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包裝機械是指能完成全部或部分產(chǎn)品和商品包裝過程的機械。包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序,以及與其相關(guān)的前后工序,如清洗、堆碼和拆卸等
我國包裝機械起步發(fā)展于80年代,當時,全機械式設(shè)備配備一臺可編程邏輯控制器(PLC),用于控制邏輯功能和驅(qū)動器的機械動力軸,但靈活性并不盡如人意??刂婆c驅(qū)動技術(shù)被證明是包裝機械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)。
如今,包裝機械是一種集機、電、氣一體化的全自動設(shè)備。充分利用最新科技成果,采用氣動執(zhí)行機構(gòu)、伺服電機驅(qū)動等傳動技術(shù),大大縮短整體機械的傳動鏈,機械結(jié)構(gòu)大為簡化,工作的速度和精度大大提高。
本文開發(fā)的立式包裝機系統(tǒng)完全取代傳統(tǒng)的手工操作,采用自動化技術(shù),生產(chǎn)出來的包裝產(chǎn)品一致性好,質(zhì)量穩(wěn)定可靠,同時,生產(chǎn)效率高。
立式包裝機
方案背景
立式包裝機的特點是動作復雜、頻繁,有較多的執(zhí)行元件。使用PLC進行編程控制最能顯現(xiàn)出其經(jīng)濟性,PLC的高速計數(shù)和脈沖輸出功能是使用繼電器控制系統(tǒng)所不具備的。綜合考慮經(jīng)濟、實現(xiàn)效果、定位精度等原因客戶采用了億維PLC作為控制系統(tǒng)。相比于其他PLC控制系統(tǒng)而言,億維PLC控制系統(tǒng)的性價比更高。
方案需求
要求1 | 設(shè)備必須每個動作都有手動功能。 |
要求2 | 下料和打碼需要有開關(guān)功能。 |
要求3 | 設(shè)備要有產(chǎn)量計算功能。 |
要求4 | 設(shè)備要有設(shè)定產(chǎn)量,到了停機功能。 |
要求5 | 設(shè)備要求有數(shù)據(jù)存儲功能需要八組數(shù)據(jù)存儲。 |
要求6 | 設(shè)備要求要有拉膜糾偏功能,放膜位置。 |
… | … |
解決方案
立式包裝機控制系統(tǒng)采用一臺億維X系列經(jīng)濟型PLC控制器,主要控制立式包裝機的整體動作,上位機(操作系統(tǒng))采用億維經(jīng)濟型UH407系列HMI操作界面,用于進行功能選擇、手動調(diào)試、參數(shù)設(shè)置和自動調(diào)試等用戶操作。
硬件明細表
硬件明細表 | ||
產(chǎn)品類型 | 產(chǎn)品型號 | 產(chǎn)品種類 |
億維PLC | X1-32TD-E0 | 1臺 |
億維HMI | UH407-4AU01-0AA0 | 1臺 |
東菱伺服 | 750W伺服 | 1套 |
液壓閥 | SMC電磁閥 | 若干 |
傳感器 | 磁性傳感器 | 若干 |
電氣部件 | — | 若干 |
機械部件 | — | 若干 |
硬件配置圖
機械結(jié)構(gòu)
立式包裝機的機械結(jié)構(gòu)主要由六部分組成:制袋成型器、縱封機構(gòu),橫封機構(gòu)、打碼機構(gòu)、拉膜機構(gòu)、走膜機構(gòu)組成。
立式包裝機整體結(jié)構(gòu)解析圖
電氣控制
立式包裝機電控柜實際配線圖
工藝流程
立式包裝機工藝流程圖
控制流程
立式包裝機的工藝流程主要包括五部分:填充伺服進行上料填充,拉膜電機按照設(shè)定長度進行拉膜,縱封和橫封氣缸進行縱封橫封,切刀氣缸進行切斷,打碼氣缸進行打碼。
立式包裝機控制流程圖
PLC程序設(shè)計
立式包裝機的高速計數(shù)控制程序圖
高速計數(shù)指令解析說明圖
立式包裝機高速脈沖輸圖
立式包裝機PLC外部中斷程序圖
立式包裝機的程序區(qū)塊劃分控制程序圖
HMI畫面設(shè)計
自動頁面
立式包裝機的自動操作頁面主要用于打碼、填充選擇、運行調(diào)試動作和顯示、包裝速度和產(chǎn)量計數(shù)等功能。
立式包裝機的HMI自動頁面
使用效果
通過現(xiàn)場調(diào)試立式包裝機做出的產(chǎn)品上料產(chǎn)品重量精度大大提高,降低產(chǎn)品的功耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高產(chǎn)能,并經(jīng)過長時間測試,上料稱重精度精確到正負50g,滿足了客戶的要求,而且立式包裝機在運行過程中運行平穩(wěn)、生產(chǎn)效率高;從而可以為客戶提高生產(chǎn)效率,降低勞動強度,節(jié)約人工成本,改善生產(chǎn)環(huán)境,使企業(yè)的生產(chǎn)成本有所降低。該控制方案很好的體現(xiàn)了億維PLC強大擴展功能和強大指令功能等功能。