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[導(dǎo)讀]貼標(biāo)機(jī)是自動瓶裝生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一,適用于制藥、食品、化工等行業(yè)的玻璃瓶、塑料瓶或類似物體的貼標(biāo),能完成自動分瓶、送示帶、分離標(biāo)簽、貼標(biāo)等功能。其生產(chǎn)效率的高低和貼標(biāo)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著公司的生產(chǎn)效益。

項(xiàng)目背景

貼標(biāo)機(jī)是自動瓶裝生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一,適用于制藥、食品、化工等行業(yè)的玻璃瓶、塑料瓶或類似物體的貼標(biāo),能完成自動分瓶、送示帶、分離標(biāo)簽、貼標(biāo)等功能。其生產(chǎn)效率的高低和貼標(biāo)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著公司的生產(chǎn)效益。

在貼標(biāo)行業(yè)的直線貼標(biāo)機(jī)中,為了貼標(biāo)的時(shí)候保持瓶子平穩(wěn),要求在設(shè)備運(yùn)行的過程中上頂壓皮帶與輸送板鏈之間能夠?qū)崟r(shí)同步運(yùn)行。如果上頂壓皮帶與輸送板鏈同步性不好,設(shè)備運(yùn)行的過程中容易出現(xiàn)瓶子傾倒,擠壓,碎瓶等問題,會給生產(chǎn)廠家?guī)頁p失,影響產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

傳統(tǒng)的保持同步的方法是反復(fù)調(diào)整頂壓皮帶和輸送板鏈兩個(gè)變頻器的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)上下同步,每次更換生產(chǎn)產(chǎn)品都需要對參數(shù)進(jìn)行重現(xiàn)的調(diào)整,費(fèi)時(shí)、費(fèi)力給使用者帶來極大的不便。還有的廠家使用機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同步,機(jī)械易損,使用壽命有限,維護(hù)更換也極不方便。

客戶需求

貼標(biāo)行業(yè)的直線貼標(biāo)機(jī)設(shè)備由輸送板鏈、頂壓皮帶、分瓶器、理瓶器和三個(gè)標(biāo)站組成,三個(gè)標(biāo)站分別貼正標(biāo)、背標(biāo)、脖標(biāo),實(shí)現(xiàn)對全瓶身貼標(biāo)的高貼標(biāo)精度和高貼標(biāo)速度需求。

為保證貼標(biāo)時(shí)的平整度,防止褶皺情況出現(xiàn),貼標(biāo)的過程中要求標(biāo)紙的張力要保持穩(wěn)定,標(biāo)站采用張力桿保證標(biāo)紙張力。

負(fù)責(zé)貼脖標(biāo)的標(biāo)站可以進(jìn)行功能切換,在進(jìn)行直線貼標(biāo)的時(shí)候脖標(biāo)標(biāo)站和其他兩個(gè)標(biāo)站配合,負(fù)責(zé)貼脖標(biāo)單張標(biāo)。如果設(shè)備切換到圓瓶定位或非定位貼標(biāo)模式,脖標(biāo)標(biāo)站和橡膠輥配合貼正背一體標(biāo)(正標(biāo)和背標(biāo)在一張標(biāo)紙上),正標(biāo)背標(biāo)標(biāo)站不工作。

由此,貼標(biāo)機(jī)對精度要求較高,對自帶玻璃LOGO的瓶子,要求貼標(biāo)波動范圍<1mm。對于XO的扁圓型瓶而言要求貼標(biāo)波動范圍更小。

這就對設(shè)備機(jī)械部分和電控部分的運(yùn)行穩(wěn)定性和對邏輯控制器的性能提出了更高的要求。如果在進(jìn)行邏輯判斷時(shí)掃描周期過長,不可避免會產(chǎn)生較大的貼標(biāo)誤差(同一個(gè)瓶子反復(fù)兩次貼標(biāo),兩次標(biāo)簽重合度的差值)。為了保證貼標(biāo)的穩(wěn)定性,應(yīng)該盡量的減小掃描周期對邏輯程序的影響,使得每次觸發(fā)的時(shí)機(jī)幾乎相同,這樣才有可能保證貼標(biāo)的準(zhǔn)確度,減小貼標(biāo)誤差。

除此之外,在貼標(biāo)時(shí),一張標(biāo)簽貼完后,后一張標(biāo)要提前有個(gè)欲出標(biāo)量,這不僅要求PLC在運(yùn)行的時(shí)候穩(wěn)定可靠,還要求伺服響應(yīng)速度快。只有保證欲出標(biāo)穩(wěn)定,每次都能按照設(shè)定的脈沖量準(zhǔn)確停止,每次觸發(fā)貼標(biāo)時(shí)時(shí)機(jī)準(zhǔn)確,才能保證貼標(biāo)精度滿足客戶要求的誤差范圍。

