Упаковка шоколадных конфет с Дельта Электроникс
Статья о применении сервоприводов, частотных преобразователей, программируемых контроллеров и панели оператора Delta Electronics в линии по упаковке шоколадных конфет.
Описание процесса работы упаковочной машины
Линия для упаковки шоколадных конфет представляет собой последовательность транспортирующих, ориентирующих устройств и связанного с ними узла упаковки. С конвейера, где отливаются шоколадные конфеты (горизонтальная лента) посредством зигзагообразного транспортирующего устройства-укладчика, производится их перемещение на следующий конвейер, где они ориентируются в прямую линию и поступают на движущуюся ленту транспортёра, равномерно заполняя её и выравниваясь. Далее каждая из конфет с помощью сервопривода перекладывается в ячейку ленты следующего транспортёра с разделительными лопатками. Сверху синхронно с ним перемещается упаковочная плёнка с цветными метками. Для их взаимной синхронизации используется датчик метки и индуктивный датчик положения разделительных лопаток. Далее, в узле упаковки, посредством нагреваемых роликов производится продольная сварка плёнки, при этом формируется непрерывный пакет. Одновременно, конфеты перемещаются вперед, внутрь свариваемого пакета, и проходят через позицию поперечной горизонтальной сварки и резки пакета.
Конфигурация системы
1...10 - десять преобразователей частоты VFD-M
1...3 - приёмный транспортёр
4...5 - зигзагообразный укладчик
6...10 - выравнивающий укладчик
11...16 - шесть сервоприводов ASDA-A2
11...13 - подающий транспортёр
14...19 - узел упаковки
Структурная схема соединений
Приёмный транспортёр
Лента транспортёра-формирователя конфет движется и останавливается в соответствие с производительностью устройств, формирующих конфеты, а лента приёмного транспортёра обеспечивает равномерность подачи конфет на упаковку вне зависимости от пауз в работе предыдущего транспортера.
Зигзагообразный укладчик
Посредством движущихся в вертикальной плоскости лент нескольких установленных зигзагообразно транспортёров производится укладка конфет в линию и передача на выравнивающий транспортёр.
Выравнивающий укладчик
Обеспечивает укладку конфет в линию, с одинаковыми промежутками между ними, является буфером, обеспечивающим непрерывную подачу конфет на упаковку, вне зависимости от изменения количества конфет, поступающих с приёмного транспортёра.
Подающий транспортёр
С помощью датчиков обеспечивается необходимое расстояние между движущимися конфетами и ячейками лопаточного транспортёра. Управление ускорением и замедлением ленты даёт возможность с помощью сервопривода обеспечить точную укладку конфет между лопатками транспортёра.
Узел упаковки (лопаточный транспортёр, подача плёнки, резка)
Лопаточный транспортёр обеспечивает разделение потока конфет, узел резки обеспечивает разрезку упаковочного материала на отдельные пакеты. Нагреватель узла упаковки обеспечивает горизонтальное запечатывание пакета , а ролик вертикальной сварки обеспечивает и получение вертикального шва и подачу плёнки.
Конструкция системы
Принимающий узел
Движение ленты транспортёра-формирователя конфет определяется цикличностью их изготовления (отливки) и управляется прерывателем. Лента приёмного транспортёра обеспечивает равномерность подачи конфет на упаковку вне зависимости от пауз в работе предыдущего транспортёра.
Подающий узел
А. Приемный транспортёр. Выполняет функцию накопителя, конфеты укладываются впритык, одна за другой.
В. Регулируемый транспортёр (несколько конфет). Обычно движется синхронно с лопаточным транспортёром. Благодаря разности скоростей, делит каждую порцию конфет на ленте А на одинаковые отрезки (по одной конфете на каждом), причём шаг расположения равен шагу лопаток на лопаточном транспортёре. С помощью датчиков определяется взаимное расположение конфет и лопаток и рассчитывается величина текущего ускорения или замедления ленты. Далее устраняется смещение конфет относительно требуемого положения. Чем более высокая скорость, тем быстрее это может быть сделано. В тоже время при очень большой скорости, возможна нестабильная работа из-за проскальзывания.
С. Регулируемый транспортёр (одна конфета). Обычно он движется со скоростью лопаточного транспортёра. И его назначение такое же, как у транспортёра B. Но длина ленты С равна шагу между лопатками, и на него не должно попадать более одной конфеты с транспортёра B при разгоне или торможении. Главной проблемой является проскальзывание маленьких конфет на большой скорости, и как следствие этого, необходимость в повторной настройке. Для увеличения трения в этом случае между конфетами и лентой, в ленты A, B, и C делаются перфорированными. Для предотвращения проскальзывания ленты относительно шкивов необходимо обеспечит их натяжение. Не должно быть разницы высот между поверхностью транспортёров. Необходима точная настройка положения датчиков.
