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1、
無錫信捷電氣科技有限公司
數(shù)控機床網(wǎng)絡化
三邊封制袋機整體解決方案
一、項目介紹
1、項目工藝介紹
三邊封制袋機用于加工各種塑-塑,紙-塑等復合材料,是各種中封袋,三邊封的理想
制袋設備。
隨著世界各個行業(yè)的高速發(fā)展,越來越多的世界知名生產(chǎn)商希望通過提高整線制袋生產(chǎn)速度來獲得更大的利潤。多品種、高品質(zhì)包裝袋需求的日益增強,客戶對制袋機控制系統(tǒng)有了更高的要求,針對制袋機原有的控制系統(tǒng)無法達到恒張力且速度慢,工控機系
2、統(tǒng)不便于維護和完成特殊工藝的制袋,信捷公司推出三邊封制袋機控制系統(tǒng),該控制系統(tǒng)采用底層集成速度控制、電子齒輪控制方式。使制袋機機真正達到高速恒張力,很好的滿足了各種不同材料的制袋機要求。該系統(tǒng)結(jié)合行業(yè)特征在高溫、高濕、高腐、強電磁干擾的環(huán)境中通過了可靠性驗證。
2、項目應用的產(chǎn)品
產(chǎn)品名稱
型號
數(shù)量
PLC
XC3-32T-E
1
PLC
XCC-32T-E
1
模塊
XC-6TCA-P
3
模塊
XC-16X16YT
2
模塊
XC-4DA
1
伺服
DS2-42P6/ DS2-41P5
1/4
變頻器
VB3-20P7
1
觸摸屏
T
3、HA62-MT
1
二、控制系統(tǒng)的構(gòu)成
1、系統(tǒng)硬件的構(gòu)成
經(jīng)過實踐,信捷電氣以XCC系列PLC為核心系統(tǒng)的配置,可以幫助客戶穩(wěn)定實現(xiàn)180袋/分的速度。制袋機的工藝流程如下圖所示:
1:主軸伺服電機 2:切刀伺服電機 3:送料1伺服電機
4:送料2伺服電機 5:送料3伺服電機
啟動運行
主軸運行
拉料信號
拉料1
拉料2
限位1=ON:加速
=OFF:同步
定長
定標
光電1
長度到
停止
拉料3
限位2=ON:加速
=OFF:同步
拉料1
光電2
拉料
4、1停止
光電2
停止
停止
拉料1
光電3
拉料1停止
光電2
切刀
切刀
單切
雙切
送料1雙切長度
切刀
完成
切刀模式
1、 單切模式:
送料料
送料料完成
切刀
切刀完成
制袋完成
送料信號
2、 雙切模式:
送料
拉料完成
切刀
切刀完成
制袋完成
送料信號
拉雙切長度的料
拉料完成
切刀
各個伺服動作說明:
1、 主軸伺服:啟動時主軸以一個設定的速度運行(袋/分),帶動橫封和縱封上下運動,由限位開光3給出一個啟動拉料信號(拉料1,拉料2,拉料3啟動信號)、拉料禁止信號(一個制袋動作沒有完成如果有
5、此信號說明超速,應停機)、高位停車信號(停車時保持在高位)。現(xiàn)場是只有一個高位信號:伺服分三段速度,每段速度、高度可以設定。
下壓,打標打孔段
燙壓段
上升,送料段
上頂段
2、 切刀伺服:拉料1結(jié)束后,切刀伺服帶動切刀正轉(zhuǎn),上限位到下限位后反轉(zhuǎn),回到上限位后停止,完成一次切刀動作。
3、 送料1伺服:主軸伺服帶動橫封縱封上下一次給出一個啟動信號,送料1伺服按照設定的速度運行,工作方式有兩種,一種是定長模式:設定長度的脈沖走完則停止,另一種是定標模式:走完設定的脈沖數(shù)低速尋標,光電1有信號則停止。
4、 送料2伺服:送料1運行時同步跟隨送料1的速度和位置,在跟隨中
6、如限位開關(guān)1有信號說明速度比拉料1慢了,此時應按照設定的補償比例加速運行,直至限位開關(guān)1沒有信號了保持和拉料1同步。停止方式分兩種:一種是拉料1停止則停止,另一種是遇到光電2有信號停止(此時的問題是拉料1停止了光電2還沒有信號,還是和拉料1同步,拉料1已經(jīng)停止無法同步)。
5、 送料3伺服:同送料2伺服動作。
2、工藝難點
制袋機的工藝難點主要有5點:
1、拉料1伺服定標模式下如何尋標,使伺服運行的穩(wěn)速,定位準確。
解決方案:采用PTO脈沖指令可以解決,如下圖示:
T
T
0
0
F
F
光電
定長
定標
T
T
0
0
F
F
光電
定長
定標
7、
不帶加減速時間
帶加減速時間
最后選取帶加減速時間的PTO指令實現(xiàn)平穩(wěn)啟動與停止。
2、三個拉料伺服的同步問題
解決方案:拉料2和拉料3采用XCC內(nèi)部運動控制FOLLOW指令跟隨拉料1內(nèi)部速度,可以指定X端子判斷加速、減速或者同步。