英威騰貼標(biāo)機(jī)方案及特點(diǎn)

基于此,英威騰推出IVC3可編程控制器結(jié)合Goodrive20系列經(jīng)濟(jì)型開環(huán)矢量變頻器與DA180系列基礎(chǔ)型交流伺服驅(qū)動器的方案。

3.1系統(tǒng)方案介紹

電氣方案拓?fù)鋱D

基于IVC3的電氣控制方案中用了四個(gè)伺服,分別用于頂壓皮帶、#1標(biāo)站(正標(biāo)標(biāo)站),#2標(biāo)站(背標(biāo)標(biāo)站),#3標(biāo)站(脖標(biāo)標(biāo)站)。根據(jù)貼標(biāo)工藝要求,在直線貼標(biāo)時(shí)為了保證輸送瓶子的穩(wěn)定,頂壓皮帶運(yùn)行時(shí)要與輸送板鏈保持同步。為了保證標(biāo)簽的平整性,標(biāo)站出標(biāo)速度應(yīng)該與板鏈的運(yùn)行速度保持同步。

在圓瓶模式下貼標(biāo)時(shí),為保障標(biāo)簽的平整,標(biāo)站出標(biāo)速度與橡膠輥(用步進(jìn)驅(qū)動)運(yùn)行速度保持同步。為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)站與板鏈,標(biāo)站與橡膠輥,頂壓皮帶與板鏈的同步要求,在方案中利用IVC3具有的電子齒輪/凸輪來實(shí)現(xiàn)同步功能。

四個(gè)變頻器分別用于驅(qū)動板鏈、分瓶器、理瓶器、滾標(biāo)四個(gè)部分運(yùn)行。為了確保瓶子在進(jìn)入頂壓之前。瓶身不發(fā)生傾斜,理瓶器的運(yùn)行速度也應(yīng)該與板鏈運(yùn)行速度保持同步。理瓶器變頻器的運(yùn)行頻率通過板鏈變頻器的運(yùn)行輸出頻率給定,與板鏈的同步則是根據(jù)理瓶器與板鏈運(yùn)行速度比通過調(diào)整理瓶器變頻器模擬量輸入的斜率來實(shí)現(xiàn)的。分瓶器和滾標(biāo)的運(yùn)行速度需要根據(jù)瓶距自行調(diào)整,采用電位器進(jìn)行頻率控制,方便客戶操作。

系統(tǒng)邏輯中包含直線貼標(biāo)的邏輯控制和圓瓶模式的邏輯控制,可以通過HMI畫面中的功能按鈕來實(shí)現(xiàn)直線貼標(biāo)模式與圓瓶貼標(biāo)模式的切換。

采用電子齒輪/凸輪的控制方案,在標(biāo)站與板鏈的電子齒輪/凸輪功能觸發(fā)后,可以通過對板鏈的點(diǎn)動操作,實(shí)現(xiàn)標(biāo)站的點(diǎn)動。可以根據(jù)觀察標(biāo)簽與瓶子剛開始貼合時(shí)的情況,對標(biāo)站進(jìn)行調(diào)整,極大的縮短標(biāo)站的調(diào)試時(shí)間。

3.2方案優(yōu)勢

提升了設(shè)備整機(jī)的生產(chǎn)效率:采用IVC3運(yùn)動控制系統(tǒng)化編程處理,直線模式下進(jìn)行貼標(biāo)時(shí)最大貼標(biāo)速度為5000-5300瓶/小時(shí),在圓瓶定位/非定位貼標(biāo)時(shí)最大貼標(biāo)速度為3000-4000瓶/小時(shí),大大提高了生產(chǎn)效率。

優(yōu)化程序及控制方式,大幅提升貼標(biāo)精度,最大誤差可控制在0.05mm內(nèi)。

售后維護(hù)更簡易,接線少,故障易排查。程序結(jié)構(gòu)簡潔,運(yùn)動控制功能塊省略了小型編程PLC的大量計(jì)算工作,方便客戶的更改及維護(hù)。

四、結(jié)束語

基于電子齒輪/凸輪的控制方案,解決了客戶頂壓皮帶與板鏈同步調(diào)整比較難的問題。保證了頂壓皮帶與板鏈運(yùn)行的同步性。利用電子齒輪/凸輪保證標(biāo)站與板鏈同步,提高了標(biāo)簽的平整性,提高了貼標(biāo)的精度

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