今日頭條
官方微信
官方抖音
案例頻道
0 引言
近年來，隨著交流伺服技術(shù)的不斷發(fā)展，在越來越多的包裝機(jī)械上，傳統(tǒng)的大功率單電機(jī)傳動逐漸減少，取而代之的是小功率多電機(jī)傳動。
1 傳統(tǒng)控制方案的不足
目前我國國產(chǎn)包裝機(jī)械的生產(chǎn)速度以60單位/分鐘以下為主，超過120單位/分鐘的包裝機(jī)械仍以進(jìn)口為主。制約生產(chǎn)速度提高的關(guān)鍵因素是包裝機(jī)械上有很多存在同步關(guān)系的高頻度定位動作，而傳統(tǒng)上采用單電機(jī)拖動加離合器、制動器方案來控制運(yùn)動部件的啟動和停止，沖擊不可避免，導(dǎo)致離合器或制動器的摩擦片磨損后工作特性降低，影響動作的精度，更不可能完成高頻度、高精度的同步控制。如果各運(yùn)動部件之間的傳動比是變量或傳送鏈較長時，采用單電機(jī)拖動時就需要更換很多傳動部件，操作起來周期長、成本高。
對于有時序上同步要求的變速往復(fù)運(yùn)動部件，傳統(tǒng)上采用機(jī)械凸輪方案。然而，采用機(jī)械凸輪方案存在許多難以克服的缺點：首先凸輪的型面易磨損，磨損后運(yùn)動的精度受到影響；其次，如果凸輪的輪廓比較復(fù)雜或者凸輪的轉(zhuǎn)速大于200rpm，凸輪的設(shè)計和加工將變得非常困難，設(shè)備的成本以及維護(hù)費(fèi)用將大幅增加。因此，包裝機(jī)械上的大量凸輪的應(yīng)用也制約了包裝速度的提高。
2 采用交流伺服技術(shù)控制的優(yōu)點
隨著新型高性能永磁材料材料的不斷出現(xiàn)和電力電子器件的快速發(fā)展，全數(shù)字交流伺服技術(shù)也日趨成熟。交流伺服電機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩、高響應(yīng)性、免維護(hù)等特點使其在包裝機(jī)械上有著普通電機(jī)不可比擬的優(yōu)勢。
交流伺服電機(jī)在包裝機(jī)械上的控制方式大多以位置控制為主，其系統(tǒng)方框圖如下：
當(dāng)一定量的指令脈沖發(fā)出后，D/A變換器根據(jù)偏差計數(shù)器里的滯留脈沖的多少輸出速度指令電壓，通過電機(jī)控制部分驅(qū)動交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中，位置反饋編碼器PG的反饋脈沖使得偏差計數(shù)器里的滯留脈沖減少，當(dāng)偏差計數(shù)器里的滯留脈沖數(shù)量為零時，交流伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度由指令脈沖的頻率決定，電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度由指令脈沖的數(shù)量決定。
目前市場上的主流交流伺服系統(tǒng)可以進(jìn)行很高精度的運(yùn)動控制，其編碼器的分辨率可達(dá)到131072脈沖/轉(zhuǎn)甚至更高，交流伺服電機(jī)可接受500kpps的高速脈沖串，速度頻率響應(yīng)達(dá)到550Hz以上，每分鐘啟停次數(shù)根據(jù)電機(jī)型號不同可達(dá)數(shù)百次到上千次。另外，再加上豐富的軟件資源，完全可以滿足現(xiàn)代包裝機(jī)械的精度和速度要求，實現(xiàn)具有同步關(guān)系的高頻度定位動作，從而取代離合器、制動器和機(jī)械凸輪。
3 結(jié)束語
隨著交流伺服技術(shù)在包裝機(jī)械上的廣泛應(yīng)用，我國的包裝機(jī)械水平將踏上一個新的臺階。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號