo膜mo，而er連lian續xu式shi垂chui直zhi包bao裝zhuang機ji則ze可ke以yi不bu停ting止zhi拉la薄bo膜mo動dong作zuo，在zai實shi施shi完wan全quan壓ya合he動dong作zuo過guo程cheng中zhong整zheng個ge橫heng封feng台tai保bao持chi與yu薄bo膜mo牽qian引yin一yi致zhi的de速su度du
，完wan成cheng以yi後hou退tui開kai橫heng封feng台tai，到dao一yi定ding位wei置zhi後hou再zai飛fei快kuai退tui回hui到dao上shang麵mian的de位wei置zhi上shang。因yin為wei連lian續xu式shi生sheng產chan效xiao率lv高gao，目mu前qian連lian續xu式shi代dai替ti間jian歇xie式shi是shi個ge趨qu勢shi。但dan是shi同tong樣yang是shi連lian續xu式shi，有you機ji械xie凸tu輪lun實shi現xian的de，有you利li用yong伺si服fu電dian機ji利li用yong電dian子zi凸tu輪lun實shi現xian兩liang種zhong方fang式shi。其qi中zhong機ji械xie式shi在zai跟gen換huan包bao裝zhuang膜mo長chang度du時shi需xu調tiao整zheng機ji械xie應ying用yong十shi分fen不bu方fang便bian，且qie機ji械xie慣guan性xing大da，速su度du不bu能neng提ti高gao。所suo以yi連lian續xu式shi包bao裝zhuang機ji用yong電dian子zi凸tu輪lun控kong製zhi伺si服fu方fang式shi就jiu成cheng為wei首shou選xuan。

　　目前
，製袋、封口、日期打印
、qieduandaimodenggongnengqianqiyiwanshan，kehuyizaideguohannuoweicanjiaguobaozhuangzhan，xiangguanwenzhangyeyiyoujieshao，benwenzhongdianjieshaoguanyudianzichengluoliaotianchongyubaozhuangzhijiandepeihewenti。

　　過去間歇式填充包裝為根據物料信號啟動包裝動作
，即來一個物料信號就進行相應的一次運膜、縱封、橫封等動作，邏輯簡單。而現在為連續式采用這種方式顯然是不行的。

　　2  落料填充難點分析

圖2  落料填充示意圖

　　如圖2所示
，其秤量裝置離包裝很高，大約有2～3米，粉末狀物體如洗衣粉。從空中落到袋內需要2～4秒得時間。對於連續式包裝控製難度要求比較大。下麵分為兩種情況做一介紹。

　　情況一，如果落料時間短可以忽略不計（加中間鬥，落料時間300ms)，實際運行時如圖3，在熱封伺服固定角度促發開秤電磁閥即可（連續式包裝機熱封為電子凸輪
，可從程序中設置角度。）

圖3  落料時間忽略不計情況下的運行圖

　　根據熱封的電子凸輪周期0～360設定促發開啟放料閥即可。比如，在開機前假設設定50度，放料。實際出現夾料。調整促發角度到150，直到合適為止。因為落料時間足夠短，一個周期按120袋來算也有500ms。

　　qingkuangershiwangwangkehubujiazhongjiandoudeqingkuanghenduo
，zaibaozhuangshipinjikeliwushi

，bimianzhongjianhuanjiewuran，wangwangbujiazhongjiandou。yejiushicongdakaifangliaodaoluodaodainei，luoliaoshijianchang

，dayueyou1～4s時間不等。

　　假設落料秤從開啟電磁閥到落到袋裏大約有2s的時間。實際切袋速度為每分30袋到120袋，以每分60袋來算控製，控製過程如圖4所示，左邊為下料信道，在設定速度為60袋時需先打開電磁閥，等即將落到底部時啟動拉模及封切。　

圖4 控製過程圖

　　在打開第一個電磁閥間隔1s後打開第二個電磁閥。如此則在落料桶內同時有兩包料
，必須保證在後續的熱封電子凸輪運行周期此完全吻合才能確保無誤
，如圖5所示。

　　圖5  控製過程圖

　　運行時序圖如圖6所示。

圖6  運行時序圖

　　每次當前橫封的為前隔一袋的
，圖6為基本60袋的時序圖，對應不同速度時序圖也要改變假設是120袋，500ms一個周期，前麵需提前依次打開可能四次電磁閥；熱封凸輪第一次熱封的是開始放料的第一袋