Узел упаковки
Подача упаковочной плёнки (ось 3). Эта координата с управляемой скоростью является главной осью системы (мастер-ось) другой.
Привод ножа (ось 2). Ось синхронизируется от мастер-оси с помощью встроенной функции “электронного кулачка” (E-CAM function) сервопривода (используется внутренний режим управления позиционированием-integral position control mode)/ По выдаваемым этой осью импульсным командам синхронизируется привод ножа. От энкодера, связанного с осью привода подачи плёнки (мастер оси) поступают импульсы ОА, ОВ. Для обеспечения синхронизации используется функция “электронного кулачка” сервопривода (режим вращающегося ножа-rotary cutting). При поступлении на сервопривод сигнала датчика цветной метки S1 активизируется этот режим и начинается его выполнение. Сервопривод производит захват сигнала метки и, используя параметр Capture SYNC Axis, управляет скоростью “электронного кулачка” для обеспечения точного управления позиционированием ножа.
Привод подачи конфет (ось 1). Эта ось синхронизируется от мастер-оси с помощью встроенной функции “электронного кулачка” сервопривода (используется внутренний режим управления позиционированием-integral position control mode). По выдаваемым этой осью импульсным командам синхронизируется привод резки и привод подачи конфет. От энкодера, связанного с осью привода подачи плёнки (мастер оси) поступают импульсы ОА,ОВ. Для обеспечения синхронизации используется функция “электронного кулачка” сервопривода. Для автоподстройки расположения конфеты на транспортёре используется синхронизация с цветными метками на плёнке.
Настройка параметров механики. Настройка редукции узла натяжения плёнки 1:3 Число импульсов на один оборот ведущего вала узла подачи плёнки-10000, на оборот ведущей оси подачи плёнки (P1-46=2500), Число импульсов энкодера равно - 30000
Настройка профилей мастер оси. Настройка механических параметров: мотор делает один оборот, транспортёh перемещается на один шаг. Настройка коэффициента электронной редукции мастер оси P1-44=128, P1-45=10. С мастер-оси поступает значение длины пакета, которая определяется шагом транспортёра. Профиль «электронного кулачка» приводится далее в таблице, открываемой с помощью опции “manually establish the table ”. Более детально настройка параметров дана в файле описания параметров.
Настройка параметров «летучих ножниц» Для получения высокой производительности используется режим «электронного кулачка» (Pr mode) в ASDA-A2 Более детально настройка параметров дана в файле описания параметров.
Методика проведения пуско-наладочных работ
Настройка датчика подающего транспортёра
A. На странице «ввод параметров» экрана установить параметр «размер конфеты». По умолчанию 30мм.
B. На странице «продукция» при условии «автоматический режим» сначала установить»скорость»=100 и нажать кнопку «подготовка к работе».
C. Войти в экран настройка датчиков подающих транспортёров, нажать «останов наладочный транспортёров» для подачи нескольких конфет или одной конфеты. При постоянной скорости ленты, если положить две конфеты, то расстояние между ними останется неизменным.
D. Положить конфеты на выходной транспортёр и на странице зкрана «настройка датчика подающего транспортёра» произвести настройку согласно указаниям.
E. При расстояниях размер 1 и размер 2 в пределах -200... +200 это достаточно. Нажмите кнопку«останов наладочный транспортёров (несколько конфет)» или кнопку «останов наладочный транспортёров (одна конфета)» и выйдите со страницы «настройка датчика подающего транспортёра».
Настройка сервоприводов узла упаковки
1.Призведите оценку инерции нагрузки.
2.Задайте усиление, установив P2-47=1.
3.Запрограммируйте профиль кулачка, и задайте соответствующие связанные параметры
4.Ручные операции
A. Установите толчковую скорость 5...10 об/мин. B. Включите сигнал цветной ветки. C. Лопаточный транспортёр и вращающийся нож пришли в движение синхронно с валом. Если вал вращаеися, «электронный кулачок»- не формируется, проверьте следующие параметры: P174=2, меняется ли P1-86 при вращении вала? P5-88?=251, P5-97?=1/ P5-19?=1000000
5. Подтвердите направление импульсов «электронного кулачка» от энкодера Проверьте значение параметра P5-37 транспортёра и вращающегося ножа, убедитесь, что оно положительно и увеличивается в процессе работы. Если нет, необходимо изменить подключение энкодера (входы OA,OB)
6.Проверка резки упаковочной плёнки. При резке проверьте находится ли величина параметра P5-79 в районе нуля . Если величина увеличивается в одну сторону, то проверьте: A. Нормальный ли сигнал цветной метки? B. Нет ли проскальзывания вала привода плёнки? C. Правильно ли установлено значение P5-78?