直線式高速套標機的電氣控制
摘要 本文簡述了套標機的主要用途,敘述了套標機的主要組成部分及功能,論述了送切膜電機的控制原理,標整理電機、分瓶螺桿電機、瓶輸送電機的速度對套標機產量和質量的作用。
關鍵詞 套標 送標 切標 標紙
Electricity-control of Linear high speed trapping label machine
Xian Huasheng Packaging Machinery Research Insitute
Xian Light Industry machine & Design Research Institute ZHANG You-liang 710086
Abstract: The paper resume the use of trapping label machine, the narration of main parts and function. The control principle of generator of infeeding and cutting film, label tiding generator, conveying bottle screw generator, the affection of the speed of transforming, bottle for the production and quantity of trapping label machine is expounded.
Key words: trapping label machine; infeeding label; cutting label; label
為了適應啤酒、飲料、化妝品等行業商品包裝變化的需要,我們研制了直線式高速套標機。套標機的使用,克服了貼標機的不足之處,對于商品標簽是一次突破性的進步,改變了傳統標簽的形式,使商品標簽標紙更大(可以包裹容器體90%以上)、更規則,圖案的設計效果生動、美觀、大方、直觀。突破了傳統貼標機不能貼異型瓶的缺陷,廣泛應用于要求包裝容器標新立異的化裝品行業。對PET瓶而言,瓶胚的要求降低,可有效的降低成本,同時對瓶子的外形適應性更寬。對啤酒玻璃瓶來講,可以有效防止爆瓶,同時降低洗瓶機的用堿量,減少對環境的污染。標紙的回收更加環保,可降低企業環保的成本,適應我國國情。
1、 直線式套標機的主要組成與作用
1.1標膜、標紙的含義
經過套標機構、切膜機構將連續的商標膜,切斷分成單個的商標套在瓶子上的商標稱之為標紙。
為了運輸包裝的方便,人們將商標印在塑料膜卷上,供給套標機進行套標,把沒有經過送膜、切膜機構之前的商標膜稱之為標膜。
1.2直線式套標機的主要組成與作用
直線式套標機主要由送瓶鏈道、標膜預牽引、送標、切膜、刷膜(套膜)、標紙整理、熱縮通道等組成。
送瓶鏈道主要是將待套標的瓶子進行傳送,經過螺旋棒將瓶均勻分布在輸送鏈上,通過套標、標紙整理后,傳送到熱收縮通道內進行收縮固標,產生成品。
標膜預牽引是為了使送標過程中標膜沒有阻力,將標膜從膜卷上預牽引到送標前端,供送標機構送標。
送標機構是由伺服電機驅動送標機構,進行送標(取標),每次送一個標。
切膜機構是由伺服電機驅動多頭刀片,旋轉切膜,使標紙脫開,由刷標機構傳送到被套的瓶子中去。
標紙整理機構是為了將標紙定位,這樣套好的標紙就在所需的位置,確保產品合格。
熱縮通道是將套標的產品進行加熱使其收縮,將標紙緊貼于瓶子(容器)表面,完成套標的最后一個過程。
2、 直線式高速套標機的控制方案
綜上所述,套標機的控制關鍵在于送標、切標的控制,提高套標速度和套標質量起關鍵作用。在此方案設計中,我所選用了B&R的PP41控制器作為上位機,B&R的ACCPOS伺服驅動系統對送標、切標的高速、高精度控制,收到了良好的效果。
2.1PP41的配置簡介
PP41是集操作面板和控制器為一體的經濟型控制器,便于安裝,可擴展性好,可滿足于一般控制要求。帶有8個軟鍵和32個功能鍵,10個數字量輸入24VDC,8個數字量輸出24VDC,0.4A,6個旋入式模塊插槽,1個RS232接口,1個CAN接口,網絡功能強,可方便的同管理機進行聯網,進行菜單式生產,提高工廠自動化管理水平。系統兼容于B&R2003CPU,圖1為PP41結構組成圖。
2.2送標切膜控制
送標和切標分別用一臺伺服系統控制它們之間的動作,協調控制由CAN bus和伺服系統的I/O口控制,其控制原理圖如圖2所示。
2.2.1送標切標的時序控制圖
如圖3所示為送標、切膜電機控制時序圖,X1為待套標瓶子檢測光電開關,X2為標簽分隔色標檢測光電開關,當X1檢測到瓶后,給伺服電機M1發送電機信號,檢測到色標后,伺服電機M1停機,M1停止后M2進行切標。
2.2.2送、切標電機控制參數設置
本系統采用了PP41控制顯示一體機,即可控制也可以進行參數設置和狀態的顯示,參數設置通過CANBUS傳送到伺服電機驅動器。
針對本機的特點,主要對送標電機的速度、啟動、停機、傳送給切標啟動信號的延時的參數進行設置,對切標電機的主要參數、電機的旋轉速度、旋轉角度的設置,以確保送標電機、切標電機的動作協調,提高套標的速度和質量。本機之所以達到了最佳產量和質量,對伺服驅動器詳細的參數設置,是其中最主要的因素之一。
2.3其它主要電機的控制
標整理電機、分瓶螺桿電機、瓶輸送電機采用變頻調速技術進行調速,參數設置在人機界面上通過RS485總線傳輸參數,原理圖如圖2所示。
標整理電機的速度調整作用是整理皮帶按照一定的頻率將標紙整理到相對位置,它的速度于整個套標機的產量匹配。
分瓶螺桿電機的速度根據輸送鏈的速度而定,利用螺桿將瓶間距拉開到合適的距離,均勻的將瓶子供給套標機構,同時分瓶螺桿的速度的適中決定著套標產量達到最佳效果,使套標產量達到最大。
輸送鏈電機的速度決定著瓶在傳送帶的運行速度。同樣,輸送鏈電機的速度的適中決定刷標電機對標紙準確的刷到瓶位中去,適中的瓶輸送速度也是套標機調到最佳產量的關鍵因素之一。
從以上敘述中不難看出,標整理電機、分瓶螺桿電機、瓶輸送電機速度的調節直接影響套標的產量和質量,因此,在人機界面的參數設置中應當對三者的速度有一個基準值和速度同步調速功能鍵,同時還應分別對三個電機速度設置微調功能鍵,這樣才能使其速度調試到適中的值,達到預期效果。
3.結束語
本文著重論述了送標電機和切膜電機控制原理,敘述了標整理電機、分瓶螺桿電機、瓶輸送電機的速度對套標產量和質量的重要作用,它們的參數具體設置在很大程度上是經驗數據,在實際的調試過程中,已經達到了400瓶/分的高速度,為了保證生產廠商的技術權益,本文不便對整機的調試參數作詳細論述。
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