隨著中國制造2025戰(zhàn)略的推進(jìn)以及我國制造業(yè)的不斷升級(jí),電氣設(shè)備的自動(dòng)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(jī)進(jìn)行升級(jí)和改造。本文通過對實(shí)際熱收縮薄膜包裝機(jī)控制系統(tǒng)的研究,根據(jù)河北某機(jī)械設(shè)備公司的熱收縮薄膜包裝機(jī)實(shí)際項(xiàng)目,設(shè)計(jì)和研發(fā)設(shè)備的分瓶控制與送切膜控制,進(jìn)行控制系統(tǒng)軟硬件方案的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)熱收縮薄膜包裝機(jī)的自動(dòng)化升級(jí)改造,提高設(shè)備的實(shí)用性。傳統(tǒng)熱收縮薄膜包裝機(jī)采用氣缸實(shí)現(xiàn)分瓶控制,采用離合器綁定切刀進(jìn)行切膜,結(jié)構(gòu)簡單但運(yùn)行速度慢。本文采用伺服驅(qū)動(dòng)器控制永磁同步電機(jī)的電氣控制來實(shí)現(xiàn),設(shè)備自動(dòng)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(gè)包裝過程自動(dòng)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(jī)交互界面進(jìn)行設(shè)置修改,由控制器配合伺服系統(tǒng)進(jìn)行多軸同步控制。本文對熱收縮薄膜包裝機(jī)分瓶控制和送切膜控制的過程進(jìn)行了深入的分析,詳細(xì)分析了分瓶和切膜過程的運(yùn)行規(guī)律。針對常規(guī)膜包機(jī)分瓶精度不高和調(diào)整性差的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了分瓶電子凸輪曲線,提出了分瓶曲線自動(dòng)計(jì)算方法。根據(jù)分瓶過程的特點(diǎn)采用了五次多項(xiàng)式結(jié)合三次樣條插值曲線來實(shí)現(xiàn)分瓶電子凸輪曲... 

【文章來源】：山東大學(xué)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(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３機(jī)械凸輪式分瓶系統(tǒng)??

ｉｍ??擋板下降，進(jìn)行下一次分瓶。該種方式分瓶機(jī)構(gòu)簡單，控制邏輯易于實(shí)現(xiàn)，制造??成本低，但擋板擋瓶的動(dòng)作對瓶身沖擊大，無法在高速運(yùn)行下實(shí)現(xiàn)分瓶。??［Ｋ＇?２??／ＹＷＷＹ＾／Ｙ＾?ＡＭ?／??一?ＩＵ川Ｕ川?Ｉ丨「夕丨＇???１Ｋ?④??ｌ光電計(jì)時(shí)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(dòng)式分瓶??第二種，機(jī)械凸輪式分瓶。如圖１－３所示是機(jī)械凸輪式分瓶的執(zhí)行過程圖。??在機(jī)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(jī)驅(qū)??動(dòng)機(jī)械凸輪，分瓶撥叉隨之運(yùn)動(dòng)。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(jìn)行阻擋，此時(shí)分瓶撥叉間的瓶子就能往前拉開與后面瓶子的距離，實(shí)??現(xiàn)分瓶的效果。該方式機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備維護(hù)較為困難，能夠?qū)崿F(xiàn)在中等包裝??速度下的分瓶。??＾ＹＹＹＹＹＹＹＹＹＹ＾?ａａａａ??進(jìn)瓶?，２??３?２－??——３．分瓶撥叉??圖１－３機(jī)械凸輪式分瓶系統(tǒng)??第三種，伺服驅(qū)動(dòng)式分瓶。該方式兩臺(tái)同步電機(jī)分別帶動(dòng)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(tái)電機(jī)的運(yùn)行??速度不同，帶動(dòng)分瓶撥叉以快慢切換的方式周期性運(yùn)行。分瓶過程中，一組撥叉??速度較慢，完成擋瓶動(dòng)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(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本較高，實(shí)現(xiàn)過程方便，??運(yùn)行精度更高，能夠?qū)崿F(xiàn)高速分瓶。??６??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??分析以上三種分瓶方式的特點(diǎn)，再結(jié)合考慮本次控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，本次??設(shè)計(jì)采用伺服驅(qū)動(dòng)式分瓶方式。該方式電機(jī)運(yùn)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(dòng)作，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定長切膜，其??特點(diǎn)是在切刀軸旋轉(zhuǎn)執(zhí)行切膜動(dòng)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(jī)構(gòu)方面，目前主要有兩種。第一種是在送膜電機(jī)軸上采用電磁??離合器吸合一個(gè)切刀綁定后旋轉(zhuǎn)一圈，切膜一次；另外一種則是采用獨(dú)立的伺服??電機(jī)作為切刀軸，與送膜電機(jī)保持同步，在補(bǔ)償段切刀電機(jī)加速到一個(gè)大于等于??送膜線速度的速度，為同步段切膜做好準(zhǔn)備，然后在同步段進(jìn)行切膜［２７］，如圖所??示１－４是伺服驅(qū)動(dòng)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(yùn)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(dòng)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(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)際項(xiàng)目為河北??邯鄲某企業(yè)的熱收縮薄膜包裝機(jī)項(xiàng)目，通過控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)整個(gè)包裝從進(jìn)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(yùn)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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