一种枕式包装机飞剪控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种枕式包装机飞剪控制系统，包括：储料装置；料卷；拉膜装置；送料装置；送料装置；切刀装置；送料装置、切刀装置分布通过其上设有的拉膜轴、送料轴、切刀轴带动运作；物料光电开关，安装于送料装置附近；所述送料装置上设有拨齿，通过所述物料光电开关时触发其导通；拉膜装置、运动色标光电开关，固定安装于从所述料卷拉出的包装膜上方；切刀光电开关，固定安装于切刀装置的上方；PLC控制拉膜轴、送料轴、切刀轴的运动。本发明专利技术采用PLC进行控制，伺服驱动设备、光电开关均和PLC连接,由PLC实现轴的控制和调整，对伺服驱动设备没有特殊的要求，具有较好的兼容性。具有较好的兼容性。具有较好的兼容性。

【技术实现步骤摘要】
一种枕式包装机飞剪控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及枕式包装机领域。

技术介绍

[0002]横向剪切运动中的线材的剪切机叫飞剪机，简称飞剪。飞剪控制系统可快速切断铁板、钢管、纸卷、包装膜等，广泛应用于冶金、造纸、包装等生产线上。
[0003]以往的飞剪控制装置，主要是针对飞剪电机的驱动器进行专用开发，在驱动器内增加专用扩展电路和专用控制程序，实现对旋转飞剪的工艺控制，控制系统在控制结构、设备选型、控制算法等方面具有相当的复杂性。然而专用驱动控制器不便于维护、维修，出现故障后对生产效率的影响较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种采用PLC作为飞剪控制器的枕式包装机飞剪控制系统。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]一种枕式包装机飞剪控制系统包括：
[0007]储料装置，放置待包装物料；
[0008]料卷，卷绕有包装膜；
[0009]拉膜装置，从料卷上拉出包装膜并完成纵向折叠和纵向封边工艺。拉膜装置的运动由对应的伺服电机带动，该伺服电机和配套的伺服驱动器构成拉膜轴；送料装置，将待包装物料从储料装置中推出，送至未封边的包装膜上；送料装置的运动由对应的伺服电机带动，该伺服电机和配套的伺服驱动器构成送料轴；
[0010]切刀装置，将装有物料的包装膜在色标位置切断并完成横向封边工艺；切刀装置的运动由对应的伺服电机带动，该伺服电机和配套的伺服驱动器构成切刀轴；
[0011]物料光电开关，安装于送料装置附近；所述送料装置上设有拨齿，通过所述物料光电开关时触发其导通；
[0012]色标光电开关，固定安装于从所述料卷拉出的包装膜上方；包装膜上的色标经过所述色标光电开关时触发其导通；
[0013]切刀光电开关，固定安装于切刀装置的上方；切刀装置上切刀经过所述切刀
[0014]光电开关时触发其导通；
[0015]PLC，与所述物料光电开关、色标光电开关、切刀光电开关连接，并控制拉膜轴、送料轴、切刀轴的运动。
[0016]本专利技术通过光电开关记录系统运动过程中的光电信号数据，由PLC计算调整值，通过控制伺服驱动器对拉膜装置、送料装置、切刀装置进行运动控制，无需在驱动器内额外增加专用扩展电路和专用控制程序，即可实现对剪切位置和送料位置的调整。
[0017]上述枕式包装机飞剪控制系统还包括人机交互界面，进行剪切位置和物料位置的
微调。通过人机交互界面使得人机交互方便。
[0018]本专利技术还提供了一种枕式包装机飞剪控制方法，包括以下步骤：
[0019](1)曲线轨迹生成：
[0020]PLC在所述枕式包装机飞剪控制系统启动时计算电子凸轮轨迹曲线和随动比例参数；所述电子凸轮轨迹曲线为五次多项式，采用归一化计算方法获得多项式的参数；
[0021](2)轴控制：
[0022]所述PLC计算每个插补周期发送给送料装置、拉膜装置和切刀装置的脉冲数量；
[0023](3)光电信号记录：
[0024]拉膜装置持续从料卷中拉出包装膜，包装膜上的色标经过所述色标光电开关时触发导通并记录拉膜轴的指令位置S1；送料装置通过等距布置的拨齿周期性地将待包装物料从储料装置中推出，放置在拉出的包装膜上，由所述拉膜装置完成包装膜的纵向折叠和纵向封边；拨齿经过所述物料光电开关时触发其导通并记录拉膜轴的指令位置S3；装有物料的包装膜送至切刀装置，由切刀装置在包装膜的色标位置处切断并完成横向封边；当切刀装置上的切刀经过切刀光电开关时触发其导通并记录拉膜轴的指令位置S2；
[0025](4)轴运动调整：
[0026]所述切刀轴和拉膜轴以电子凸轮轨迹曲线进行同步运动，拉膜轴为主轴，切刀轴为从轴；所述送料轴和拉膜轴根据机械传动参数进行随动运动，拉膜轴是主轴，送料轴是从轴；
[0027]所述PLC通过((S1
‑
S2)
‑
U1)计算当前切刀对色标的相对位置和用户设置的切点位置U1之间的差值ADJ1；电子凸轮进行相位调整：从切刀光电开关导通上升沿时刻开始，在拉膜轴的位置变化长度
△
L内，对电子凸轮的主轴相位进行相位的叠加，叠加数值为ADJ1，叠加过程采用五次多项式曲线；
[0028]所述PLC通过公式((S3
‑
S2)
‑
U2)/L1*L3算出当前物料对切刀的相对位置和用户设置的物料位置U2之间的差值，并且转换为送料轴的调整值ADJ2；所述L1为包装长度，L3为拨齿长度。