，是已經放的第四袋。熱封啟動前在空中料道內已有四袋。

　　圖7  運行時序圖

　　這zhe樣yang由you於yu凸tu輪lun滯zhi後hou幾ji個ge周zhou期qi運yun行xing，就jiu無wu法fa采cai取qu上shang述shu凸tu輪lun周zhou期qi內nei位wei置zhi點dian促cu發fa的de方fang案an，隻zhi用yong按an照zhao設she定ding填tian充chong速su度du，采cai用yong時shi間jian促cu發fa放fang料liao電dian磁ci閥fa難nan點dian主zhu要yao在zai於yu如ru果guo設she定ding60袋，假設電磁閥按照每1s一個周期打開，實際拉膜及橫封速度不一定是1s，有可能是1.1s，有能是0.9s一袋，這樣時間長了就會運行中偏差越大。導致夾料
，如圖7所示。

　　3 落料填充解決方案

　　現(xian)在(zai)主(zhu)要(yao)的(de)問(wen)題(ti)是(shi)如(ru)果(guo)以(yi)時(shi)間(jian)為(wei)周(zhou)期(qi)，開(kai)啟(qi)電(dian)磁(ci)閥(fa)，無(wu)法(fa)使(shi)實(shi)際(ji)運(yun)行(xing)的(de)凸(tu)輪(lun)周(zhou)期(qi)與(yu)其(qi)完(wan)全(quan)吻(wen)合(he)。隻(zhi)能(neng)以(yi)實(shi)際(ji)凸(tu)輪(lun)運(yun)行(xing)周(zhou)期(qi)促(cu)發(fa)電(dian)磁(ci)閥(fa)
，才(cai)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)周(zhou)期(qi)完(wan)全(quan)吻(wen)合(he)。在(zai)凸(tu)輪(lun)未(wei)運(yun)行(xing)之(zhi)前(qian)，先(xian)用(yong)時(shi)間(jian)促(cu)發(fa)電(dian)磁(ci)閥(fa)。在(zai)前(qian)麵(mian)兩(liang)個(ge)周(zhou)期(qi)

，凸(tu)輪(lun)實(shi)際(ji)未(wei)走(zou)，用(yong)時(shi)間(jian)周(zhou)期(qi)促(cu)發(fa)電(dian)磁(ci)閥(fa)，等(deng)到(dao)第(di)三(san)個(ge)周(zhou)期(qi)凸(tu)輪(lun)才(cai)實(shi)際(ji)運(yun)行(xing)。切(qie)換(huan)到(dao)設(she)定(ding)角(jiao)度(du)輸(shu)出(chu)電(dian)磁(ci)閥(fa)
，這(zhe)樣(yang)既(ji)解(jie)決(jue)了(le)凸(tu)輪(lun)延(yan)遲(chi)啟(qi)動(dong)無(wu)法(fa)依(yi)靠(kao)角(jiao)度(du)促(cu)發(fa)放(fang)料(liao)電(dian)磁(ci)閥(fa)的(de)問(wen)題(ti)
，又(you)解(jie)決(jue)了(le)單(dan)純(chun)依(yi)靠(kao)時(shi)間(jian)促(cu)發(fa)電(dian)磁(ci)閥(fa)，長(chang)期(qi)運(yun)行(xing)放(fang)料(liao)周(zhou)期(qi)與(yu)凸(tu)輪(lun)運(yun)行(xing)周(zhou)期(qi)累(lei)積(ji)誤(wu)差(cha)的(de)問(wen)題(ti)
，如(ru)圖(tu)8所示。

圖8  運行時序圖

　　4 程序實現

　　在人機上選擇開關打到填充模式，如圖9所示。

　　 圖9  人機界麵示意圖

　　在人機上設定落料時間和填充速度，如圖10所示。 

　　圖10  人機界麵示意圖

　　通過程序計算實際需提前放幾袋，假設落料時間2s，速度40袋
，一袋的周期是1.2s。 2s/1.2s=1.67，需要兩袋依靠周期時間促發，如圖11、12、13所示。

　　經過實際運行，分別速度由40-60-80-120試運行，包裝填充穩定。

　　圖11  計算界麵

圖12  依靠時間促發兩袋後允許角度促發

圖13  開始時間周期促發電磁閥2次
，後轉為凸輪角度促發

　　5 結束語

　　由台達人機
、PLC、變頻器和伺服組成的立式自動包裝機控製係統輕鬆實現用戶提出的要求
；穩定可靠的產品品質，簡單便易的操作方法，體現了台達機電產品整合係統的優越性；係統實現了全自動生產，大大提高了生產效率；豐富的故障診斷功能提高了作業人員檢修設備的便利性。

　　作者簡介：

　　餘強，男，出生於1969 年 12 yue
，biyeyuanhuijidianxueyuandianqigongchengxigongyezidonghuazhuanye，zengjiuzhiyuxinxichanyebudibayanjiusuohekedachuangxingufenyouxiangongsizidonghuafengongsigongchengbu，xianjiuzhiyuzhongdadiantonggufenyouxiangufenyouxiangongsiPLC產品開發處，主要專注於PLC在自動化的高端運用，包括各類機械設備的精密運動控製及工程項目的過程控製的研究與市場開發。