基于臺達(dá)PLC的制袋封切機(jī)控制系統(tǒng)

項(xiàng)目原型基于小型制袋封切機(jī)開發(fā)外銷出口型新機(jī)。原制袋寬度為600-1000mm。由于該機(jī)型送料膠輥慣量較小，送料電機(jī)采用130步進(jìn)電機(jī)經(jīng)過減速可實(shí)現(xiàn)傳動，使用單片機(jī)進(jìn)行位置控制。新機(jī)型制袋寬度提高到1500mm，送料膠輥慣量大幅增加，考慮到既能滿足精度和速度的要求又有較大的瞬間轉(zhuǎn)矩，送料系統(tǒng)改用伺服電機(jī)。由于用PLC開發(fā)周期較短而且抗干擾性、靈活性好，所以采用PLC+HMI作為控制系統(tǒng)。同時可實(shí)現(xiàn)中英文操作畫面，滿足設(shè)備出口的要求。

2 封切機(jī)機(jī)工藝

2.1 工藝結(jié)構(gòu)

封切機(jī)機(jī)由機(jī)身、上下切刀、變頻傳動機(jī)構(gòu)、上下送料膠輥、伺服傳動機(jī)構(gòu)、放料架、放料直流電機(jī)、可調(diào)色標(biāo)檢測架、可移動操作箱、電控箱等單元構(gòu)成，參見圖1圖片。

2.2 封切機(jī)工藝過程

(1)空白定位運(yùn)行方式：忽略色標(biāo)信號，送料長度為設(shè)置袋長，送料完成后剪切并計袋數(shù)，循環(huán)動作直至袋數(shù)達(dá)到設(shè)定值，停機(jī)并延時至設(shè)置時間，以等待收料設(shè)備或操作人員收集袋料后，再次啟動并循環(huán)工作。

(2)色標(biāo)定位運(yùn)行方式：送料長度為設(shè)置袋長，在此期間的色標(biāo)信號忽略，繼續(xù)送出偏差長度的袋料，檢測色標(biāo)信號，定位于色標(biāo)信號，定位完成后剪切并計袋數(shù)，循環(huán)動作直至袋數(shù)達(dá)到設(shè)定值，停機(jī)并延時至設(shè)置時間，等待收料設(shè)備或操作人員收集袋料后，再次啟動并循環(huán)工作。若誤檢次數(shù)達(dá)到默認(rèn)值，則停機(jī)并報警。

工作流程如圖2所示。

3 FD1500型封切機(jī)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計

3.1 傳動系統(tǒng)設(shè)計

(1)切刀傳動系統(tǒng)。切刀傳動系統(tǒng)為交流變頻器拖動三相異步電機(jī)，由面板電位器調(diào)速，PLC控制切刀啟動與停止。傳動軸上安裝2只霍爾開關(guān)，分別檢測切刀低位和送料/切刀高位。開關(guān)1：切刀低位信號，該信號為送料停止信號。若送料時檢測到切刀低位信號則表示系統(tǒng)超速，需報警并停機(jī)。開關(guān)2：收到切刀低位信號后的首次ON信號為送料信號，是送料電機(jī)的啟動信號;第二次ON信號為切刀高位信號，是高位停機(jī)時的停機(jī)信號。

(2)送料傳動系統(tǒng)。送料傳動部分為交流伺服系統(tǒng)，采用同步帶1：2減速傳動。動力選用臺達(dá)中慣量2KW伺服電機(jī)。具體型號：驅(qū)動器ASD-A2023M，電機(jī)ASMT20M250。

(3)控制精度計算。通過以下計算得出單個脈沖對應(yīng)的送料長度，即為控制精度。

系統(tǒng)要求0.2mm定位精度，現(xiàn)計算得出控制精度為0.0314mm，因機(jī)械定位誤差不大于0.1mm，所以：定位精度+機(jī)械誤差=0.1314mm<0.2mm，定位精度滿足制袋機(jī)系統(tǒng)要求。