1   包裝機(jī)簡(jiǎn)介
1.1  包裝機(jī)的分類

         近年來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平的提高，大眾對(duì)食品、醫(yī)藥、日用品等行業(yè)的產(chǎn)品需求日益增加，生產(chǎn)廠家采用傳統(tǒng)的手工包裝作業(yè)，已經(jīng)無法滿足市場(chǎng)的需求，必然尋求生產(chǎn)自動(dòng)化、提高生產(chǎn)效率的設(shè)備。從而催生出一種高品質(zhì)、高性能的全自動(dòng)包裝機(jī)。包裝機(jī)械大致可以分為立式包裝機(jī)（如圖1所示）與枕式包裝機(jī)。對(duì)于立式包裝，適用于流動(dòng)性較好的液體、粉體、散粒體，主要依靠自身重力，必要時(shí)輔以一定的機(jī)械作用便可完成包裝，而且立式包裝機(jī)一般都具有兩種包裝功能，即跟光標(biāo)裁切和定長(zhǎng)裁切，兩種裁切功能方便切換，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采用哪種包裝方式取決于包裝膜，包裝膜大體上分為有光標(biāo)和沒有光標(biāo)，沒有光標(biāo)的包裝膜采用定長(zhǎng)裁切，反之，采用光標(biāo)裁切；對(duì)于枕式包裝，它主要適用于外形規(guī)整、有足夠硬性的單件或組合件包裝。

1.2  立式包裝機(jī)的工作原理

         立式包裝機(jī)是將卷筒狀的撓性包裝材料制成袋筒，充入物料后，進(jìn)行封口，三個(gè)功能自動(dòng)連續(xù)完成的機(jī)器。其工作原理為：放在支承裝置上的卷筒薄膜，繞經(jīng)導(dǎo)棍組、張緊裝置，由光電檢測(cè)控制裝置對(duì)包裝材料上商標(biāo)圖案位置進(jìn)行檢測(cè)后，通過翻領(lǐng)成型器卷成薄膜圓筒裹包在充填管的表面。先用縱向熱封器對(duì)卷成圓筒的接口部位薄膜進(jìn)行縱向熱封，得到密封管筒，然后筒狀薄膜移動(dòng)到橫向熱封器的地方進(jìn)行橫封，構(gòu)成包裝袋筒。計(jì)量裝置把計(jì)量好的物品，通過上部填充管充填入包裝袋內(nèi)，再由橫向熱封器熱封并在居中切斷，形成包裝袋單元體，同時(shí)形成下一個(gè)筒袋的底部封口。

1.3  立式包裝機(jī)的生產(chǎn)工藝

        立式包裝機(jī)配合上道的計(jì)量沖填機(jī)械，立式包裝機(jī)常用于包裝塊狀、片狀、粒狀、梗枝狀、粉狀以及流體和半流體物料。它的特點(diǎn)是被包裝物料的供料筒設(shè)計(jì)在制袋器內(nèi)側(cè)，制袋與充填物料由上到下沿豎直方向進(jìn)行。它主要由計(jì)量裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、橫封和縱封裝置、翻領(lǐng)成型器、充填管及薄膜牽拉供送機(jī)構(gòu)等部件組成。

2   設(shè)備主要裝置功能
2.1  送膜裝置

        主要由送膜輥和送膜軸組成，主要是把包裝膜平整、均勻地送到翻領(lǐng)成型器，在本裝置中送膜軸和縱封軸共用一個(gè)伺服，中間是通過鏈條傳動(dòng)的。

2.2  色標(biāo)傳感器

        色標(biāo)傳感器常用于檢測(cè)特定色標(biāo)或物體上的斑點(diǎn)，它是通過與非色標(biāo)區(qū)相比較來實(shí)現(xiàn)色標(biāo)檢測(cè)，而不是直接測(cè)量顏色。色標(biāo)傳感器實(shí)際是一種反向裝置，光源垂直于目標(biāo)物體安裝，而接收器與物體成銳角方向安裝，讓它只檢測(cè)來自目標(biāo)物體的散射光，從而避免傳感器直接接收反射光，并且可使光束聚焦很窄。

