1 工藝流程及機械傳動存在的問題
條透明紙輸送機構由扇形輪以及對應的輸送輥和止退輥組成。透明紙在扇形輪以及對應的鋼輥相互擠壓作用下向前輸送,當扇形輪運動到缺口位置時,無法和對應的鋼輥接觸,此時透明紙停止輸送,止退輥開始壓住透明紙,防止透明紙后退。同時透明紙切刀開始切割,切割完成后,扇形輪又和相應的鋼輥接觸,止退輥抬起,透明紙開始向前輸送,此時扇形輪剛好運動一周,由此可見扇形輪的工作外徑就是透明紙的長度,扇形輪的運動到缺口位置時,切刀利用透明紙停止輸送的間隙,完成透明紙的切割分離。
GDX2包裝機的條透明紙部分,由于傳動原理及結構的原因,各傳送輥磨損或調整不當透明紙在展開切割、輸送過程中容易產生紙偏移和長度變化等現象,直接導致包裝后的透明紙搭口及拉線錯位等嚴重質量缺陷。該部位調整復雜,維修時間長,其穩定性是影響設備有效作業率和產品質量的一個主要原因。
2 伺服控制系統的工作原理
當機器運轉時旋轉凸輪帶動編碼器旋轉,增量式編碼器轉軸旋轉時,邏輯電路形成相應的脈沖信號和轉向信號輸出到伺服控制器,控制器控制伺服電機運轉。伺服控制器根據已經下載的透明紙長度參數程序,通過伺服電機編碼器傳送過來的脈沖信號反饋電機的速度和位移量,控制伺服電機的轉速和機器轉速保持同步。當編碼器輸出的脈沖數達到程序設定的脈沖數,控制器發出指令,伺服電機停止運轉,等待下一個循環。
3 交流伺服系統的優點
交流伺服系統具有以下優點:電動機無電刷和換向器,工作可靠,維護和保養簡單;定子繞組散熱快;慣量小,易提高系統的快速性;適應于高速大力矩工作狀態;相同功率下,體積和重量較小;啟動快、靈敏度高等特點。為了提高設備的穩定性,為了保障產品質量,根據伺服控制的特點,并結合現有條透明機的安裝特點,條透明紙輸送系統選用伺服控制效果會很好。
4 伺服控制系統的主要硬件配置
4.1 伺服控制器Twin Line
Twin Line的優點主要有:簡易精智;是一個易于使用,可以編程的智能驅動器;它們對于大多數標準總線都開放,包括:DeviceNet,Interbus和Profibus。
Twin Line應用于以下幾方面:印刷;包裝;堆碼;貼標;動態切割;緊給包裝。
Twin Line性能非常優越,主要體現在5個方面:1)這一系列伺服電機和驅動器可以用于獨立的機器,也可以集成于PC、PLC結構中。2)小空間集成了所有部件:主濾波器,散熱槽,制動電阻。3)集成安全技術:速度警戒、安全停車、緊急停車。4)伺服電機的范圍完美滿足大多數動態精確應用的要求,連續扭矩從0.3 Nm至13.4 Nm。5)集成減速機。
4.2 交流伺服電機的選擇
直流伺服電機具有良好的調速特性,較大的啟動轉矩,易于控制及響應速度快等優點,但其結構復雜,成本較高,維護不方便。
長期以來,在要求調速性能較高的場合,一直占據主導地位的是直流電動機的調速系統。但直流電動機都存在一些固有的缺點,如電刷和換向器易磨損,需經常維護。換向器換向時會產生火花,使電動機的最高速度受到限制,也使應用環境受到限制,而且直流電動機結構復雜,制造困難,所用鋼鐵材料消耗大,制造成本高。交流電動機則沒有上述缺點,且轉子慣量較直流電機小,具有精度高,響應速度快,體積小重量輕,可靠性高,穩定性好,負載能力強,使得動態響應更好。在同樣體積下,交流電動機輸出功率可比直流電動機提高10﹪~70﹪,
因此選擇交流伺服電機會有更好的效果。
4.3 編碼器的選擇
增量型編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,再把這個電信號轉變成計數脈沖,用脈沖的個數表示位移的大小。增量型編碼器轉軸旋轉時,有相應的脈沖輸出,其計數起點任意設定,可實現多圈無限累加和測量。編碼器軸轉一圈會輸出固定的脈沖,脈沖數由編碼器光柵的線數決定。需要提高分辯率時,可利用 90 度相位差的 A、B 兩路信號進行倍頻或更換高分辨率編碼器。為了便于調整透明紙切刀切割位置,系統選用增量型編碼器。
4.4 傳感器作用及調整
1)檢測相位傳感器SP2(PNP型電感式接近開關)。
透明紙旋轉切刀剛切紙時,讓旋轉凸輪檢測到傳感器SP2。這時調整走紙的起始位置。
2)壓紙輪檢測傳感器SP1(PNP型電感式接近開關)。
螺旋壓輪在壓緊位置時,傳感器SP1感應到檢測片,伺服控制才能正常工作。
5 操作按鈕及指示燈說明
壓輪開啟指示燈:如果螺旋壓輪抬起時,檢測傳感器SP1沒有檢測到檢測片,這時壓輪開啟紅色指示燈亮,伺服系統停止工作。系統故障指示燈:如果伺服系統出現故障,紅色指示燈亮,輸出一個停機信號。復位按鈕:如果此裝置的電器控制系統出現故障,排除出現的故障,按復位按鈕后,系統故障指示燈熄滅,此裝置就能正常運轉。斷電復位按鈕:如果驅動器出現故障,按復位按鈕故障無法消除時,需要按斷電復位按鈕,進行強制復位。
6 結束語
條透明紙驅動系統的改造充分發揮了伺服控制系統的精確定位、響應快速、運行平穩、啟動快、轉子慣量小、無自傳現象、靈敏度高等優點。采用伺服控制對條透明紙驅動系統進行的改造,減少了質量缺陷,提高了設備的穩定性,減少系統的維護工作量;透明紙長度的改變可以用改變伺服控制器參數來實現,非常方便。
(審核編輯: 智匯張瑜)
分享