WEIDE交流伺服在枕式包装机上的应用

交流伺服在枕式包装机上的应用引言枕式包装机又称接缝式裹包机，是一种卧式三面封口，自动完成制袋、填充、封口、切断、成品排除等工序的包装设备，能实现食品、日用化工、医药等行业自动化生产线的流水包装。适应的包装物一般为块状、筒状、粒状物品，比如：方便面、面包、冷饮、纸巾等。包装成品的形式有单件包装、集合包装、带托盘包装、无托盘集合包装等。一、概述：市场上的枕式包装机根据传动机构可以分为单变频、双变频、单变频+单伺服、双伺服、三伺服等多种类型。常见的类型有单变频+单伺服、双伺服两种，传动机构均由送膜电机和主轴电机构成，单伺服型枕式包装机主轴电机是变频器，双伺服型主轴电机也是伺服。但这两种机型工作方式和原理却大同小异。二、包装机的工作过程：枕式包装机的送膜和送料是同步进行的，如图所示，送膜电机带动走膜胶辊和纵封机构转动，薄膜经成型器成型后变成为筒膜，并进行纵向热封，同时物料被送进筒膜内，通过夹运一起向前经过横封横切部位，由主轴电机带动回转式的横封横切刀对筒膜进行横向封切，输出包装成品。图1枕式包装机整体外观包装机正常工作时，主轴电机和模电机均采用连续运转的方式进行工作，而非立式包装机中常见的启停控制方式。横封机构每回转一周即完成一份物料的包装，在其完成对转一周的同时膜电机要恰好送膜到达定长或色标位置。这两个轴的动作由以PLC为核心的控制器进行协调，也是整台包装机工作的关键和难点。针对于用户的不同需求，各大工控公司开发了一系列的控制系统，根据系统的构成主要分为紧凑型和组合型两大类。1、紧凑型紧凑型枕式包装机控制器采用以控制器作为核心系统，该控制器功能强大、结构小巧，具备良好的适应能力，可以像显示仪表一样安装于装置的面板上，采用12~24VDC供电，具有12路数字信号输入、12路数字信号输出。数据、汉字显示，按键输入等功能齐全，一个单元即相当于“PLC”+“文本显示器”，具有很高的性能价格比和灵活性。2、组合型组合型枕式包装机控制器采用通用的PLC+触屏的方式。是以微型模块化PLC作为核心控制系统，该控制器功能强大、扩展灵活。采用220VAC供电，自带24VDC、12VDC的30W直流电源，具有可扩展的多路数字输入、输出信号，可扩展至96点。触摸屏采用7寸真彩触摸屏，不仅分辨率高，而且支持配方功能，可以存储50种型号的产品参数，每种型号可以存储包括产品名称在内的11个数据，用户操作更加方便快捷。针对于横封机构完成回转一周的同时膜电机要恰好送膜到达定长或色标位置这个难点，在控制器内部采用了先进的运动控制算法，实现了主电机和送膜电机的电子凸轮跟随功能，完全以软件方式实现了主轴封切和膜电机进给的统一控制。当主轴反馈编码器为120线时袋长控制精度在±2mm以内，若主轴编码器线数更多袋长控制精度会更高，2000线时可以控制在±1mm以内。包装速度可以达到0~300包/分钟。除色标选择、追踪，脱标、温控报警等基本功能外，还可以控制打码机加热、打码位置、充氮位置、充氮时间控制等功能。通过参数设定选择为单伺服或双伺服型枕包控制器。还根据客户实际应用中提出的要求增加了有色标膜自动测量袋长、换膜自动调整的功能，无需重新寻找色标和刀位，节省宝贵的时间和物料。此外，用户还具有四路温控功能，用户可根据自身特点在订货时选配。四路温控一般是控制预热机构、纵封机构和2路横封横切刀。由于加热片和热电偶的安装位置以及金属导热特性，导致加热过程中出现大惯性、大滞后的现象。用简单的PWM调制加热很容易超温，温度控制也不够精确，而一般的PID控制算法虽然温度控制精确，但是面临大滞后的环节，也很难控制超温的效果，达到稳定的过程也比较漫长。在控制器内部采用了更适用于温控中具有大滞后环节的特殊PID算法，在加温工程中完全没有超温的现象，精度控制在±1℃以内，加温速度和控制精度完全可以和市面上专用的温控器相媲美，更加符合实际生产的需要。如果上述的控制系统在枕式包装机中是占据支配地位的“大脑”，伺服电机和驱动器在枕式包装机中则担任的是“执行机构”的角色。送膜的平稳性和快速响应以及横封横切刀的平稳运行和变速平滑响应一方面取决于“大脑”的指令，另一方面则取决于伺服系统的精确性和稳定性，以及在包装机整体提速或降速的过程中展现出的较强动态响应能力。因此，在枕式包装机行业中广泛采用了WEIDE-B系列交流伺服电机，其具有输出转矩大、定位精度高、过载能力强、运行平稳、振动噪音小等特点，而且这些都是与枕式包装机行业相适配的优点。三、总结随着微电子技术、计算机技术、传感器技术的发展，PLC技术日益成熟，应用也更加广泛。该包装机主机系统采用PLC作为控制系统核心，在加以WEIDE伺服系统的配合并作为执行机构，可以使得包装速度高，定位准确，系统更加可靠、稳定，符合、满足现在包装的发展要求，有极高的性价比，为客户实现利益最大化。