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人機(jī)、變頻器、伺服在塑料封切機(jī)上的應(yīng)用

塑料封切機(jī)是用于加工塑料包裝袋的機(jī)械設(shè)備，其定位精度和穩(wěn)定性直接影響到所制膠袋的質(zhì)量和效率。用 PLC及伺服電機(jī)等取代剎車離合器等控制機(jī)構(gòu) ，實現(xiàn)了以下功能：（1）效率提高（2）良品率提高（3）封切精度提高（4）方便調(diào)機(jī) （5）運行平穩(wěn)

控制系統(tǒng)簡圖

• 工作過程

（ 1）上電后，溫控器控制封刀處加熱器進(jìn)行加熱。

（ 2）自動起動后，送料變頻器驅(qū)動送料電機(jī)以設(shè)定的速度輸送塑料薄膜，送料

感應(yīng)器檢測到送料端放卷的塑料薄膜足夠時，送料電機(jī)停止送料。

（ 3）溫度到達(dá)，溫度信號導(dǎo)通，主變頻器驅(qū)動主電機(jī)通過機(jī)械傳動裝置控制切

刀和封刀的上下往復(fù)運動。

（ 4）切刀每向上運動一次，伺服信號導(dǎo)通一次，伺服電機(jī)驅(qū)動出料輥夾著塑料

薄膜帶轉(zhuǎn)動一次，切刀和封刀下切，膠袋形成。

（ 5）設(shè)定個數(shù)到達(dá)或按停止鍵時，當(dāng)前膠袋形成后停機(jī)，切刀和封刀停在高位

停車處。

• 工藝要求

（ 1）300-900mm長膠袋，生產(chǎn)約120-60個/分鐘。

（ 2）長度誤差在0.5mm內(nèi)。

（ 3）膠袋封口處溫度線，需結(jié)實耐拉。

（ 4）既可定長封切，又可追色封切。

（ 5）追色封切時，連續(xù)三次檢測不到色標(biāo)信號，要自動停機(jī)報警

（ 6）要有預(yù)警功能（即生產(chǎn)快到設(shè)定批量時，要提示警報）

（ 7）主電機(jī)調(diào)速，送料電機(jī)調(diào)速，伺服電機(jī)調(diào)速功能

（ 8）自動運行/手動調(diào)試功能

• 處理措施與調(diào)試方法

（ 1）機(jī)械設(shè)計時，主電機(jī)傳動比要滿足主變頻器頻率工作在60Hz時，切刀與封刀來回往復(fù)運動達(dá)120次/分鐘。在滿足伺服電機(jī)的實際連續(xù)運行轉(zhuǎn)速要小于或等于其額定轉(zhuǎn)速及其它特性的要求下，伺服機(jī)構(gòu)的傳動比及出料輥的外徑的合理設(shè)計是滿足工藝要求（1）的關(guān)鍵。

（ 2）伺服傳動機(jī)構(gòu)采用同步帶傳動，伺服編碼器脈沖數(shù)為2000P/R，故其本身

誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 0.5mm，引起定位誤差較大的真正原因是由于伺服電機(jī)起停

不夠平滑，或者由于送料端的送料速度小于出料輥的出料速度，造成出料輥與塑料薄膜之間的相對滑動，故要根據(jù)伺服電機(jī)的起停速度調(diào)整合適的加減速時間，調(diào)整送料變頻器頻率使其送料速度要大于出料輥的出料速度，調(diào)整結(jié)果要以出料輥與塑料薄膜之間不發(fā)生相對滑動為準(zhǔn)。

（ 3）溫控器的設(shè)定溫度一般設(shè)定在180℃左右，根據(jù)主電機(jī)的轉(zhuǎn)速高低適當(dāng)微調(diào)溫控器的設(shè)定溫度，以膠袋封口處結(jié)實耐拉為準(zhǔn)。因為主電機(jī)轉(zhuǎn)速較高時，

封刀上下往復(fù)運動快，封口時間短，若封刀溫度偏低，會導(dǎo)致膠袋封口處不牢。當(dāng)主電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時，封口時間長，若封刀溫度偏高，會導(dǎo)致膠袋封口處燙穿。

（ 4）人機(jī)界面上可設(shè)定定長封切或追色封切、切袋長度、追色長度、預(yù)警個數(shù)、送袋速度、加速時間、減速時間，當(dāng)選擇為定長封切時，追色感應(yīng)器無作用，PLC程序根據(jù)伺服機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動比、伺服驅(qū)動器的電子齒輪比、伺服電機(jī)變碼器的線數(shù)以及出料輥的周長，計算出伺服驅(qū)動器接收一定數(shù)量的脈沖，伺服電機(jī)就驅(qū)動出料輥轉(zhuǎn)動帶出一定長度的膠袋`。這樣就實現(xiàn)了定長控制。

當(dāng)選擇追色封切時，其過程如下，伺服啟動信號導(dǎo)通，伺服電機(jī)按照 PLC程序預(yù)先設(shè)定的運動曲線進(jìn)行加速運動、恒速運動、減速運動、低速追色、PLC接收到追色信號時，通過中斷方式立即停止伺服電機(jī)。一般追色長度為10毫米，并且要求追色信號只能在追色范圍內(nèi)起作用，其它范圍內(nèi)需屏蔽掉其干擾

信號。其運動曲線如下所示，

追色封切調(diào)試時，在人機(jī)界面上設(shè)定好伺服電機(jī)的恒速速度，先將加速時間、減速時間設(shè)長，再調(diào)低速追色速度，盡可能提高低速追色速度，以追色平穩(wěn)、

準(zhǔn)確為準(zhǔn)。調(diào)整好追色速度后，再調(diào)加速時間、減速時間，盡可能調(diào)短加減

速時間，以膠袋與出料輥不發(fā)生相對滑動及追色平穩(wěn)為準(zhǔn)。

（ 5）PLC程序在追色封切時，對追色信號記數(shù)，連續(xù)三次檢測不到時，PLC停止各電機(jī)運轉(zhuǎn)，并驅(qū)動報警器報警。同時PLC程序?qū)ε坑洈?shù)，當(dāng)批量達(dá)到預(yù)警值時，PLC驅(qū)動報警器報警提示。

（ 6）通過外接旋鈕調(diào)位器可對主電機(jī)和送料電機(jī)調(diào)速，改變?nèi)藱C(jī)界面上PLC的

脈沖頻率設(shè)定值可對伺服調(diào)速。

（ 7）PLC內(nèi)編寫自動運行與手動調(diào)試程序，自動運行程序為生產(chǎn)程序，手動調(diào)試程序為調(diào)機(jī)或維修時使用。

• 本系統(tǒng)使用以下產(chǎn)品。

• 臺達(dá) PWS—500S人機(jī)界面

• 臺達(dá) VFD007A23A變頻器

• 臺達(dá) VFD004A23A變頻器