一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统，多轴伺服系统包括控制装置、伺服电机组、伺服驱动组、收卷装置、放卷装置和焊接装置；主轴伺服驱动器、滤布轴伺服驱动器、棉线轴伺服驱动器和标签轴伺服驱动器分别与主轴伺服电机、滤布轴伺服电机、棉线轴伺服电机和标签轴伺服电机对应连接。本实用新型专利技术提供一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统及其控制方法，进行四轴伺服系统的联动协调控制，进而通过超声波焊接技术实现滤袋复合包装薄膜材料的线—标、线—布、布—标的熔融贴焊。整机设备运行及生产高控制精度、高可靠度、高工作效率、调试维护更简便。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统及控制方法。
技术介绍
滤袋包材贴线标机是一种将热封标签、尼龙棉线焊接在用尼龙滤布、无纺布等复合包装材料上并收盘成卷的自动化设备，属于光机电一体化、高科技产品。焊上标签、棉线的包材成卷可以通过特定包装设备成型为四面体形或三棱锥形滤袋，具有内容积大、透视效果好、内装泡制物有效成分渗出快的特点，可应用于原茶、调味料等原料的包装。目前国际上能够生产这种包装材料的设备以日本FUSO、韩国WOOSHINFA为主。日本、韩国的设备主要以步进电机驱动的机械控制为主，气动控制辅助的方式实现线标、布标、线布的焊接。这些设备存在控制精度低、定位不准确；运行可靠性差、生产效率低；机械装置复杂、调试维护困难；噪音大等缺点。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统，用以解决现有控制系统可靠性差的问题。为实现上述目的，本技术的方案包括：一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统，包括控制装置、伺服电机组、伺服驱动组、收卷装置、放卷装置和焊接装置；所述伺服电机组包括主轴伺服电机、滤布轴伺服电机、棉线伺服电机和标签轴伺服电机；伺服驱动组包括：主轴伺服驱动器、滤布轴伺服驱动器、棉线轴伺服驱动器和标签轴伺服驱动器；主轴伺服驱动器、滤布轴伺服驱动器、棉线轴伺服驱动器和标签轴伺服驱动器
分别与主轴伺服电机、滤布轴伺服电机、棉线轴伺服电机和标签轴伺服电机对应连接；上述四个伺服电机均装配有编码器；所述控制装置控制连接各伺服驱动器；采样连接所述各编码器；并且控制连接收卷装置、放卷装置和焊接装置。所述控制装置包括PLC模块、运动定位模块、智能功能模块和HMI模块；所述PLC模块运动定位模块、智能功能模块和HMI模块分别通讯连接。所述运动定位模块通过串行总线与所述四个伺服驱动器通讯连接。所述智能功能模块用于分别连接传感器、接近开关、按钮开关、断路器及接触器触点，智能功能模块包括高速计数模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块。收卷装置包括变频器和变频器控制的收卷电机，以及用于检测收卷浮动臂角度的角位移开关，所述PLC模块采样连接该角位移开关。放卷装置包括放卷电机，以及用于检测放卷电机的位置开关，所述PLC模块采样连接所述位置开关，控制连接一个用于为放卷电机供电的继电器。所述焊接装置为超声波焊接装置，包括超声发生器、超声换能器和超声变幅杆，超声变幅杆安装固紧在超声换能器上，超声换能器连接于超声发生器上，超声发生器与PLC模块连接。还包括报警检测装置，报警检测装置连接所述PLC模块，报警检测装置用于发出报警信号。针对目前国内外现有技术的不足，本技术提供一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统及其控制方法，进行四轴伺服系统的联动协调控制，进而通过超声波焊接技术实现滤袋复合包装薄膜材料的线—标、线—布、布—标的熔融贴焊。整机设备运行及生产高控制精度、高可靠度、高工作效率、调试维护更简便。基于本技术的贴线标机研制成功后将填补国内四面体形或三棱锥形滤袋包装材料贴棉线和标签技术与设备的空白。附图说明图1是本技术实施例的控制系统图；图2是本技术实施例的程序控制图；图3是超声波焊接系统构成图；图4是本技术实施例的控制流程图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细的说明。图1为本技术一种实施例的系统方案架构图。包括：伺服电机组：对应安装有编码器单元；伺服驱动器组：驱动对应伺服电机；专用运动定位模块：包括用户自开发的运动定位程序，用以伺服驱动组及伺服电机组的定位控制；伺服电机通过高速电缆与伺服驱动器连接通信，伺服驱动器通过高速电缆与专用运动定位模块进行定位数据交互；PLC模块：包括PLC电池单元、CPU，CPU内含用户自开发的系统控制程序，用以整个系统的联动协调控制；触摸屏HMI：用户自开发触控界面程序，触控设定运行参数，通过RS232端口与PLC通信，实现与PLC及整机设备的交互控制；智能功能模块：完成高速计数、模拟量输入输出、数字量输入输出等功能；运动定位模块和智能功能模块通过基板与PLC模块相连接；收卷电机，由变频器控制其速度；放卷电机，由位置开关控制其启停；按钮开关、接近开关、断路器及接触器触点均与智能输入功能模块相连接；超声波焊接系统：以高频超声波技术进行线—标、线—布、布—标的热熔焊接；检测报警系统：对系统及设备装置的运行情况进行全程监控，缺料、故障时自动报警停机。