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热收缩膜包装机的工作原理及软件设计方案

发布时间:2021年07月09日    点击:[0]人次

热收缩膜包装机的工作原理及软件设计方案

摘要:本文介绍了贝加莱伺服控制系统电子凸轮原理,并结合实际热收缩薄膜包装机的工作原理,描述了系统软件设计方案,分析了柔性加工的特点。

1.前言

随着国家对安全环保的要求提高,禁止对啤酒瓶等玻璃制品采用编织带捆扎包装运输,以降低对接触人员的伤害,同时以往饮料行业的包装采用纸箱或周转箱的方式,成本较高,回收困难,于是新型的热收缩薄膜包装机成为理想的选择。

目前,市场上的热收缩薄膜包装机主要有进口和国产两大类型,从控制电机上可分为七轴,五轴,四轴(伺服电机)方式。由于多数饮料啤酒厂家要求生产多种规格产品,瓶子的圆径有64,66,68,75mm之多,高度从168,210,240,290mm不等,包装数目有3X3,3X4,6X3,6X4…等各种排列方式。如何使用一台设备满足多个品种不同批量柔性化包装的需求,成为生产厂商最关心的问题。针对以上实际要求,控制技术上现多采用CAM(电子凸轮)来实现。本文就以宝鸡新科机械制造有限公司XKBS-70C机器为例介绍贝加莱伺服产品CAM技术的应用特点。

2.控制原理

包装机器的电气控制全套采用了贝加莱控制器PP41,伺服驱动电机ACOPOS,结合编程软件Automaton Studio,设计上以推瓶电机作为传动主驱动电机,分瓶电机和送切膜电机作为跟随从电机。在每个包装过程中,推瓶杆推出一组瓶子完成一次包装,推瓶电机的位置反映出包装周期的位置数据。在每个包装周期内,送切膜电机,分瓶电机1,2同推瓶电机的位置有一一对应的数据关系,根据对应的数据对机器的动作进行控制。应用CAM电子凸轮技术实现多轴同步运行,从轴耦合主轴位置运动,从而达到包装的目的。

2.1 分瓶电机设计要求

在热缩膜包装机中,包装段的瓶传送通过主驱动电机传送,两个分瓶电机的传送链上,分别装有等距离的两组挡瓶爪,两个电机快慢交替运行,将排列整齐的瓶子分成预定的瓶组,通过主驱动电机传送到下一个工位。根据主驱动电机(推瓶电机)的运动位置,分瓶电机按照运动曲线与推瓶电机同步运行,作为推瓶电机的从机,有规律交替快慢运行,进行主从同步运行,在一个推瓶周期内,实现一次分瓶过程。

2.2 送切膜电机设计要求

根据推瓶电机每推出的一组瓶子,送切膜电机实现对该瓶组的裹膜包装,通常情况下,可以用曲线的三段变化实现,A段为瓶底下后半部压膜的长度,B段为裹膜和瓶底下前半部压膜的长度,C段为将膜切断后,将膜送到膜出口的长度,保证下次膜顺利导出。A段运行的位置要求为送切膜电机运动位置和推瓶电机运动位置相等,即主电机与送切膜电机的运动距离一致,保证送出的膜与瓶组移动位置的1:1绝对关系。B段中送膜速度比较快,保证导膜杆顺利地把膜裹在包装产品上。C段为低速出膜结束过程。

CAM同步控制是热缩膜包装机的控制系统特点,伺服电机之间的主从同步数据通过现场总线传输,多个从轴耦合一个主轴的位置实现相互联动,提高了控制速度和控制精度。同步运动控制不需要PP41实时控制。

操作员在PP41上可以方便地编制凸轮曲线,通过现场总线下载到伺服驱动器中,同时修改系统参数,传送伺服电机的开关命令,显示主从轴位置速度,对驱动器内部的扭矩电流温度等状态进行监测。

(待续)

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