發(fā)布時間：2021-12-12 06:20

　　隨著中國制造2025戰(zhàn)略的推進以及我國制造業(yè)的不斷升級,電氣設(shè)備的自動化程度提升十分重要,包裝設(shè)備企業(yè)需要對熱收縮薄膜包裝機進行升級和改造。本文通過對實際熱收縮薄膜包裝機控制系統(tǒng)的研究,根據(jù)河北某機械設(shè)備公司的熱收縮薄膜包裝機實際項目,設(shè)計和研發(fā)設(shè)備的分瓶控制與送切膜控制,進行控制系統(tǒng)軟硬件方案的設(shè)計,實現(xiàn)熱收縮薄膜包裝機的自動化升級改造,提高設(shè)備的實用性。傳統(tǒng)熱收縮薄膜包裝機采用氣缸實現(xiàn)分瓶控制,采用離合器綁定切刀進行切膜,結(jié)構(gòu)簡單但運行速度慢。本文采用伺服驅(qū)動器控制永磁同步電機的電氣控制來實現(xiàn),設(shè)備自動將輸送的瓶子分成規(guī)定規(guī)格,輸送并切斷定長薄膜,包圍瓶組一周,經(jīng)烘箱熱收縮,輸出包裝成品。整個包裝過程自動化程度高,包裝效果穩(wěn)定,速度快,包裝參數(shù)可以通過人機交互界面進行設(shè)置修改,由控制器配合伺服系統(tǒng)進行多軸同步控制。本文對熱收縮薄膜包裝機分瓶控制和送切膜控制的過程進行了深入的分析,詳細分析了分瓶和切膜過程的運行規(guī)律。針對常規(guī)膜包機分瓶精度不高和調(diào)整性差的現(xiàn)狀,設(shè)計了分瓶電子凸輪曲線,提出了分瓶曲線自動計算方法。根據(jù)分瓶過程的特點采用了五次多項式結(jié)合三次樣條插值曲線來實現(xiàn)分瓶電子凸輪曲... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３機械凸輪式分瓶系統(tǒng)??

ｉｍ??擋板下降，進行下一次分瓶。該種方式分瓶機構(gòu)簡單，控制邏輯易于實現(xiàn)，制造??成本低，但擋板擋瓶的動作對瓶身沖擊大，無法在高速運行下實現(xiàn)分瓶。??［Ｋ＇?２??／ＹＷＷＹ＾／Ｙ＾?ＡＭ?／??一?ＩＵ川Ｕ川?Ｉ丨「夕丨＇???１Ｋ?④??ｌ光電計時器?＇??２?．瓶子彳＿１＿??３．輸瓶帶?／?５??４．擋瓶板?￣?／??５？氣缸?’?＇??圖１－２氣缸驅(qū)動式分瓶??第二種，機械凸輪式分瓶。如圖１－３所示是機械凸輪式分瓶的執(zhí)行過程圖。??在機械凸輪上裝有四組分瓶撥叉，相鄰撥叉間的距離等于分瓶寬度，交流電機驅(qū)??動機械凸輪，分瓶撥叉隨之運動。相鄰的分瓶撥叉中，左側(cè)的分瓶撥叉始終對后??面的瓶子進行阻擋，此時分瓶撥叉間的瓶子就能往前拉開與后面瓶子的距離，實??現(xiàn)分瓶的效果。該方式機械結(jié)構(gòu)復雜，設(shè)備維護較為困難，能夠?qū)崿F(xiàn)在中等包裝??速度下的分瓶。??＾ＹＹＹＹＹＹＹＹＹＹ＾?ａａａａ??進瓶?，２??３?２－??——３．分瓶撥叉??圖１－３機械凸輪式分瓶系統(tǒng)??第三種，伺服驅(qū)動式分瓶。該方式兩臺同步電機分別帶動鏈條，鏈條上裝有??兩組大小相同的分瓶撥叉，撥叉的位置在分瓶鏈條上相互對稱。兩臺電機的運行??速度不同，帶動分瓶撥叉以快慢切換的方式周期性運行。分瓶過程中，一組撥叉??速度較慢，完成擋瓶動作，另一組撥叉速度較快，釋放之前擋住的瓶組，拉開瓶??組之間的距離至分瓶寬度。該方式機械結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本較高，實現(xiàn)過程方便，??運行精度更高，能夠?qū)崿F(xiàn)高速分瓶。??６??

山東大學碩士學位論文??分析以上三種分瓶方式的特點，再結(jié)合考慮本次控制系統(tǒng)設(shè)計的要求，本次??設(shè)計采用伺服驅(qū)動式分瓶方式。該方式電機運行速度快，控制方式可靈活調(diào)整，??符合提高設(shè)備包裝速度以及增加靈活性的目的。??送切膜控制需要完成在高速送膜情況下的切膜動作，實現(xiàn)精準定長切膜，其??特點是在切刀軸旋轉(zhuǎn)執(zhí)行切膜動作的區(qū)域，切刀線速度需要大于等于送膜的線速??度，否則可能出現(xiàn)薄膜割壞、不能切斷薄膜和切刀損壞等情況１２６］。??在切膜執(zhí)行機構(gòu)方面，目前主要有兩種。第一種是在送膜電機軸上采用電磁??離合器吸合一個切刀綁定后旋轉(zhuǎn)一圈，切膜一次；另外一種則是采用獨立的伺服??電機作為切刀軸，與送膜電機保持同步，在補償段切刀電機加速到一個大于等于??送膜線速度的速度，為同步段切膜做好準備，然后在同步段進行切膜［２７］，如圖所??示１－４是伺服驅(qū)動切刀結(jié)構(gòu)圖。離合器切刀結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適用于低速切膜??的情況，但調(diào)整能力較差；伺服切刀運行速度快，可用于高速狀態(tài)下切膜，切膜??位置精度高，對于彩膜送切控制也有很好的幫助。??圖１－４伺服驅(qū)動切刀結(jié)構(gòu)圖??１．３本文主要工作與章節(jié)安排??本次課題主要研究對象為熱收縮薄膜包裝機自動控制系統(tǒng)，實際項目為河北??邯鄲某企業(yè)的熱收縮薄膜包裝機項目，通過控制電機實現(xiàn)整個包裝從進瓶、分瓶、??送膜、切膜，到薄膜包圍瓶組的工藝流程。在這過程中，要保證設(shè)備運行的穩(wěn)定??性，提高設(shè)備的包裝速度，并針對不同規(guī)格的包裝瓶組和瓶子形狀，使設(shè)備具有??７??


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