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安迪ADSD-S交流伺服系统在热封切制袋机上的应用

导读: 本文介绍了热封切制袋机的控制原理和工作流程,阐述了大连安迪数控技术有限公司针对国内热封切制袋机现状推出的专用伺服控制解决方案,并对调试过程及相关参数进行了说明。

 

一.前言

      大连安迪数控技术有限公司针对国内热封切制袋机现状推出了专用伺服控制解决方案,在国内某公司制袋机设备成功应用并得到了广泛推广,该方案采用了ADSD-S交流同步伺服驱动器、ADSM-S交流永磁同步伺服电机、触摸屏、PLC变频器、变频电机等主要元器件;根据设备工艺要求选择了低惯量高转速的ADSM-S伺服电机作为主要运动机构,保证了封切制袋机在频繁启动负载下自身运动的平稳性与快速响应性,使伺服电机的一次送料转速能够满足切刀上下运行的时间要求。同时简化了机械机构,解决了原机械设备效率低、定位精度低、能耗大、自动化水平低、浪费材料等缺点。

二.控制原理
  整个设备生产工艺过程主要分为抬刀、定位、封切三个部分。热封刀与切刀的上下往复运动由变频器驱动变频电机控制,袋长定位由伺服驱动器控制伺服电机带动送料辊控制,另外光电传感器(又称光电眼)、温控器、接近开关,做为测控元器件,负责时间的判断与控制信号的发出,使执行器件之间确立时序关系。PLC做为核心程序的载体,负责脉冲信号的发送及各种控制信号的转化与传递,最终控制各执行机构的运转与协调。触摸屏作为人机界面,用于参数设置及整台机器运行状况监控,通过触摸屏可以调整袋长、清零、复位、点动等操作;还可以显示袋长数值和被加工袋的累计数量等。
     下图为热封切机的控制原理框图:

图1   控制原理图

三.工作流程
1.系统上电  
    程序初始化,输入袋长数值,调整温度仪,使封刀的温度达到热封的需要(封刀的温度,应根据主电机的转速高低进行设定,以胶袋封口处结实耐拉为准。封刀温度偏低,会导致胶袋封口处不牢。若封刀温度偏高,会导致胶袋封口处烫穿,因此,应根据主电机转速及封口时间长短进行调节);进入手动调节模式,检查机械部分,伺服系统,变频器等是否可以正常工作,调节色标光电眼,使其能够感应色标变化。

2.制作袋子
 点击触摸屏自动运行按钮,主变频电机(1.5KW)工作,通过机械连杆带动封刀和切刀上下往复运动,切刀每向上运动一次,伺服信号就导通一次,由PLC发送脉冲控制伺服电机(1kw)运转,脉冲的个数决定了伺服电机转动的圈数,脉冲的频率决定了伺服电机的转速,伺服电机通过同步带带动送料辊送料,伺服电机必须在切刀下降到承切皮辊之前完成定位,当切刀和封刀下切后,胶袋形成,当切袋个数到达预设个数或按下急停按钮时,在生产完当前胶袋后停机,切刀和封刀停在高位停车处。
 制袋机一般具有两种封切方式:空白袋定长封切和寻标封切,当选择空白袋定长封切时色标光电眼不起作用,PLC程序根据切袋长度、机械传动比、伺服驱动器的电子齿轮比、伺服电机编码器的线数以及送料辊的周长,计算出伺服系统定位所需要的脉冲数,然后由驱动器驱动伺服电机带动送料辊转动送出一定长度的胶袋,从而实现白袋定长封切;当选择寻标封切时,其过程如下,伺服启动信号导通,伺服电机按照PLC程序预先设定的运动曲线进行加速运动、恒速运动、减速运动、低速追色,如图2所示,PLC接收到追色信号时,通过中断方式立即停止伺服电机。一般追色长度为10mm,并且要求追色信号只能在追色范围内起作用,其它范围内需屏蔽掉其干扰信号。追色封切调试时,在人机界面上设定好伺服电机的恒速速度,先将加速时间、减速时间设长,再调低速追色速度,尽可能提高低速追色速度,以追色平稳、准确为准。调整好追色速度后,再调加速时间、减速时间,尽可能调短加减速时间,以胶袋与出料辊不发生相对滑动及追色平稳为准。PLC程序在追色封切时,对追色信号记数,连续三次检测不到时,PLC停止各电机运转,并驱动报警器报警。同时PLC程序对批量记数,当批量达到预警值时,PLC驱动报警器报警提示。

图2   寻标速度曲线图

 

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