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    OMRONCompactSolution案例精選集――三維包裝機整體解決方案
    OMRONCompactSolution案例精選集――三維包裝機整體解決方案
    當前位置: > PLC技術(shù)更新時間:2021-02-12 22:54:16主題:OMRONCompactSolution案例精選集――三維包裝機整體解決方案 圍觀:

    摘要:本文簡單的闡述了歐姆龍 新的cp1h plc和smartstep z系列伺服電機在可調(diào)式透明膜三維包裝機上的應用及對歐姆龍產(chǎn)品的分析。
    關(guān)鍵字:三維包裝、高速脈沖、伺服控制

        本文以上海某包裝企業(yè)的新型ls-300l型氣動可調(diào)式透明膜三維包裝機為背景,討論歐姆龍plc、伺服電機、人機界面等自動化產(chǎn)品在該機包裝控制系統(tǒng)中的應用。ls-300l型三維包裝機主要應用于醫(yī)藥、食品、化妝品、煙草等行業(yè),為包裝盒外包裝塑料膜。以前此類產(chǎn)品主要使用三菱、富士、三洋等品牌的產(chǎn)品,現(xiàn)因為該行業(yè)內(nèi)的競爭日趨激烈,材料成本壓力較大,原控制系統(tǒng)逐漸在控制的便利及性價比方面越來越不能滿足客戶的需求。歐姆龍cp1h plc與smartstep z系列伺服、ns系列人機界面的經(jīng)典組合,為客戶提出了一套完美的解決方案。

        ls-300l型氣動可調(diào)式透明膜三維包裝機是機、電、氣一體化產(chǎn)品。該機控制系統(tǒng)啟動后,由伺服控制送膜,汽缸依次自動完成推包、切膜、吹氣、折角、上折、下折、整形熱封等物品的包裝動作,主要用于各種盒裝物品的外包裝。包裝折疊部分采用熱封方式粘結(jié),可以起到良好的密封、裝潢、美觀、防潮和防干燥作用。另外有一根易拉線與薄膜粘合后包裝,方便拆封。

    一、包裝生產(chǎn)過程中對控制系統(tǒng)有以下的工藝要求: 
        1) 生產(chǎn)效率,在連續(xù)正常生產(chǎn)的情況下,當下膜長度在300mm時,每分鐘包裝25-30個左右; 
        2) 包裝盒的大小差異很大,當包裝盒的體積很小時,下膜的長度相應也比較短,如果偏差比較大,折角、上折、下折動作后,進行整形熱封時會造成封口處粘合的位置不一致,在測量同一品種的產(chǎn)品時會有差異,影響生產(chǎn)質(zhì)量,因此對下膜長度精度要求很高; 
        3) 推包、折角、上折、下折在正常生產(chǎn)過程中應當有相應的保護措施,保證動作與動作之間不會產(chǎn)生沖突,造成機械上的損壞; 
        4) 推包、折角、上折、下折、整形、下膜、吹氣、切膜等動作次序的配合要合理,保證包裝質(zhì)量和效果不受影響; 
        5) 有完整可靠的報警及安全措施,保證安全生產(chǎn); www.plcs.cn
        6) 包裝速度:20-30盒(條)/分; 
        7) 包裝材料,熱封玻璃紙或兩面涂層的opp(bopp)薄膜。膜厚一般為0.022-0.03mm,使用卷料形式芯子內(nèi)徑76mm,拆封窄帶寬度為1.2-3mm;


    二、系統(tǒng)構(gòu)成

     


        ls-300l型包裝機的所有機構(gòu)全部采用氣動組件,全部采用氣動控制,在同行業(yè)同類型產(chǎn)品中屬于中高檔機種。該包裝機根據(jù)包裝盒的大小長短,只需通過控制系統(tǒng)的人機界面對包裝膜的長寬、伺服電機的速度等進行調(diào)整就能夠進行包裝。系統(tǒng)主要采用了歐姆龍的cp1h-x40dt-d plc、ns5-sq00/0b-v2人機界面、r7m-z40030-s1z伺服驅(qū)動器、r7d-zp04h伺服電機等一系列產(chǎn)品。
        cp1h是歐姆龍 新的超高速的一體化緊湊型plc,它整合了cpm2a和cj1系列plc的優(yōu)點。內(nèi)置功能,如數(shù)字i/o,高速計數(shù)、高速脈沖輸出、模擬輸入和輸出提供了極大的靈活性。集成的通信網(wǎng)關(guān)功能使cp1h成為第一個符合歐姆龍smart platform概念的緊湊型plc。只需要一個連接,使用cx-one軟件包,所有通過以太網(wǎng)、devicenet或者串行通信連接到cp1h的設備都能被配置、編程和監(jiān)視。編程電纜只需要標準的usb電纜,使用快捷、方便。
        ns系列觸摸屏是工業(yè)級的it人機界面,具有256色(32768色圖像顯示)、高亮度、寬視角;多語言支持(16種)、用于梯形圖監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳送、存儲的cf卡;豐富的宏語言功能;具有ethernet和controller link網(wǎng)絡接口,usb打印驅(qū)動;增強網(wǎng)絡功能-ns可放置在有網(wǎng)絡連接的所有地方;系列化的智能控件(sap)-在ns終端上無需編程實現(xiàn)設置、設定、監(jiān)控等功能;重量輕、扁平外形設計、前面板ip65防護等級。
        smartstep z系列伺服具有全自動增益調(diào)節(jié)功能;并且裝備了比以前w系列的增益自動調(diào)整更加進一步的自動調(diào)整功能。結(jié)合客戶的系統(tǒng)只需要表面的2個旋轉(zhuǎn)開關(guān)就能夠完成設定!之后,所有的調(diào)整,伺服驅(qū)動器都能自動地自己完成。作為驅(qū)動類機器的伺服,在小型化方面,更加前進了一步。在歐姆龍產(chǎn)品的體積比率上,實現(xiàn)了60%的小型化,對于加工小部件的小型裝置的伺服以及原先裝置的小型化改造來說,是 適合的。

