[ 摘 要 ] 本文介紹匯川伺服、變頻器、PLC在制袋機(jī)上的應(yīng)用。重點(diǎn)介紹匯川IS500系列伺服的中斷定長(zhǎng)在尋標(biāo)中的應(yīng)用。

在塑料制品行業(yè),制袋機(jī)是制作各種塑料包裝袋機(jī)器 ,其加工范圍為各種大小厚薄規(guī)格不同的塑料。包裝袋在民用市場(chǎng)是用量巨大的消耗品,所以對(duì)于包裝袋的生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)如何提高生產(chǎn)效率是最關(guān)心的核心問(wèn)題。然而,目前市場(chǎng)上大多數(shù)的制袋機(jī)由于尋標(biāo)方式采用減速尋標(biāo),造成生產(chǎn)效率降低。如果采用不減速尋標(biāo),精度降低,廢品率上升。為解決速度與精度的矛盾,匯川IS500系列伺服的中斷定長(zhǎng)功能在制袋機(jī)上的應(yīng)用,能在提高速度的同時(shí),廢品率不提升。

1 系統(tǒng)組成

2 系統(tǒng)分析
  系統(tǒng)有三個(gè)部分組成:1、放卷;2、牽引;3、裁切。
  放卷部分由張力電位器和匯川MD320系列變頻器構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)動(dòng)力放卷。PLC的Y2輸出高速脈沖,Y2的脈沖頻率和Y1脈沖頻率為比例對(duì)應(yīng)關(guān)系。放卷變頻接收Y2脈沖頻率作為速度的前饋量頻率源X,張力反饋到AI1作為PID調(diào)節(jié)頻率源Y。放卷變頻運(yùn)行在速度前饋加PID的 X﹢Y調(diào)節(jié)模式下,可以提高放卷的響應(yīng)速度,同時(shí)減小PID的調(diào)節(jié)范圍,加強(qiáng)放卷的穩(wěn)定性。
  牽引部分采用IS500伺服驅(qū)動(dòng)器。色標(biāo)傳感器直接進(jìn)入伺服的高速響應(yīng)端子DI9,作為中斷定長(zhǎng)的信號(hào)源。伺服接收PLC的高速輸出Y1發(fā)出的脈沖信號(hào),運(yùn)行方式為位置模式加中斷定長(zhǎng)。
 裁切部分應(yīng)用匯川變頻器加機(jī)械連桿。裁切變頻器的運(yùn)行速度和牽引伺服拉料一次所需的時(shí)間對(duì)應(yīng)。通常裁切電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為伺服料一次所需時(shí)間的1.2倍。裁切電機(jī)旋轉(zhuǎn)過(guò)快,有可能造成堵料。裁切電機(jī)旋轉(zhuǎn)過(guò)慢,造成裁切等牽引,降低效率。

 

 

 

圖 制袋機(jī)現(xiàn)場(chǎng)圖

 

圖 柜內(nèi)布置

減速尋標(biāo)分析

 

圖 減速尋標(biāo)分析圖

4  伺服中斷定長(zhǎng)方式分析

      如圖5所示,伺服中斷定長(zhǎng)方式下,色標(biāo)信號(hào)直接進(jìn)入伺服DI9端子,當(dāng)伺服接收到色標(biāo)信號(hào)時(shí)屏蔽PLC的脈沖指令,走完伺服內(nèi)部設(shè)定的中斷位置。完成定位后通過(guò)DO反饋到PLC,讓PLC停止脈沖指令發(fā)送。整個(gè)過(guò)程的完成區(qū)間為CD之間。從色標(biāo)信號(hào)接收到定位完成用時(shí)0.05秒。定標(biāo)完成的時(shí)間占一個(gè)制袋周期的二十分之一。

以上兩總情況相比較,采用中斷定長(zhǎng)的制袋周期相比減速尋標(biāo)的制袋周期縮短10%15%

相關(guān)重要參數(shù)的計(jì)算

脈沖當(dāng)量 PLC發(fā)出的一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)牽引軸負(fù)載所走的直線長(zhǎng)度 ,單位為  mm/plus

計(jì)算公式:

其中 D為牽引軸的周長(zhǎng)(單位mm)           電機(jī)軸轉(zhuǎn)M圈對(duì)應(yīng)牽引軸轉(zhuǎn)N

PLC的編程運(yùn)算袋長(zhǎng)時(shí),脈沖數(shù)乘以脈沖當(dāng)量就是伺服牽引的長(zhǎng)度裁切變頻的頻率給定

假設(shè)裁切變頻運(yùn)行在閉環(huán)矢量狀態(tài)下,電機(jī)為4級(jí)電機(jī),50HZ對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速為每分鐘1500轉(zhuǎn)。裁切電機(jī)要滿足轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間是制袋周期時(shí)間的1.2倍,這樣能保證機(jī)器運(yùn)行在最佳效率。

系統(tǒng)主要配置

放卷

MD320NT2.2GB

MD320NT2.2GB

 

牽引

IS500PT3R5I

ISMH2-10C30CD-U131X

 

裁切

MD320NT2.2GB

MD320NT2.2GB

 

PLC

H2U-1616MT

 

 

HMI

IT5070T

 

 

 

結(jié)語(yǔ)

      匯川伺服中斷定長(zhǎng)在制袋機(jī)中的應(yīng)用提升了機(jī)器的生產(chǎn)效率。現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)情況表明,原制袋機(jī)每分鐘制袋60個(gè)(袋長(zhǎng)800mm),使用匯川伺服中斷定長(zhǎng)功能的制袋機(jī)每分鐘制袋66個(gè)~68個(gè),效率提高10%15%。以一臺(tái)機(jī)器一天運(yùn)行12小時(shí)計(jì)算,每天將多生產(chǎn)4500個(gè)左右的產(chǎn)品,對(duì)于最終用戶而言所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

  • wwkj
  • 2013年11月18日

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