2.3  翻領(lǐng)成型器

         圓形翻領(lǐng)成型器主要應(yīng)用于包裝機(jī)械中，是立式自動(dòng)包裝機(jī)的核心部件，用于包裝的塑料薄膜經(jīng)過翻領(lǐng)成型器自動(dòng)卷成圓筒形，在卷包過程中，要求塑料薄膜不應(yīng)發(fā)生縱向和橫向拉伸變形，塑料薄膜經(jīng)過成型器時(shí)摩擦阻力應(yīng)較小。這就要求所購買的成型器符合塑料薄膜的自然卷曲變形，即成型器的表面積等于通過成型器的塑料薄膜的總面積。

2.4  熱封刀

        準(zhǔn)確來講，熱封刀的叫法并不精準(zhǔn)，應(yīng)該是加熱片。加熱片是采用合金材質(zhì)制作而成的，其中分為鑷鉻合金和鐵鉻合金等。寬度分為3mm、5mm、8mm、10mm、12mm等五種，硅膠壓條就是為了封口平整嚴(yán)實(shí)并壓花，壓出的形狀就是壓條本身的紋形。多數(shù)采用細(xì)網(wǎng)格式。

3   臺(tái)達(dá)立式包裝機(jī)控制方案原理

        立式包裝機(jī)的縱封軸（也是送膜軸）作為系統(tǒng)主軸。橫封、劃線、切斷等3軸跟隨主軸運(yùn)作，橫封、劃線、切斷伺服控制器直接抓取膜位色標(biāo)信號(hào)進(jìn)行位置檢測(cè)，薄膜經(jīng)成型器成型后變?yōu)橥材ぃ⑦M(jìn)行縱向熱封，包裝膜向下方運(yùn)動(dòng)，橫封軸動(dòng)作，同時(shí)物料被送進(jìn)筒膜內(nèi)，一起向下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，等下個(gè)光標(biāo)信號(hào)進(jìn)來時(shí)橫封軸再動(dòng)作一次，這樣一包的三熱封的動(dòng)作完成，當(dāng)包裝膜繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，色標(biāo)傳感器檢測(cè)到色標(biāo)，驅(qū)動(dòng)器收到色標(biāo)傳感器的信號(hào)后動(dòng)作，在光標(biāo)處劃下一道鋸齒形的切痕，劃線動(dòng)作完成，當(dāng)上位機(jī)（PLC）計(jì)數(shù)到達(dá)5時(shí)，發(fā)出信號(hào)給切斷軸伺服，使得切斷軸伺服能接收到色標(biāo)傳感器的信號(hào)，這樣色標(biāo)傳感器的信號(hào)接到后切斷軸伺服動(dòng)作，5連包的包裝物包裝完成。此系統(tǒng)包括PLC、HMI、伺服以及溫度控制模塊，由于臺(tái)達(dá)ASDA-A2伺服控制器內(nèi)含電子凸輪功能，四臺(tái)伺服即可完成送膜、送料以及裁切工藝，PLC只需做簡(jiǎn)單I/O控制，大大節(jié)省了上位機(jī)的昂貴成本，程序的規(guī)劃也更加簡(jiǎn)單。

4   各軸的功能
4.1  送膜軸

          此軸采用速度控制，作為整個(gè)系統(tǒng)的主軸。下達(dá)脈沖命令給橫封軸、劃線軸和切斷軸，指揮凸輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2  橫封軸