    三、控制系統(tǒng)設計考慮說明: 
        控制系統(tǒng)的控制有3種工作方式:1)手動操作;2)單動操作;3)自動連續(xù)操作。以下對控制系統(tǒng)手動操作方式考慮作簡要說明。
        當手動操作時,推料、折角、整形、上折、下折、易拉線、下膜、切膜、吹氣都能獨立動作,其中: 
        推料:推料->推料到位->推料停->推料回程->推料回程到位->推料回程停 
        折角:折角->折角折到位->折角停->折角回->折角回到位->折角回停 
        整形:整形->整形開始延時->時間到->整形退 
        上折:上折下降->上折下降到位->上折下降停->上折上升->上折上升到位->上折上升停 
        下折:下折上升->下折上升->下折上升停->下折->下折下降位->下折向下停 
        易拉線:易拉線動作->易拉線動作延時->時間到->復位 
        下膜:下膜->伺服動作->下膜到設定長度后停止 
        切膜:單獨點動 
        吹氣:吹氣動作->定時開始->定時到->停 
        單動操作時,系統(tǒng)完成一次由推料、下膜、吹氣、切膜、折角、下折、上折、整形組成的動作。
    自動連續(xù)操作是連續(xù)的單動操作,在沒有盒子的情況下,會自動停止。在自動運行的狀態(tài)下,系統(tǒng)會自動進行計算,然后在人機上顯示。

    四、系統(tǒng)的保護及安全措施
        1)在手動狀態(tài)下,推料只有在折角回程到位、上折上升到位、下折下降到位的時候,才允許推料動作。 
        2)在手動狀態(tài)下,折角只有在推料回程到位、上折上升到位、下折下降到位的時候,才允許折角動作。 
        3)在手動狀態(tài)下,上折只有在推料回程到位、折角回程到位的時候,才允許上折動作。 
        4)在手動狀態(tài)下,下折只有在推料回程到位、折角回程到位的時候,才允許下折動作。 
        5)當系統(tǒng)由手動操作狀態(tài)切換到自動運行狀態(tài)或者由自動運行狀態(tài)切換到手動運行狀態(tài)時,所有的汽缸都自動復位。即推料、折角、整形、上折、下折、易拉線、切斷、吹氣都復位到初始狀態(tài)。 
        6)一旦在自動運行模式下啟動時,系統(tǒng)會自動先進行檢測,確認所有的汽缸是否處在復位狀態(tài),如果沒有處在復位狀態(tài),系統(tǒng)就會報警,同時將所有氣缸復位。 
        7)為保證氣壓的正常,一旦氣壓不足,系統(tǒng)會有提示信息,告知用戶,氣壓不足,系統(tǒng)不能啟動。 
        8)整個系統(tǒng)提供兩個急停開關(guān),一旦出現(xiàn)緊急事故時,按下急停按鈕,系統(tǒng)全部停止。所有的操作都禁止,直到故障解除后,將急停按鈕復原后,才能進行所有的操作。 
        9)伺服一旦出現(xiàn)故障,系統(tǒng)會提示相應的報警信息,提示用戶檢查伺服電機。

    五、系統(tǒng)的工藝參數(shù)設置及控制畫面


    六、系統(tǒng)設定
    1、 長度控制
        系統(tǒng)的下膜長度是由伺服控制的,smartstep z系列的伺服控制非常方便。調(diào)整脈沖的分辨率只需調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動器上的指令脈沖設定旋轉(zhuǎn)開關(guān)(pulse)即可,無需用操作器來調(diào)節(jié)。伺服的動作快慢及動作長度都是靠cp1h plc發(fā)出的脈沖的頻率及數(shù)量來控制的。
    2、 下膜速度的控制
        下膜速度的控制就是cp1h plc控制高速脈沖的頻率sped指令來控制的,sped速度越大,下膜速度越快。
    3、 氣缸動作控制
        氣缸動作都是由plc的開關(guān)量輸出點控制的,分別控制機器的推料、折角、切膜、上折、下折、整形熱封等動作,動作到位后由光電傳感器反饋給plc的輸入點。


    七、結(jié)束語
        以上是對歐姆龍自動化產(chǎn)品在ls-300l型氣動可調(diào)式透明膜三維包裝機上的應用作了簡要討論。cp1h系列plc、ns系列觸摸屏與smartstep z系列伺服電機的完美結(jié)合,在位置控制要求精度較高的包裝行業(yè),具有很廣泛的應用空間。


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