應用行業
包裝行業——枕式包裝機
[電子凸輪替代機械凸輪]
涉及產品
SDA2伺服系統、SMC可編程控制器、SPN觸摸屏
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枕式包裝機視頻
枕式包裝機又稱接縫式裹包機,是一種自動完成制袋、填充、封口、切斷、成品排出等工序的包裝設備,實際應用中,與相應衍生機種、輔助機種相配合,能實現食品、日用化工、醫藥等行業自動化生產線的流水包裝。適應的包裝物為一般塊狀、筒狀規則物品,無規則異形物品,如:餅干、蛋糕、化妝品、紙巾等。包裝成品的形式有單件包裝、集合包裝、帶托盤包裝、無托盤集合包裝等。
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枕式包裝機的工藝簡介
枕式包裝機主要由送膜、送料和橫封橫切三個軸構成。送膜和送料是需要同步執行,由色標檢測和接近開關分別對送膜和送料的位置進行檢測并糾偏,通過送膜軸將薄膜送至成型器成型后變為筒膜,并進行縱向熱封,同時送料軸將物料送進筒膜內,一起向前經過橫封橫切部位,再由回轉式或往復式的橫封橫切刀對筒膜進行橫向封切,輸出包裝成品,具體工藝流程圖和結構圖分別參照下圖:
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枕式包裝機電氣解決方案
通過對枕式包裝機的工藝進行分析,主要是對送料、送膜以及橫封橫切這三軸的控制進行改進以滿足行業不斷提升的要求,而改進這三個軸的控制,就是從變頻器到伺服和從機械控制為主到電氣控制為主的轉變。
鑫越機械使用三伺服的方案來實現送料、送膜以及橫封橫切這三軸控制的改進。該枕式包裝系統使用SPN系列觸摸屏作為人機交互接口,以SMC系列PLC控制整體邏輯,三臺伺服分別驅動送料、送膜以及橫封橫切三軸,取消了無極變速箱,并使用SDA2伺服系統內置的電子凸輪來替換機械凸輪,實現了系統的簡化及性能的提升。
在三伺服滾刀式枕包機中,軸和軸之間的動作需要保持同步或相互協調,因此就需要定義一根軸作為主軸,其余軸都以它為參照,進行同步跟隨或凸輪定位。在三碁枕包機系統中,我們以送料軸為主軸,由PLC發送脈沖控制其運行,橫封軸以送料軸脈沖輸出為參照做凸輪定位,送膜軸對送料軸的脈沖輸出做同步跟隨。以下為三軸動作的描述:
◆ 送料軸
PLC根據觸摸屏的設置,發送脈沖使得送料軸按照一定的速度帶動包裝物,把包裝物送入包裝膜中,物料間的間隔距離是由傳送帶上的檔格分開的,可以保證物料被送入包裝膜時位置的準確性。當長時間連續運轉導致機械損耗而產生偏差時,送料軸需要通過定位信號檢測進行實時糾偏,調整移動的參考距離,保證物料送入位置的準確性。
◆ 橫封橫切軸
該軸接收送料軸的脈沖輸出,以此做凸輪定位,執行切割包裝膜,由伺服電機驅動一對帶刀導輥旋轉對包裝物進行橫封橫切,把每包包裝物分離,并且熱封包裝口。在橫封軸旋轉一周的過程中,當轉到橫封過程的角度時,橫封軸必須與主軸保持同步,當轉到其他角度時,橫封軸的速度需要改變,橫封的周期時間與主傳送帶送入一個包裝物品的時間相同。
在橫封的過程中,帶刀導輥會旋轉一定的角度,該角度我們稱為同步角,同步角的大小根據機械結構的不同而變化。橫封軸轉到同步角時,必須與送料軸保持速度同步,而轉到其它角度時,需要加速還是減速,取決于橫封軸旋轉長度與產品長度之間的大小關系。
◆ 送膜軸
該軸接收來自主軸的脈沖,并對其做同步跟隨,驅動包裝膜,夾運和縱封軸,使包裝膜與包裝物同步,從而可以正確的將包裝物包裝好。當包裝薄膜上需要色標定位時,必須在送膜軸的控制中加入糾偏,以防止滑差導致的累計誤差,保證橫切位置準確。當檢測到送膜的色標位置超出偏差時,需要根據偏差的正負值,向前或向后重新調整與主軸間的關系。
在整個系統設計過程中,SDA2伺服的電子凸輪功能起到了關鍵作用,簡化了系統,提高了靈活性,使機器在保證切刀位置精準的情況下高速穩定地運行。
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方案優勢及特點
鑫越枕式包裝機使用三伺服組成系統,具有以下優勢:
① 提高包裝精度;
② 減少機械結構,使機械結構簡單,省去機械凸輪,易于維修,同時減少工作噪音;
③ 使用觸摸屏操作更人性化;
④ 提高了系統的效率。