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<     本文介紹了臺達自動化產(chǎn)品在高速枕式包裝機中的系統(tǒng)解決方案，尤其是臺達ASD-A2智能型伺服驅(qū)動器內(nèi)建的電子凸輪，高速脈沖抓取、比較，以及參數(shù)自行寫入功能的在系統(tǒng)方案中的應用，以及電子凸輪曲線的設計規(guī)劃。臺達A2智能型伺服在枕式包裝機的應用，使得國內(nèi)糖果包裝機的速度得到了很大的提升，經(jīng)實際生產(chǎn)測試，可實現(xiàn)每分鐘1200包的速度，這一成功應用證明臺達在包裝業(yè)已有了成熟的解決方案，同時也說明國內(nèi)糖果包裝技術跨入了一個更高的水平。
 
關鍵詞：電子凸輪   飛剪     同步抓取修正軸     高速抓取       ASD-A2  
 
枕式包裝機是一種臥式三面封口，自動完成制袋、填充、封口、切斷、成品排除等工序的包裝設備，實際應用中，與相應衍生機種、輔助機種相配合，能實現(xiàn)食品、日用化工、醫(yī)藥等行業(yè)自動化生產(chǎn)線的流水包裝。枕式糖果包裝機主要用于圓形或方形奶糖的包裝?！　?br /> 傳統(tǒng)的枕式包裝機橫封刀的運動曲線是由機械的凸輪來實現(xiàn)的，機械加工、安裝復雜，運行噪音大，效率低；由于機械的局限性，其包裝速度僅能達到600顆/分鐘，隨著行業(yè)競爭的日益激烈，以及人力成本的增加，包裝設備自動化程度以及包裝速度要求越來越高。要實現(xiàn)高速包裝，整個控制系統(tǒng)的響應和處理速度要求更加苛刻，傳統(tǒng)的控制器已經(jīng)難以滿足要求，以往包裝裁切所使用繼續(xù)誒凸輪必須采用伺服的電子凸輪來替換。臺達A2高性能智能伺服控制器除內(nèi)建電子凸輪功能外，32為高速DSP處理核心，內(nèi)建高速脈沖抓取、比較，高速運動控制功能，完全可以實現(xiàn)包裝設備高速的工藝要求。
針對包裝行業(yè)所專門開發(fā)的飛剪電子凸輪模型，同步抓取修正軸功能內(nèi)嵌于A2伺服控制器內(nèi)。功能齊全，編輯簡單的伺服編輯軟件ASD-A2 SOFT,人性化的接口設計，得心應手的快捷菜單，使得整個系統(tǒng)的設計規(guī)劃輕而易舉，隨手可得，大大減少了調(diào)機時間。
設備原理
糖果經(jīng)圓形盤整理后，進入直線鏈鉤機構，被鏈鉤送進包裝膜內(nèi)，然后進行縱封和橫封包裝，以完成成品裁切。具體結構如圖1所示

工藝流程
枕式包裝機的送膜作為系統(tǒng)主軸。切刀和送料跟隨主軸運作，送料和橫切伺服控制器直接抓取膜位色標信號進行位置檢測，以確定送料和的位置，薄膜經(jīng)成型器成型后變?yōu)橥材?，并進行縱向熱封，同時物料被送進筒膜內(nèi)，一起向前經(jīng)過橫封橫切部位，由回轉(zhuǎn)式的橫封橫切刀對筒膜進行橫向封切，輸出包裝成品，具體工藝流程圖和工藝結構圖分別參照圖2、圖3


系統(tǒng)配置
此系統(tǒng)包括PLC,HMI，伺服以及溫度控制模塊，由于臺達ASDA-A2伺服控制器內(nèi)含電子凸輪功能，三臺伺服即可完成送膜，送料以及裁切工藝，PLC只需做I/O控制，大大節(jié)省了上位機的昂貴成本，程序的規(guī)劃也更加簡單，臺達解決方案之系統(tǒng)電氣控制如圖4所示，詳細配置如表1所示；

 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
系統(tǒng)電子凸輪規(guī)劃設計
Delta ASD-A2伺服內(nèi)建PR(內(nèi)部位置控制模式)模式，PR模式下，內(nèi)建64段定位程序，不僅可以實現(xiàn)原點復歸，位置控制，定速控制，還具有位置和速度插斷，重疊功能，參數(shù)寫入，定位程序段之間的跳躍和調(diào)用，同時具有電子凸輪功能，高速抓取(capture)和比較(compare)功能，所以切刀軸和鏈鉤軸的原點復歸
無需上位機的參與，即可完成，其主要pr規(guī)劃如下