T
0
拉料2速度
X
拉料1速度
補償速度比例
OFF
ON
3、拉料2、拉料3 色標模式停止方式。
解決辦法:follow指令底層內(nèi)部解決。
4、速度問題:20CM 長度雙切模式下180袋/分。
5、溫度控制:最大24路溫度控制,精度正負1度。
三、控制方案
1、系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
信捷電氣對工藝難點進行
8、分析后,最終使用5臺伺服系統(tǒng)控制切刀、拉料1-3、主軸,使用1臺變頻器控制同步恒張力供料電機。
系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示:
在本方案中,控制器采用了信捷的小型XCC系列PLC,它有著高速的指令運算,內(nèi)置了5路200kHZ的高速脈沖輸出,且配有PTO指令(填表式脈沖指令),電子齒輪速度控制指令,無需另加任何模塊,為客戶大大節(jié)省了電氣成本。
XCC本體具有RS232、485兩種串口,方便各種上位機監(jiān)控。而且,XCC還具有強大的4路外部中斷、高速計數(shù)中斷功能,客戶的拉料程序可放在輸入中斷的中斷程序內(nèi),當PLC接收到啟動和停止拉料信號時立刻轉(zhuǎn)入中斷程序執(zhí)行啟動和停止動作,使得這兩個動作不受程序
9、循環(huán)掃描周期的影響,加上使用PTO、FOLLOW指令,快速完成制袋。
XC3 PLC獨立的溫度控制。
在本方案里選用信捷 DS2系列伺服控制主軸、切刀、拉料,拉料具有定位時間短,定位精度高的特點。DS2系列的伺服可以通過數(shù)據(jù)線與信捷的伺服監(jiān)控軟件相連,可實現(xiàn)參數(shù)的快速設置以及伺服運行時性能的實時監(jiān)控,幫助客戶在故障產(chǎn)生時快速準確地找到問題所在。
信捷的6萬色TH系列觸摸屏使用在制袋機上,雙口獨立通信,與信捷控制器與器件之間進行了簡易化的連接和畫面制作,大幅度節(jié)約了產(chǎn)品開發(fā)時間。
考慮到拉料的打滑問題,信捷還使用了對射式光纖傳感器,對拉料伺服電機送出下標完成信號來控制標長,盡可能地減小了
10、打滑對下標產(chǎn)生的影響。
2、系統(tǒng)優(yōu)勢
1、優(yōu)化控制方式
該系統(tǒng)采用了內(nèi)部速度模塊、電子齒輪模塊與位置模塊巧妙的結(jié)合,達到實時張力自動運算、自動補償,達到恒張力效果。
2、優(yōu)化工藝
工藝優(yōu)化,恒張力、恒線速度運行可以滿足不同材料的制袋要求。
3、調(diào)試方便。
改變材料種類、改變袋長、拉膜系數(shù)與張力系數(shù)均不需要改變,自適應效果好,便于調(diào)試。
4、響應速度快
響應速度快,拉料張力控制、放卷張力控制以及底層中斷處理均在一臺PLC中,運算處理更及時,響應更快。定標模式在高速下具有定長模式同樣的效果。
5、控溫精度高
高精度的溫控,采用PLC高精度測量溫度,采用PID算法自動
11、控溫。
6、人性化操作界面。
本系統(tǒng)采用人機界面操作,各種信息全中文顯示并記錄保存數(shù)據(jù)。實現(xiàn)工藝參數(shù)存儲。
7、穩(wěn)定可靠。
將張力控制、數(shù)字量輸入輸出控制集成于一臺PLC控制器中,使整個系統(tǒng)更可靠穩(wěn)定。電氣維修簡單,基本免維護。省去工控機的風扇與硬盤的維護。
8、系統(tǒng)升級方便
系統(tǒng)升級方便,PLC同時兼容梯形圖語言與命令語句表,可以現(xiàn)場編程調(diào)試。
9、工藝保密
工藝程序保密,信捷PLC具有高效保密功能,發(fā)揮客戶技術(shù)優(yōu)勢,保護客戶技術(shù)產(chǎn)權(quán)。
10、高效底層信息化,便于工藝管理。
運動控制器具有現(xiàn)場總線功能,使網(wǎng)絡互聯(lián)更便捷。
總結(jié)
從系統(tǒng)產(chǎn)品到高端視覺傳感器,信捷完善的產(chǎn)品體系幾乎涵蓋了整個包裝機械上需要的
工控產(chǎn)品,且每樣產(chǎn)品既具有其自身的獨立優(yōu)勢,又具有本廠產(chǎn)品之間高度的兼容性??蛻舨捎眯沤菡紫到y(tǒng)解決方案后,制袋機每分鐘可達到180袋/ 分的速度并能穩(wěn)定運行。這不僅節(jié)省了工作量與開發(fā)成本,又同時大大提高了機械的整體性能。