欧姆龙伺服控制器在多伺服枕式包装机中的应用

3. 三伺服枕式包装机的详细工艺及控制要求

　　三伺服枕包机是在双伺服枕包机基础上开发的一种高端枕式包装机，其技术核心就是用运动控制器中的电子凸轮功能替代原先的机械凸轮，完成机器中横封横切与拉膜牵引以及送料的配合，要求横切的位置能精确地定位在包装袋的色标上，误差范围应小于±2.5mm(根据色标宽度定)，速度一般能达到200包/分钟。

　　3.1 机器的启动检测定位

　　由于在机器的整个运行过程中保持送膜、送料、横封横切轴的位置准确非常重要，轴与轴之间按照包装物规格的不同有不同的位置对应点，因此在机器启动时就因将三轴的位置进行校准，找到位置对应点以便机器正常运行时按照对应点进行检测纠偏。

　　三轴的偏差检测通过不同的传感器进行：

　　送膜轴：膜的色标位置通过色标传感器和伺服驱动器的编码器分频进行检测。

　　送料轴：输送带的位置通过安装在输送带的接近开关和输送带伺服驱动器的编码器分频信号位置检测。

　　横封横切轴：横封刀位置的检测通过安装在横封刀上的接近开关和设定的横封刀每转的脉冲数进行检测。

　　机器启动时的检测定位流程如图3：

图3 机器启动时三轴的检测定位流程

　　3.2 机器运行时的工艺及控制

　　启动检测定位完成后，机器将进入正常运行状态，其控制重点仍在于三轴的配合运行，工艺结构及控制图如图4：

图4 三伺服枕式包装机的工艺结构及控制图

　　图中所标的三轴的功能及控制要求分别为：

　　横封横切轴：

　　切割包装膜，把每包包装物分离，并且热封包装口， 由伺服电机驱动一对带刀导辊旋转对包装物进行横封横切，在横封轴旋转一周的过程中，当转到横封过程的角度时，横封轴必须与主轴保持同步，当转到其他角度时，横封轴的速度需要改变，横封的周期时间与主传送带送入一个包装物品的时间相同。

　　在这里，我们将进行横封过程的角度称为同步角，同步角的大小根据机械结构而定，目前使用最多的角度大小是66°左右。横封轴转到同步角时，必须与送料轴保持速度同步，而转到其它角度时，需要加速还是减速，取决于横封轴固有长度与产品长度之间的大小关系，固有长度的定义如图5所示：

图5 固有长度的定义

　　根据固有长度与产品长度之间的关系，横封轴转到同步角以外的角度时加减速控制要求入图6所示
：

图6 横封横切轴控制速度要求

　　送膜轴：
　　带动包装膜，夹运，纵封轴，使包装膜与包装物同步，当包装薄膜上需要色标定位时，必须在送膜轴的控制中加入纠偏，以防止滑差导致的累计误差，保证横切位置准确如图7：

图7 正确的横切位置

　　送膜轴的纠偏流程如图8所示：

图8 送膜轴的纠偏流程

　　送料轴：
　　按照一定的速度带动包装物，把包装物送入包装膜中，物料间的间隔距离是由传送带上的档格分开的，可以保证物料被送入包装膜时位置的准确性。但长时间连续运转可能会因为机械损耗导致偏差，因此送料轴也需要定位信号检测进行实时纠偏，其运动控制及纠偏的模式与送膜轴几乎一致，只是检测定位为信号采用了接近开关，与主轴同步跟随的参数也会有所不同。