橫封切斷軸飛剪曲線設計
Delta ASDA-A2伺服控制器內(nèi)建飛剪凸輪模型，如圖6所示；所以使得飛剪電子凸輪曲線的設計簡單易行，利用ASD-A2 PC soft所提供的E-CAM EDITOR功能，調(diào)試著只需將機械參數(shù)輸入下圖紅色方框內(nèi)的對應位置， ASDA-A2 PC soft將會自動生成飛剪曲線。考慮到不同包裝膜的熱封難易程度，在裁切區(qū)設立同步區(qū)。同步區(qū)為50°，如圖7所示

 
 

 
高速枕式糖果包裝機伺服色標補償功能
A2伺服控制器內(nèi)建同步抓取修正軸功能（即傳統(tǒng)的色標自動補償功能），伺服控制器利用內(nèi)建的高速脈沖抓取功能，通過色標光電抓取主動軸兩次色標間的脈沖數(shù)目，與伺服控制器內(nèi)部用戶所設定的理論裁切量（P5-78的設定值）通過compare功能做比較，根據(jù)同步修正的修正率（P5-80）對兩者之間的誤差值（P5-79）做修正，伺服控制器最終依據(jù)修正后的脈沖命令（P5-77）運行。其修正原理如圖11所示，生產(chǎn)規(guī)格(膜長)更換調(diào)機時，只需將裁切偏差量通過HMI給伺服控制器，2~3刀之后，便可獲得精準的裁切精度，大大減少了試車過程中的包裝膜浪費。ASD-A2的同步抓取修正軸參數(shù)設定流程如圖12所示

HMI建立飛剪曲線功能
ASD-A2伺服控制器飛剪曲線的建立，除了利用PC軟體所提供的ECAM EDITER建立外，還提供更加便捷的曲線建立方式，即HMI飛剪曲線建立功能。其HMI規(guī)劃如圖，用戶只需在裝機時將設備機械結構參數(shù)輸入HMI，通過HMI宏指令便可控制伺服控制器實現(xiàn)飛剪曲線的建立，如需生產(chǎn)規(guī)格變更，用戶只需輸入裁切長度，飛剪曲線便可自動變更。
 

遮沒功能
A2伺服控制器內(nèi)建色標遮沒功能，可有效避免包裝膜污染，色標錯印所引起的光電誤動作，增加了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如圖13所示；P5-78為裁切長度的脈沖設定值，P5-96為遮沒區(qū)脈沖長度，此功能設定后，在遮沒區(qū)域內(nèi)，即使色標誤動作，也不會影響到整個系統(tǒng)的性能。


 
臺達A2高性能伺服控制器解決方案的效果
該套高速枕式包裝機系統(tǒng)為全電氣設計，徹底解決了原有設備機械凸輪長期磨損造成的裁切效果變差，調(diào)整復雜的弊病，不僅簡化了設備的機械結構，節(jié)省了機械的保養(yǎng)成本，使得調(diào)機變得更簡單。同時改進后的全電氣系統(tǒng)，設備穩(wěn)定性也大大提高。其主要有點如下：
①     包裝精度大大提高，裁切精度可達到0.5mm
②     在系統(tǒng)為4把刀時，達到1200包/分；
③ 糖位和切斷的機械結構不再需要，使機械結構簡單
④ 電子凸輪替代機械凸輪，易于調(diào)機和維修，同時減少工作噪音；
⑤ 運動控制具有伺服內(nèi)部程序完成，大大簡化了上位機的控制難度和成本
⑥ 橫封飛剪凸輪曲線的建立，無需PC軟件，通過HMI即可完成曲線的建立
 

 
 
結語
基于臺達ASD-A2高性能伺服控制器的系統(tǒng)設計，伺服控制器內(nèi)建電子凸輪，同步飛剪，高速同步色標抓取修正軸，以及伺服pr參數(shù)寫入功能。此系統(tǒng)PLC僅起到I/O控制功能，其它的復雜運動控制運算功能均由伺服完成，大大節(jié)省了與上位機的溝通時間，為實現(xiàn)高速包裝要求起到了關鍵的作用。
    飛剪、電子凸輪、高速、實時糾偏等功能，是目前很多OEM機械尤其是包裝機械行業(yè)的高端機型提出的需求，在實現(xiàn)這些功能的同時，能夠?qū)⒃鹊纳a(chǎn)效率提高2～3倍甚至更多，在不久的將來會成為主流趨勢。
    臺達A2高性能伺服控制器在三伺服高速枕式糖果包機中的成功應用，說明臺達在高速包裝機行業(yè)已經(jīng)有了很好的應對產(chǎn)品以及系統(tǒng)解決方案。