[0029]本专利技术生成电子凸轮轨迹曲线和调整曲线均采用五次多项式曲线，系统运行更加平稳。
[0030]本专利技术飞剪控制方法还包括：
[0031]切刀角度计算：PLC计算切刀轴的实时角度；
[0032]掉电数据管理：管理系统的工艺参数，在系统断电之前存储切刀轴的角度信息。
[0033]更具体的，上述电子凸轮进行相位调整时，当ADJ1为正数时，相位将会提前，切刀轴将会加快旋转，包装膜剪切位置将会提前；当ADJ1为负数时，相位将会滞后，切刀轴旋转减慢，包装膜剪切位置将会滞后。
[0034]在部分实施例中，作为优选的，拉膜轴的位置变化长度
△
L为0.9
×
L1。
[0035]更具体的，送料轴的相位调整过程采用五次多项式曲线，拉膜轴的位置变化长度
△
L内，对送料轴的位置进行调整，调整量为ADJ2：ADJ2为正数时，送料轴转动的位置将会增加，待包装物料将会提前送出，ADJ2为负数时，送料轴转动的位置将会减少，待包装物料将会延后送出。
[0036]本专利技术飞剪控制系统进行如下初始设置：
[0037]切刀装置的分区设置：根据切刀装置与包装膜的位置关系分为同步区和非同步区；切刀在同步区范围内转动时，切刀的线速度和包装膜的线速度保持一致；
[0038]切刀装置的初始化：所述飞剪控制系统在首次上电时，PLC控制切刀轴缓慢转动，切刀光电开关导通上升沿时刻切刀轴停止转动，PLC将切刀轴当前的角度设置为切刀光电开关安装位置的角度；
[0039]拉膜装置的初始化：通过点动拉膜轴，使切刀装置中心位置位于前后两个色标的中垂线位置处。
[0040]更为具体的，电子凸轮轨迹曲线按照工作过程分为启动曲线、循环曲线和停机曲线；所述启动曲线主轴相位区间为[L1/2,L1]，从轴角度区间为[180
°
,360
°
]；循环曲线主轴相位区间为[0，L1]，从轴角度区间为[0
°
,360
°
]；停机曲线主轴相位区间为[0，L1/2]，从轴角度区间为[180
°
,360
°
]；在系统待机情况下，如果用户点动切刀轴，使得切刀轴偏离了180
°
的启动位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种枕式包装机飞剪控制系统，其特征在于，所述枕式包装机飞剪控制系统包括：储料装置，放置待包装物料；料卷，卷绕有包装膜；拉膜装置，从料卷上拉出包装膜并完成纵向折叠和纵向封边工艺。拉膜装置的运动由对应的伺服电机带动，该伺服电机和配套的伺服驱动器构成拉膜轴；送料装置，将待包装物料从储料装置中推出，送至未封边的包装膜上；送料装置的运动由对应的伺服电机带动，该伺服电机和配套的伺服驱动器构成送料轴；切刀装置，将装有物料的包装膜在色标位置切断并完成横向封边工艺；切刀装置的运动由对应的伺服电机带动，该伺服电机和配套的伺服驱动器构成切刀轴；物料光电开关，安装于送料装置附近；所述送料装置上设有拨齿，通过所述物料光电开关时触发其导通；色标光电开关，固定安装于从所述料卷拉出的包装膜上方；包装膜上的色标经过所述色标光电开关时触发其导通；切刀光电开关，固定安装于切刀装置的上方；切刀装置上切刀经过所述切刀光电开关时触发其导通；PLC，与所述物料光电开关、色标光电开关、切刀光电开关连接，并控制拉膜轴、送料轴、切刀轴的运动。2.一种采用权利要求1所述枕式包装机飞剪控制系统的飞剪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)曲线轨迹生成：PLC在所述枕式包装机飞剪控制系统启动时计算电子凸轮轨迹曲线和随动比例参数；所述电子凸轮轨迹曲线为五次多项式，采用归一化计算方法获得多项式的参数；(2)轴控制：所述PLC计算每个插补周期发送给送料轴、拉膜轴和切刀轴的脉冲数量；(3)光电信号记录：拉膜装置持续从料卷中拉出包装膜，包装膜上的色标经过所述色标光电开关时触发导通并记录拉膜轴的指令位置S1；送料装置通过等距布置的拨齿周期性地将待包装物料从储料装置中推出，放置在拉出的包装膜上，由所述拉膜装置完成包装膜的纵向折叠和纵向封边；拨齿经过所述物料光电开关时触发其导通并记录拉膜轴的指令位置S3；装有物料的包装膜送至切刀装置，由切刀装置在包装膜的色标位置处切断并完成横向封边；当切刀装置上的切刀经过切刀光电开关时触发其导通并记录拉膜轴的指令位置S2；(4)轴运动调整：所述切刀轴和拉膜轴以电子凸轮轨迹曲线进行同步运动，拉膜轴为主轴，切刀轴为从轴；所述送料轴和拉膜轴根据机械传动参数进行随动运动，拉膜轴是主轴，送料轴是从轴；所述PLC通过((S1
‑
S2)
‑
U1)计算当前切刀对色标的相对位置和用户设置的切点位置U1之间的差值ADJ1；电子凸轮进行相位调整：从切刀光电开关导通上升沿时刻开始，在拉膜轴的位置变化长度
△
L内，对电子凸轮的主轴相位进行相位的叠加，叠加数值为ADJ1，叠加过程采用五次多项式曲线；所述PLC通过公式((S3
‑
S2)
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U2)/L1*L3算出当前物料对切刀的相对位置和用户...

【专利技术属性】
技术研发人员：于金生，刘勇，吴道锋，刘铭皓，谷扬，邹婷，
申请(专利权)人：南京科远智慧科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：