歐姆龍多軸運動控制器MCH71在高級枕式包裝機的應用

分類：技術教程日期：2009-06-03 17:06:02 來源：中國傳動網

摘要：本文針對目前低端枕式包裝機的所沒有的飛剪端封、防切、防空包、追蹤色標提出有效的解決方案，采用OMRON的CJ1W-MCH71多軸運動控制器進行控制，具有重要的實用價值。

關鍵詞：運動控制器伺服 Mechatrolink-II總線凸輪虛軸同步

1 引言

　　隨著自動化程度的提高，枕式包裝機的功能和操作性得到提高和改進，目前國內許多低端枕式包裝機功能簡單，只能簡單代替集體手工操作，且產品功能單一性，存在低水平重復開發、低價格拼殺的格局。在借鑒了國外高級枕式包裝機的先進理念后，國內的輕工機械廠家根據市場的需求，采用OMRON的高級運動控制器CJ1W-MCH71推出了高性能的國產包裝機。

2 系統工藝簡介

　　2.1工藝原理圖

　　（1）軸1（送料）：送料軸通過速度控制進行送料，檢測到傳感器1后判斷是否有包裝請求，有的話繼續進給，沒有則停止等待;

　　（2）軸2（送模）：送模軸為系統主軸，以速度控制方式送出包裝膜，每次送模時通過色標傳感器2作為檢測每個膜長的觸發信號，通過編碼器采集實際膜長，從而能對機械滑差進行補償;

　　（3）軸3：張力控制軸跟隨主軸運行，并可以實時調節同步速度比，從而控制包裝膜張力;

　　（4）軸4：飛剪端封軸跟隨主軸運行，以凸輪同步方式進行同步控制，并且可以根據包裝袋長度實時調節凸輪速度比。

　　具體工藝流程圖如圖1所示。

圖1 具體工藝流程圖

　　2.2設計要求

　　包裝袋寬度：10-300mm;

　　包裝袋長度：40-410mm;

　　包裝袋高度：1-900mm;

　　包裝速度： 70pcs/min。

　　2.3控制難點

　　（1）如果因為機器滑差或者張力調節適調導致的包裝膜錯位，從而導致在端封軸沒有在色標處端封，必須能夠有自檢能力進行色標追蹤;

　　（2）如果包裝物在包裝袋有滑動，必須檢測出,從而防止誤切，直到物料在包裝袋端封位置中;

　　（3）如果包裝袋中沒有包裝物，必須檢測出，從而防止空切，直到物料在包裝袋端封位置中。

3 歐姆龍解決方案

　　采用OMRON公司30軸高功能運動控制CJ1W-MCH71，通過Mechatrolink-II（以下簡稱ML2）高速（10Mbps）同步控制總線控制4軸。

　　（1）送模軸通過速度控制進給包裝膜，在每送一張膜時，通過sensor2作為前一次膜長檢測觸發信號，直接接入到伺服驅動器高速信號接口，然后通過外部編碼器讀取實際膜長，與存儲的標準長度進行比較，如果有偏差的話，就在下一包進行調整;

　　（2）飛剪端封軸完成一次端封準備切斷時，立刻通過外部傳感器3檢測色標處是否有異物，如果有異物，端封軸停止進入等待狀態，送膜軸自動送出一個膜長，直到下一個色標處進行檢測，如果沒有異物，則端封軸恢復端封;

　　（3）飛剪端封完成一次端封前準備切斷時，立刻通過傳感器2、3，檢測當前包裝膜中是否為空包，如果為空包，端封軸停止等待進入等待狀態，送膜軸自動送出一個膜長，直到下一個色標處進行檢測，如果沒有空包，則端封軸恢復端封。

4 配置與部分程序說明

　　4.1 系統配置

　　配置包括：

　　控制器：CJ1G-CPU45H+CJ1W-MCH71+TC003;

　　驅動器：3×88D-WN04H-ML2+1×88D-WT04H（FNY-NS115）;

　　電機： 4×R88M-W0430H-S1;

　　通訊電纜：4×NY-W6003-A5;

　　終端電阻：FNY-W6022;

　　觸摸屏：NS5-SQ00-V2。

　　4.2部分程序說明

　　（1）軸2送模：軸2在送模時，每次必須檢測色標傳感器2進行膜長比較，如果有偏差的話就要進行位移量的疊加（正、負疊加），那么可以將這個復雜的運動拆分成2個運動的組合，那么可以使用虛軸功能;

　　虛軸是運動控制器內部可以創建的一個假想軸，專門用于位移量疊加計算進行使用，由于是理想軸，所以不會出現任何偏差，并且可以自己定義任何軌跡圖，因此，如果沒有偏差的話，軸2就以勻速運動進行運動，那么系統運行非常平穩，而且主軸的位移量偏差的疊加可以作為一個獨立的程序段，即使膜長和色標寬度改變，也只需要對虛軸部分程序段進行修改，增強程序擴展性;

　　具體時序圖如圖2所示。