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伺服控制系統(tǒng)在熱收縮薄膜包裝機的應(yīng)用(下)

2007/8/10 15:04:24 人評論

控制過程中的功能實現(xiàn)    ACOPOS SERVO在膜包機中要完成的任務(wù)是:驅(qū)動推瓶桿和挑膜桿、送紙板、送切膜和分瓶。其中發(fā)生同步關(guān)系的任務(wù)有送紙板、送膜和切膜。圖3示意了幾個軸之間的主從關(guān)系,箭頭左邊為主,右邊為從。送瓶電機雖然沒有參與同步,但是在分瓶過程中,它和壓板、擋板都是以主電機的相位角度作為依據(jù),執(zhí)行著相互關(guān)聯(lián)的啟停,共同完成分瓶任務(wù)。圖3:幾個軸之間的主從關(guān)系    白膜的送切    送膜和切膜是膜包機中最重要的環(huán)節(jié),也是控制過程中最困難的部分, 尤其是送膜。    根據(jù)工藝的要求,當(dāng)送膜啟動后的開始階段,出膜的速度應(yīng)該和待包的一組瓶的速度保持一致,壓在紙板下膜的部分應(yīng)該是預(yù)先設(shè)定的長度,而且不能夠發(fā)生卷曲。剩下的幾個階段要快速出膜,以保證挑膜桿能夠不受阻礙的將后面的薄膜挑出。挑膜的這幾個階段的速度一定也要控制的適當(dāng),過快會導(dǎo)致薄膜曲皺,過慢會引起挑膜桿受阻。無論是幾個階段,也不管中間出膜的速度快慢,最終一定要保證主電機在執(zhí)行一個周期后,送膜電機也要正好完成一次送膜。也就是送膜電機和主電機的一次同步。    切膜機構(gòu)上,不同的廠家設(shè)計的也不一樣。目前有兩種機構(gòu)采用的較多,一種是在送膜電機軸上采用電磁離合器吸合一個切刀綁定后旋轉(zhuǎn)一圈;另外一種是把切刀作為一個獨立的電機軸和送膜電機軸保持同步。切膜值得重視的是切刀旋轉(zhuǎn)切膜的瞬間線速度應(yīng)該大于薄膜被切點的線速度,否則薄膜可能會刮壞、切不斷,甚至造成切刀齒崩壞??茣r敏公司的膜包機采用獨立的切刀電機軸,和送膜電機參與同步的切刀可以更直接的調(diào)整同步時幾個同步階段的快慢,保證了每次切膜的位置精度,同時還可以參與彩膜控制。    白膜的送切還應(yīng)該注意一個很重要的問題:不同裹包速度下的膜長控制。為了保證上膜后膜輥筒不再因為慣性而繼續(xù)出膜,都會在膜輥筒旁邊加上剎車裝置。受了剎車裝置的拉拽因素的影響,再加上上膜輥筒的摩擦因素,使得實際的膜長在不同的裹包速度下會有變化。換句話說就是如果上膜電機的一次上膜量不變,那么,隨著裹包速度的增加,實際的上膜長度會越來越短。因此,我們需要增加一個不同裹包速度的上膜補償量。    分瓶    分瓶控制在膜包機中,一直都是一個不可忽視的問題,分瓶裝置的分瓶好壞直接會影響后面的裹包速度,從而影響整個生產(chǎn)線的速度。目前,分瓶裝置也有兩種機構(gòu)采用的較多,一種是使用兩個電機軸,與主電機保持一快一慢的同步關(guān)系;另外一種是使用壓板、擋板和進瓶電機軸根據(jù)主電機的相位相互配合的啟停。第二種方式的分瓶裝置阻止了倒瓶現(xiàn)象,提高了分瓶速度。    入口進瓶與熱通道出瓶    除了送切膜和分瓶,入口進瓶與熱通道出瓶也不能降低控制要求。入口和熱通道分別都應(yīng)該配置一個變頻器,平穩(wěn)的控制進出瓶的輸送。根據(jù)工藝的要求,入口輸送帶與熱通道輸送帶的速度應(yīng)該和主電機保持一個比例關(guān)系。這樣可以保證主電機、入口輸送、分瓶、熱通道輸送作到一個基本同步。入口輸送的快慢控制著瓶之間的松緊,從而對分瓶的好壞產(chǎn)生影響。熱通道輸送的快慢加上溫度的高低也會使裹包后的膜收縮程度不同。因此,前后輸送的同步配合也是一個需要考慮的因素。    彩膜送切的探討    白膜沒有位置的限制,可以從任何一個位置開始,只要保證每次送切的膜長一致就可以。相比之下,彩膜送切的位置與膜長所要求的精度高很多。除了薄膜長度以外,送切后彩膜的圖案對稱度也是一個檢驗的標(biāo)準(zhǔn)。一般地,印制出來的彩膜都會在兩段對稱圖案的后面留有一個空白段,是待切部分。每一個空白待切部分的薄膜邊緣都會有一個黑色的一小塊色標(biāo)印記(Print)。利用一個光電傳感器可以在送膜過程中捕獲這一個印記,從而讓伺服控制器得到這個信息。工藝上要求,印記一旦被檢測到,上膜電機會完成一段位移,然后開始切膜。如果上膜電機一直以一定的速度運動,那么,切膜電機從檢測到印記與上膜電機同步到最后完成切膜應(yīng)該是容易控制的。但是,上膜電機仍然需要和主電機保持同步,完成先慢后快的軌跡。當(dāng)然,勻速送切彩膜方式可以用作第一次的手動校準(zhǔn)。因此,本次在科時敏的膜包機中采用了一種動態(tài)控制上膜長度的方法來控制彩膜的送切,達到了一定的工藝要求。其實,彩膜的送切應(yīng)該還有其他很好的方法值得研究,國外的先進經(jīng)驗也是值得借鑒的。    熱收縮薄膜包裝機在整個啤酒生產(chǎn)線中是最后一個環(huán)節(jié),也是影響最終啤酒產(chǎn)量的一個重要因素。國內(nèi)的啤酒生產(chǎn)廠家也是最近一兩年開始投入使用國產(chǎn)的膜包機。因此,無論從機械、電氣,還是到整個系統(tǒng)的控制,都還有一定的有效完善空間。    作 者 :貝加萊工業(yè)自動化國際貿(mào)易(上海)有限公司  張奔   本文摘自《伺服控制》

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