汇川技术在复合软管机上系统解决方案

• 关键词： 汇川 PLC
• 摘要：本文介绍了汇川技术伺服、PLC与HMI全系列产品在复合软管机上的成功应用，通过伺服内置电子凸轮功能控制追轴做追剪控制，实现准确定长切割和准确跟标剪切，与原系统比较精度和效率都得到大为提升。

                汇川技术在复合软管机上系统解决方案

本文介绍了汇川技术伺服、PLC与HMI全系列产品在复合软管机上的成功应用，通过伺服内置电子凸轮功能控制追轴做追剪控制，实现准确定长切割和准确跟标剪切，与原系统比较精度和效率都得到大为提升。

一、前言

复合软管是一种特殊的包装容器，在包装领域中占有重要的地位。所谓复合软管，是用挠性材料制成的圆柱形包装容器，经折合焊封后形成管桶和一端装有管嘴，挤压后，内容物由管嘴挤出，生活中如牙膏等（如下图1）。

图（1）成品软管

复合软管不论在昂贵、高温、易燃、易爆、腐蚀、污染环境的液体气体等场合可使用，还是在腐蚀性的硫酸、硝酸、易燃易爆的溶剂类等场合，复合软管都具有优秀的表现性。

复合软管由多种材料多层密封结构，在最恶劣的环境中仍然由较好的抗破裂和抗泄漏性，不会突然爆裂，能够轻易处理汽油、柴油、原油、和多种化学液体的传输工作，甚至在寒冷的天气里仍然能够保持较高的柔韧性。重量轻、韧性强、易搬运、管体柔软、使用灵活、耐高温、低温、抗老化、不变形、耐腐蚀、裸露内螺旋金属与特制内层，具有可靠的静电逸散性能。

铝塑复合软管广泛应用于牙膏、果酱、颜料、鞋油、食品、黏合剂、奶液、果酱、调味剂膏、化妆品、胶粘剂、鞋油、颜料及染发剂等行业产品的包装。

二、复合制管机介绍

复合软管制管机以铝塑复合片材、全塑复合片材为原料，将分切后的平面条状材料经翻边并采用高频等焊接技术，制成各种规格的复合软管，用于日常生活中的牙膏、洗面奶等外壳（如图2）。

图（2）制管机

与其配套的相关设备还有：塑料拉管机、全自动注肩机、印刷机、异形灌装封尾机、铝塑管药管、真空制膏机、均质乳化机等形成一整条生产线，可分为：印刷—〉分切—〉制管—〉注肩—〉真空制膏—〉灌装封尾—〉包装等工艺过程。

其中制管机是生产的重要环节，它将印刷后条型材料经放卷—〉切边—〉翻边成型—〉高频焊接—〉冷却—〉牵引—〉追剪切割后形成半成品的过程。

制管机控制要求：

1）产品焊缝平直牢固；

2）有色标时切断准确，定长时长短一致误差都在1mm内；

3）速度150PCS/min；

4）切口端面平整，无毛刺；

三、制管机汇川解决方案

如下图3所示

复合制管机控制示意图

图（3）系统框图

自由换放卷后再经过两边切边，进入送料电机拉伸送入翻边成型机构，成型机构是将平整的材料两边卷起形成圆筒的过程。成型后的卷筒由高频焊接机构将两边焊接起来，冷却后进入主牵引，牵引控制整个设备的速度实现调速目的，牵引出来就是成型圆筒物料，此时需要通过伺服追剪实现切割，切割分为两种模式：1、定长切割模式，追轴伺服根据编码器信号控制切刀移动，伺服内置追剪工艺算法，根据编码器信号自动生成控制曲线，与切刀配合实现定长切割目的，定长时色标不起作用，此时伺服追剪模式运行；2、跟标模式，首先要在伺服后台上设计凸轮曲线（如下图5所示），主轴长度根据最短物料设置，100mm，从轴脉冲数为1mm对应400个，主轴脉冲为27mm对应2000个脉冲，设置四个点（分为起始原点、进入同步区、退出同步区、返回原点），主轴编码器在100mm内走完，0—10mm为加速区，10mm—50mm做为同步区用于切割，50—100mm做为返回原点后再进入下一个周期。最后生成凸轮曲线如下图（4），每来一个色标信号伺服就会走一个周期，每个周期材料走过100mm，当材料大于100mm时伺服会再原点等待，切点与色标距离可通过移动色标位置实现，伺服为通用凸轮模式运行。

绘制电子凸轮曲线

追剪伺服接线图

两种模式切换需要通过PLC通讯更改伺服内部参数实现切换，客户可通过HMI上设置切换，实现定长和跟标控制精度都在1mm内（如下图），最高速度150PCS/min。

加工后成品

追剪切刀

四、客户原先方案

原系统将编码器与色标信号都进入PLC，经过PLC内部计算后控制追轴伺服和切刀，造成响应慢，误差大，系统不稳定，易用性差等缺点。

五、汇川方案优势

1）控制精度大为提高，实测精度在1mm内；

2）编码器与色标信号直接进入伺服，使系统响应更快；

3）伺服内置电子凸轮算法，使PLC程序大为简化，更加易用；

4）系统集成，全系列汇川产品兼容性好，故障率降低；

六、结束语

IS500系列伺服驱动器产品是汇川技术研制的高性能中小功率的交流伺服驱动器。该系列产品功率范围为100W~7.5kW，支持MODbus通讯协议，采用RS-232\RS-485通讯接口，配合上位机可实现多台伺服驱动器联网运行。提供了刚性表设置，惯量辨识及振动抑制功能，使伺服驱动器简单易用。适用于半导体制造设备，贴片机，印刷电路板打孔机，搬运机械，食品加工机械，机床，传送机械等自动化设备，实现快速精确的位置控制，速度控制，转矩控制。

深圳市汇川技术股份有限公司专注于工业自动化控制产品的研发、生产和销售，定位服务于中高端设备制造商，以拥有自主知识产权的工业自动化控制技术为基础，以快速为客户提供个性化的解决方案为主要经营模式，实现企业价值与客户价值共同成长。汇川在全国拥有66个办事处，236家授权代理商，90家全国联保中心。

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                                             2014年4月15日