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一、項(xiàng)目介紹
1、項(xiàng)目工藝介紹
套標(biāo)機(jī)是一種將筒標(biāo)自動(dòng)切斷，準(zhǔn)確套入容器的包裝機(jī)械，配合后道熱收縮工序，將標(biāo)簽完好地固定于容器適當(dāng)位置。套標(biāo)機(jī)的使用大大降低了套標(biāo)環(huán)節(jié)的人力物力，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于啤酒飲料、化工、醫(yī)藥等行業(yè)，尤其在果汁加工生產(chǎn)線中，占用重要地位，是必不可少的設(shè)備。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的套標(biāo)機(jī)能達(dá)到的最高速度多數(shù)在300bpm（瓶/分鐘）左右，能滿足普通用戶的需求。但隨著世界食品包裝行業(yè)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的世界知名果汁飲料生產(chǎn)商希望通過(guò)提高整線生產(chǎn)速度來(lái)獲得更大的利潤(rùn)。
2、項(xiàng)目應(yīng)用的產(chǎn)品
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產(chǎn)品名稱 |
型號(hào) |
數(shù)量 |
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PLC |
XC3-32T-E |
1 |
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伺服 |
DS2-20P7/ DS2-20P4 |
1/1 |
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變頻器 |
VB3-20P4 |
4 |
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觸摸屏 |
TH765-MT |
1 |
二、控制系統(tǒng)的構(gòu)成
1、系統(tǒng)硬件的構(gòu)成
經(jīng)過(guò)實(shí)踐，信捷電氣以XC3系列PLC為核心的系統(tǒng)配置，可以幫助客戶穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)400bpm的速度。套標(biāo)機(jī)的工藝流程如下圖所示：
2、工藝難點(diǎn)
套標(biāo)機(jī)的工藝難點(diǎn)主要有4點(diǎn)：
1、要使整機(jī)速度達(dá)到400bpm，每0.15秒就要完成一次套標(biāo)動(dòng)作，下標(biāo)與切標(biāo)電機(jī)必須頻繁起停，定位精準(zhǔn)。
2、下標(biāo)由兩對(duì)小的導(dǎo)標(biāo)滾輪向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)，靠滾輪與薄膜的摩擦力將標(biāo)下拉，雖然采用特殊材質(zhì)后可使摩擦系數(shù)加大，但在高速下標(biāo)時(shí)還是很難避免打滑情況的發(fā)生，這樣即使下標(biāo)電機(jī)定位精準(zhǔn)，也會(huì)出現(xiàn)下標(biāo)長(zhǎng)度不齊的現(xiàn)象。
3、切標(biāo)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)一周完成切標(biāo)動(dòng)作，切標(biāo)電機(jī)的定位不準(zhǔn)會(huì)使刀盤過(guò)沖，最終導(dǎo)致刀盤堵標(biāo)。
4、與4臺(tái)變頻器通訊會(huì)增加程序所占內(nèi)存，延長(zhǎng)程序的循環(huán)掃描時(shí)間，延誤切標(biāo)與下標(biāo)的動(dòng)作時(shí)間。
3、控制方案
信捷電氣對(duì)工藝難點(diǎn)進(jìn)行分析后，最終使用2臺(tái)伺服系統(tǒng)控制下標(biāo)和切標(biāo)電機(jī)，使用4臺(tái)變頻器分別控制輸送帶、送標(biāo)、進(jìn)瓶螺桿、桿簽供應(yīng)電機(jī)，這四臺(tái)變頻器與信捷人機(jī)界面TH765-MT進(jìn)行通訊，可通過(guò)人機(jī)界面設(shè)定參數(shù)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示：
在本方案中，控制器采用了信捷的小型XC3系列PLC，它有著高速的指令運(yùn)算，內(nèi)置了2路200kHZ的高速脈沖輸出，且配有PTO指令(填表式脈沖指令)，無(wú)需另加任何模塊，為客戶大大節(jié)省了電氣成本。
XC3本體具有RS232、485兩種串口，方便各種上位機(jī)監(jiān)控。而且，XC3還具有強(qiáng)大的外部中斷功能，客戶的下標(biāo)和切標(biāo)程序可放在輸入中斷的中斷程序內(nèi)，當(dāng)PLC接收到切標(biāo)和下標(biāo)執(zhí)行信號(hào)時(shí)立刻轉(zhuǎn)入中斷程序執(zhí)行切標(biāo)和下標(biāo)動(dòng)作，使得這兩個(gè)動(dòng)作不受程序循環(huán)掃描周期的影響，加上使用PTO指令，快速完成套標(biāo)。
在本方案里選用信捷 DS2系列伺服控制下標(biāo)，送標(biāo)具有定位時(shí)間短，定位精度高的特點(diǎn)。DS2系列的伺服可以通過(guò)數(shù)據(jù)線與信捷的伺服監(jiān)控軟件相連，可實(shí)現(xiàn)參數(shù)的快速設(shè)置以及伺服運(yùn)行時(shí)性能的實(shí)時(shí)監(jiān)控，幫助客戶在故障產(chǎn)生時(shí)快速準(zhǔn)確地找到問(wèn)題所在。
因?yàn)楸痉桨钢杏玫降淖冾l器還需要與人機(jī)進(jìn)行通訊，因此選用了信捷的VB3系列變頻器。該變頻器內(nèi)置RS485通信功能，結(jié)合人機(jī)里設(shè)備類型里有信捷變頻器選項(xiàng)，通信顯得非常方便，省去PLC的通信編程，減少PLC程序，提高速度。
信捷的6萬(wàn)色TH系列觸摸屏使用在套標(biāo)機(jī)上，雙口獨(dú)立通信，與信捷控制器與器件之間進(jìn)行了簡(jiǎn)易化的連接和畫(huà)面制作，大幅度節(jié)約了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間。
考慮到下標(biāo)的打滑問(wèn)題，信捷還使用了對(duì)射式光纖傳感器，對(duì)下標(biāo)伺服電機(jī)送出下標(biāo)完成信號(hào)來(lái)控制標(biāo)長(zhǎng)，盡可能地減小了打滑對(duì)下標(biāo)產(chǎn)生的影響。
從系統(tǒng)產(chǎn)品到高端視覺(jué)傳感器，信捷完善的產(chǎn)品體系幾乎涵蓋了整個(gè)包裝機(jī)械上需要的工控產(chǎn)品，且每樣產(chǎn)品既具有其自身的獨(dú)立優(yōu)勢(shì)，又具有本廠產(chǎn)品之間高度的兼容性。客戶采用信捷整套系統(tǒng)解決方案后，套標(biāo)機(jī)每分鐘可達(dá)到400bpm的速度并能穩(wěn)定運(yùn)行。這不僅節(jié)省了工作量與開(kāi)發(fā)成本，又同時(shí)大大提高了機(jī)械的整體性能。
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