“森創(chuàng)”交流伺服在粉劑包裝機(jī)上的應(yīng)用

隨著粉劑包裝設(shè)備的不斷推陳出新，高效率、高精度、自動(dòng)化、智能化已經(jīng)成為新的尺度。而一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、性能可靠的粉劑包裝機(jī)械更是受到中小企業(yè)用戶的歡迎，這類粉劑包裝機(jī)械大部分是以電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)螺桿，螺桿的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定下料的速度，螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)決定下料的重量，因此電機(jī)在高速下的定位精度和響應(yīng)能力往往成為左右此類設(shè)備性能優(yōu)劣的主要因素之一。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，粉劑包裝機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為8個(gè)字“螺桿定量、稱重反饋”。該設(shè)備控制系統(tǒng)的方框圖可以簡(jiǎn)化如下圖所示：

如圖所示，上位機(jī)在系統(tǒng)中作為“控制器”，廠家一般采用自己開(kāi)發(fā)的單片機(jī)外加文本顯示器控制。由單片機(jī)根據(jù)反饋信號(hào)確定每次灌裝時(shí)發(fā)送給伺服驅(qū)動(dòng)器的脈沖數(shù)量，控制電機(jī)的行程。只有在每次更改新的粉劑品種和包裝重量時(shí)，需要讓單片機(jī)完成一個(gè)自學(xué)習(xí)的過(guò)程。電子秤在系統(tǒng)中充當(dāng)“變送器”，稱重后形成一個(gè)反饋信號(hào)，此信號(hào)與目標(biāo)值在單片機(jī)內(nèi)形成一個(gè)偏差信號(hào)，以確定下一次灌裝時(shí)發(fā)送給伺服系統(tǒng)的脈沖數(shù)。
伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器在系統(tǒng)中擔(dān)任“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”的角色。粉劑包裝機(jī)出料的速度取決于電機(jī)的轉(zhuǎn)速和螺桿上螺旋的間隙，但是螺旋的間隙過(guò)大會(huì)給粉劑包重量的精度產(chǎn)生影響，所以考慮由提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)提高包裝出料速度的目的。這就要求帶動(dòng)螺桿的電機(jī)具有高速下實(shí)現(xiàn)精確定位的能力，而伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)相比，而具有響應(yīng)能力強(qiáng)、力矩保持好、定位精準(zhǔn)等特點(diǎn)，大大提升了粉劑包裝機(jī)械的性能。在該設(shè)備上，伺服電機(jī)采用位置控制方式，接收上位機(jī)的脈沖實(shí)現(xiàn)定位，由出料口處的光電傳感器作為電機(jī)的觸發(fā)信號(hào)，當(dāng)包裝袋移動(dòng)到傳感器附近時(shí)，傳感器被觸發(fā)，電機(jī)動(dòng)作，開(kāi)始下料。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)將電機(jī)上到額定轉(zhuǎn)速1500rpm，調(diào)節(jié)參數(shù)提高電機(jī)速度和位置響應(yīng)，實(shí)驗(yàn)中包裝500克的粉劑，每分鐘可以包裝40-50袋、誤差在2克左右，能夠滿足用戶的實(shí)際使用需要。
此外，由于該設(shè)備的控制部分是單片機(jī)系統(tǒng)，易于受到干擾，因此需要采取一些措施來(lái)抑制干擾，比如設(shè)備布線時(shí)要強(qiáng)弱分開(kāi)，設(shè)備要良好的接地，單片機(jī)的信號(hào)線采用雙絞屏蔽線，控制電源要加隔離變壓器或?yàn)V波器來(lái)抑制高頻干擾信號(hào)的進(jìn)入等等；以上措施可以有效地改善現(xiàn)場(chǎng)的干擾問(wèn)題，使設(shè)備能夠正常工作。
經(jīng)過(guò)我公司和客戶的共同努力和積極配合， “森創(chuàng)”交流伺服系統(tǒng)在粉劑包裝機(jī)上得到了成功的應(yīng)用，達(dá)到了最終用戶的實(shí)際使用要求。雖然該設(shè)備對(duì)伺服的使用比較簡(jiǎn)單，但是對(duì)伺服的性能要求較高，我們也可以根據(jù)設(shè)備的不同規(guī)格和需要，對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這也反映出了我們公司作為擁有自己核心開(kāi)發(fā)技術(shù)的公司的一種優(yōu)勢(shì)所在。