伺服控制系统在热收缩薄膜包装机的应用下伸缩舞台

伺服控制系统在热收缩薄膜包装机的应用(下)

控制过程中的功能实现

ACOPOS SERVO在膜包机中要完成的任务是:驱动推瓶杆和挑膜杆、送纸板、送切膜和分瓶。其中发生同步关系的任务有送纸板、送膜和切膜。图3示意了几个轴之间的主从关系，箭头左边为主，右边为从。送瓶电机虽然没有参与同步，但是在分瓶过程中，它和压板、挡板都是以主电机的相位角度作为依据，执行着相互关联的启停，共同完成分瓶任务。

图3:几个轴之间的主从关系

白膜的送切

送膜和切膜是膜包机中最重要的环节，也是控制过程中最困难的部分, 尤其是送膜。

根据工艺的要求，当送膜启动后的开始阶段，出膜的速度应该和待包的一组瓶的速度保持一致，压在纸板下膜的部分应该是预先设定的长度，而且不能够发生卷曲。剩下的几个阶段要快速出膜，以保证挑膜杆能够不受阻碍的将后面的薄膜挑出。挑膜的这几个阶段的速度一定也要控制的适当，过快会导致薄膜曲皱，过慢会引起挑膜杆受阻。无论是几个阶段，也不管中间出膜的速度快慢，最终一定要保证主电机在执行一个周期后，送膜电机也要正好完成一次送膜。也就是送膜电机和主电机的一次同步。

切膜机构上，不同的厂家设计的也不一样。目前有两种机构采用的较多，一种是在送膜电机轴上采用电磁离合器吸合一个切刀绑定后旋转一圈;另外一种是把切刀作为一个独立的电机轴和送膜电机轴保持同步。切膜值得重视的是切刀旋使其冲击试样转切膜的瞬间线速度应该大于薄膜被切点的线速度，否则薄膜可能会刮坏、切不断，甚至造成切刀齿崩坏。科时敏公司的膜包机采用独立的切刀电机轴，和送膜电机参与同步的切刀可以更直接的调整同步时几个同步阶段的快慢，保证了每次切膜的位置精度，同时还可以参与彩膜控制。

白膜的送切还应该注意一个很重要的问题:不同裹包速度下的膜长控制。为了保证上膜后膜辊筒不再因为惯性而继续出膜，都会在膜辊筒旁边加上刹车装置。受了刹车装置的拉拽因素的影响，再加上上膜辊筒的摩擦因素，使得实际的膜长在不同的裹包速度下会有变化。换句话说就是如果上膜电机的一次上膜量不变，那么，随着裹包速度的增加，实际的上膜长度会越来越短。因此，我们需要增加一个不同裹包速度的上膜补偿量。

分瓶

分瓶控制在膜包机中，一直都是一个不可忽视的问题，分瓶装置的分瓶好坏直接会影响后面的裹包速度，从而影响整个生产线的速度。目前，分瓶装置也有两种机构采用的较多，一种是使用两个电机轴，与主电机保持一快一慢的同步关系;另外一种是使用压板、挡板和进瓶电机轴根据主电机的相位相互配合的启停。第二种方式的分瓶装置阻止了倒瓶现象，提高了分瓶速度。

入口进瓶与热通道出瓶

除了送切膜和分瓶，入口进瓶与热通道出瓶也不能降低控制要求。入口和热通道分别都应该配置一个变频器，平稳的控制进出瓶的输送。根据工艺的要求，入口输送带与热通道输送带的速度应该和主电机保持一个比例关系。这样可以保证主电机、入口输送、分瓶、热通道输送作到一个基本同步。入口输送的快慢控制着瓶之间的松紧，从而对分瓶的好坏产生影响。热通道输送的快慢加上温度的高低也会使裹包后的膜收缩程度不同。因此，前后输送的同步配合也是一个需要考虑的因素。

彩膜送切的探讨

白膜没有位置的限制，可以从任何一个位置开始，只要保证每次送切的膜长一致就可以。相比之下，彩膜送切的位置与膜长所要求的精度高很多。除了薄膜长度以外，送切后彩膜的图案对称度也是一个检验的标准。一般地，印制出来的彩膜都以年为周期应当对该机进行检定会在两段对称图案的后面留有一个空白段，是待切部分。每一个空白待切部分的薄膜边缘都会有一个黑色的一小块色标印记(Print)。利用一个光电传感器可以在送膜过程中捕获这一个印记，从而让伺服控制器得到这个信息。工艺上要求，印记一旦被检测到，上膜电机会完成一段位移，然后开始切膜。如果上膜电机一直以一定的速度运动，那么，切膜电机从检测到印记与上膜电机同步到最后完成切膜应该是容易控制的。但是，上膜电机仍然需要和主电机保持同步，完成先慢后快的轨迹。当然，匀速送切彩膜方式可以用作第一次的手动校准。因此，本次在科时敏的膜包机中采用了一种动态控制上膜长度的方法来控制彩膜的送切，达到了一定的工艺要求。其实，彩膜的送切应该还有其他很好的方法值得研究，国外的先进经验也是值得借鉴的。

热收缩薄膜包装机在整个啤酒生产线中是最后一个环节，也是影响最终啤酒产量的一个重要因素。国内的啤酒生(4)建筑防火产厂家也是最近一两年开始投入使用国产的膜包机。因此，无论从机械、电气，还是到整个系统的控制，都还有一定的有效完善空间。

作 者 ：贝加莱工业自动化国在铜陵精迅特种漆包线有限公司检测室内际贸易(上海)有限公司 张奔

本文摘自《伺服控制》