本技术运用PLC及运动定位模块实现四轴伺服系统的联动协调控制，基于本技术的贴线标机研制成功后将填补国内四面体形或三棱锥形滤袋包装材料贴棉线和标签技术与设备的空白，本技术的最终成果作为某型贴线标机的核心控制系统，用于滤袋复合包装材料线—标、线—布、布—标超声波焊接的全程控制，使整机运行及生产的控制精度高、可靠度好、工作效率高。下面具体介绍系统的各种构成部分。伺服电机组1包括四个伺服电机：主轴伺服电机11、滤布轴伺服电机12、棉线轴伺服电机13和标签轴伺服电机14。伺服驱动组2包括四个伺服驱动器：主轴伺服驱动器21、滤布轴伺服驱动器22、棉线轴伺服驱动器23和标签轴伺服驱动器24，各伺服驱动间通过通信电缆串行连接。主轴伺服驱动器21、滤布轴伺服驱动器22、棉线轴伺服驱动器23和标签轴伺服驱动器24分别通过四根高速SSCNET电缆连接相应的主轴伺服电机11、滤布轴伺服电机12、棉线轴伺服电机13和标签轴伺服电机14。四个伺服电机分别装有编码器，用以给运动定位模块10反馈脉冲，并通过PLC模块8进行绝对值运动定位控制。运动定位模块10通过高速SSCNET电缆与主轴伺服电机1通信，发出运动定位指令；运动定位模块10还通过基板与PLC模块8通信，与主控制程序81进行数据及指令交互处理，控制四个伺服轴11121314按设定轨迹101完成指定动作。主轴伺服电机11连续工作，通过配套减速器驱动凸轮轴转动，实现整机棉线裁断、布—标焊接、标签裁断、动夹进退、时序调节等功能动作；滤布轴伺服电机12通过配套联轴器驱动滤布主动牵引辊及从动牵引辊转动，按设定轨迹101完成滤布的定长牵引；棉线轴伺服电机13通过配套减速器带动带轮和同步带，控制棉线动夹沿导轨按设定轨迹101做往复周期性运动，实现棉线的定长牵引；标签轴伺服电机14通过配套联轴器驱动主动牵引辊及从动牵引辊转动，按设定轨迹101完成标签的定长牵引。PLC模块8是整个控制装置的控制中心，至少包括PLC电源模块和PLC CPU单元，PLC电源单元为整个PLC控制单元供电，PLC CPU单元通过USB或RS232用户接口29传输并存储、执行PLC主控制程序81，保障和实现整个控制系统的数据处理及协调可靠运行。HMI模块9通过USB用户接口28下载HMI人机界面程序91，触控设定运行参数，并通过RS232标准端口与PLC模块8进行数据通信，实现与PLC及整机设备的交互控制。PLC\\HMI27根据实
现功能自行灵活开发。智能功能模块7通过基板与PLC模块8通信，与至少包括高速计数模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块，分别完成高速脉冲计数、模拟量输入输出、数字量输入输出等功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统，其特征在于，包括控制装置、伺服电机组、伺服驱动组、收卷装置、放卷装置和焊接装置；所述伺服电机组包括主轴伺服电机、滤布轴伺服电机、棉线伺服电机和标签轴伺服电机；伺服驱动组包括：主轴伺服驱动器、滤布轴伺服驱动器、棉线轴伺服驱动器和标签轴伺服驱动器；主轴伺服驱动器、滤布轴伺服驱动器、棉线轴伺服驱动器和标签轴伺服驱动器分别与主轴伺服电机、滤布轴伺服电机、棉线轴伺服电机和标签轴伺服电机对应连接；上述四个伺服电机均装配有编码器；所述控制装置控制连接各伺服驱动器；采样连接所述各编码器；并且控制连接收卷装置、放卷装置和焊接装置。

【技术特征摘要】
1.一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统，其特征在于，包括控制装置、伺服电机组、伺服驱动组、收卷装置、放卷装置和焊接装置；所述伺服电机组包括主轴伺服电机、滤布轴伺服电机、棉线伺服电机和标签轴伺服电机；伺服驱动组包括：主轴伺服驱动器、滤布轴伺服驱动器、棉线轴伺服驱动器和标签轴伺服驱动器；主轴伺服驱动器、滤布轴伺服驱动器、棉线轴伺服驱动器和标签轴伺服驱动器分别与主轴伺服电机、滤布轴伺服电机、棉线轴伺服电机和标签轴伺服电机对应连接；上述四个伺服电机均装配有编码器；所述控制装置控制连接各伺服驱动器；采样连接所述各编码器；并且控制连接收卷装置、放卷装置和焊接装置。2.根据权利要求1所述的一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统，其特征在于，所述控制装置包括PLC模块、运动定位模块、智能功能模块和HMI模块；所述PLC模块运动定位模块、智能功能模块和HMI模块分别通讯连接。3.根据权利要求2所述的一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统，其特征在于，所述运动定位模块通过串行总线与所述四个伺服驱动器通讯连接。4.根据权利要求2所述的一种滤袋包材贴线贴标的多轴伺服系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑景润，张广远，韩东阳，刘如磊，
申请(专利权)人：凯迈洛阳机电有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41