         在A2伺服的PR（內(nèi)部位置控制模式)控制模式下，使用內(nèi)建的電子凸輪跟隨主軸運(yùn)行，橫封軸接收來自送膜主軸的脈沖差分信號(hào)OA/OA；OB/OB，沿著燒錄好的凸輪飛剪曲線跟隨主軸運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橫封軸伺服控制器檢測(cè)到色標(biāo)光電信號(hào)（DI7有信號(hào)輸入）時(shí)，凸輪嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，伺服控制器會(huì)抓取色標(biāo)信號(hào)，利用內(nèi)建的同步抓取修正軸（色標(biāo)補(bǔ)償功能），調(diào)節(jié)凸輪速度，對(duì)裁切位置進(jìn)行自動(dòng)修正，保證裁切準(zhǔn)確。

4.3  劃線軸

          此軸和橫封軸一樣，是處于PR（內(nèi)部位置控制模式）控制模式下，使用內(nèi)建的電子凸輪跟隨主軸運(yùn)行，接收來自主軸的差分脈沖信號(hào)，它的作用是對(duì)包裝膜進(jìn)行點(diǎn)劃線或者鋸齒形的裁切，便于單包包裝物的撕斷或扯開。

4.4  切斷軸

         此軸也是和橫封軸一樣，是處于PR（內(nèi)部位置控制模式）控制模式下，使用內(nèi)建的電子凸輪跟隨主軸運(yùn)行，接收來自主軸的差分脈沖信號(hào)，它的作用是對(duì)包裝物在裁切位置進(jìn)行切斷，根據(jù)客戶的要求，可進(jìn)行連包切斷，可實(shí)現(xiàn)1～10連包的切斷。

5 凸輪曲線的規(guī)劃

          臺(tái)達(dá)ASD-A2伺服內(nèi)建PR（內(nèi)部位置控制模式）模式，PR模式下，內(nèi)建64段定位程序，不僅可以實(shí)現(xiàn)原點(diǎn)復(fù)歸、位置控制、定速控制，還具有位置和速度插斷、重疊功能、參數(shù)寫入，以及定位程序段之間的跳躍和調(diào)用，同時(shí)具有電子凸輪功能，高速抓取（capture）和比較（compare）功能，橫封軸、劃線軸和切斷軸的原點(diǎn)復(fù)歸，無需上位機(jī)的參與，即可完成。

    
6   凸輪曲線的建立

         臺(tái)達(dá)ASDA-A2伺服控制器內(nèi)建飛剪凸輪模型，使得飛剪電子凸輪曲線的建立簡(jiǎn)單易行， ASDA-A2 PC soft支持自動(dòng)飛剪、自動(dòng)飛剪（同步區(qū)）、自動(dòng)飛剪（同步區(qū)可調(diào)）等多種飛剪曲線將會(huì)自動(dòng)生成飛剪曲線。考慮到不同包裝膜的熱封難易程度，在裁切區(qū)設(shè)立同步區(qū)。

7  A2伺服特有的同步抓取修正軸功能
 
         A2伺服控制器內(nèi)建同步抓取修正軸功能（即傳統(tǒng)的色標(biāo)自動(dòng)補(bǔ)償功能），伺服控制器利用內(nèi)建的高速脈沖抓取功能，通過色標(biāo)光電抓取主動(dòng)軸兩次色標(biāo)間的脈沖數(shù)目，與伺服控制器內(nèi)部用戶所設(shè)定的理論裁切量（P5-78的設(shè)定值）通過compare功能做比較，根據(jù)同步修正的修正率（P5-80）對(duì)兩者之間的誤差值（P5-79）做修正，伺服控制器最終依據(jù)修正后的脈沖命令（P5-77）運(yùn)行。

8   遮沒功能
         A2伺服控制器內(nèi)建色標(biāo)遮沒功能，可有效避免包裝膜污染，色標(biāo)錯(cuò)印所引起的光電誤動(dòng)作，增加了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。P5-78為裁切長(zhǎng)度的脈沖設(shè)定值，P5-96為遮沒區(qū)脈沖長(zhǎng)度，此功能設(shè)定后，在遮沒區(qū)域內(nèi)，即使色標(biāo)誤動(dòng)作，也不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。

9   結(jié)語
  &nbs