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                基于CANopen的全自動糊盒機解決方案

                瓦楞紙行業的設備大體分為干部和濕部,今天給大家帶來一個干部設備——糊盒機,且看如何讓糊盒機shua~shua~的飛起來~

                工藝簡介:

                全自動糊盒機機器構造如下圖所示,按段分可以分為:出紙部—預折部—折返部—勾底部—本折部—壓著部—輸送部。每一段都有兩到四塊金屬板,每塊板下方有金屬壓輪,通過控制各板的位置,使壓輪在特定位置處壓住紙盒,從而使紙盒在特定位置處折起來并粘合,最后在接紙部送出。

                基于CANopen的全自動糊盒機解決方案ccc


                程序流程:

                基于CANopen的全自動糊盒機解決方案ccc

                工藝要求:

                1、可以根據不同盒型,自動決定各板的目標位置。一共定義五中盒型,如下圖所示。

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                2、對于未定義過的盒型,也即用戶自定義的盒型,要使機器可以自學習,當機器學習過這種盒型,自動記憶該盒型的相關參數,使得用戶再次加工該盒型不必輸入任何參數。

                3、所有盒型參數可以在運行過程中微調,微調后自動存儲經過微調后的參數。

                4、對用戶輸入的盒型參數可以做合法性檢查,當用戶輸入的參數不合法時,可以給出提示。

                5、用戶調整了傳感器位置,系統參數應該可以重新校準。

                6、運行過程中,設備發生故障,應該可以指明報警發生在設備的哪個部分哪個點。

                7、接紙部分工藝較為復雜,當壓著部傳感器檢測到紙盒經過的上升沿信號,開始計數紙盒移動的距離,當向前移動到設定長度時,接紙部伺服啟動,且接紙部伺服帶動接紙部的皮帶輪線速度和紙盒的移動速度保持一致,接紙伺服移動完設定長度停止,開始下一輪啟動再跟隨再停止模式。示意圖如下圖所示:

                基于CANopen的全自動糊盒機解決方案ccc

                8、為了提高效率,部分機構采用絕對值伺服控制,包括勾底部勾底組合、勾底升降,本折部左右糊筒以及壓著部壓著伸縮等12個軸。

                解決方案:

                1、 我們采用F1作為CANOpen主站,控制給紙、主機、壓著變頻器。系統的整體方案框架如下圖所示:

                基于CANopen的全自動糊盒機解決方案ccc

                2、接紙部分是整個系統的難點之一,我們采用Kinco功能型JD系列伺服,將電子凸輪功能編寫進伺服底層,滿足接紙部高速響應的要求;集成噴水、踢紙、壓紙等輔助功能,方便用戶使用。接紙部伺服做為一個獨立的功能模塊,還可應用于手動/半自動機型。接紙部實際生產效果如下圖所示。

                基于CANopen的全自動糊盒機解決方案ccc

                3、其他伺服采用Kinco新推出的2S系列驅動器,該系列驅動器支持CANopen總線,支持增量式編碼器、多圈16位通訊式絕對值編碼器以及單圈20位訊式絕對值編碼器,調試簡單方便。

                4、系統的另外一個難點是,盒型參數的自動存儲與記憶,使用戶不必每次都需要輸入盒型參數,當用戶再次加工此前加工的盒型,用戶只需調出對應的盒型參數即可。此外,系統會自動記憶上一次自動計算的結果,不必每一次定位前都要進行盒型參數的推導和計算。與傳統的常用做法不同的是,我們并沒有把盒型數據存儲在HMI的配方數據區,而是采用PLC的掉電保持區存儲盒型數據。結合我們PLC軟件的優勢,在CoDeSys中我們可以使用多維數組和高級的數據結構,通過使用一個三維數組來存儲一組盒型配方,如下所示:

                BOXRecord[Type][SubType][BoxParam]

                盒型記錄   類型  子類型  盒子參數


                這里,BoxParam是一個盒型參數的結構體,這個結構體包含了特定盒型的相關參數。通過這種方式,可以非常方便的管理盒型參數,也方便查找數據記錄。

                方案配置:

                名稱

                型號

                說明

                數量

                觸摸屏

                MT4512TE

                10.1寸HMI

                2

                PLC

                F122-D1608T

                CAN總線PLC,帶16路數字量輸入,8路數字量輸出

                1

                遠程IO

                RP2D-1608C1

                遠程IO模塊,帶16路數字量輸入,8路數字量輸出

                6

                變頻器

                FV100-4T-0150G

                380V/35A,15KW變頻器

                1

                變頻器

                FV100-4T-0022G

                380V/5.8A,2.2KW變頻器

                1

                變頻擴展卡

                PG-LZA-XX

                PG Card 支持差動ABZ信號,并帶CAN通訊 

                2

                伺服驅動器

                JD630-AA-735

                Canopen總線伺服驅動器,帶編號735特殊底層

                1

                伺服電機

                SMH150D-0230-20AAK-4HKC

                2.3KW伺服電機

                1

                伺服驅動器

                FD422S-CA-00

                Canopen總線伺服驅動器,400w

                28

                伺服電機

                SMS60S-0040-30KAK-3LKU

                0.4KW伺服電機,多圈絕對值編碼器電機

                12

                伺服電機

                SMC60S-0040-30EAK-3LKH

                0.4KW伺服電機,增量式省線編碼器電機

                16

                CAN插頭

                CAN-RCF004

                Easycon 接頭

                42

                方案優勢:

                1. 整套系統采用CANOpen總線,變頻加伺服多達31軸;減少了系統接線,節省了硬件成本。

                2.  相比脈沖方案,總線方案可以避開脈沖受干擾的問題。

                3.  使用遵循IEC6113-3標準的CoDeSys編程,支持多維數組,支持自定義數據類型,相比傳統的只支持梯形圖和功能塊圖編程的PLC編程體系自由度更大,更受PLC程序員歡迎。

                4.  系統擴展方便,易于后期升級和維護。

                5.  根據盒型自動計算各軸位置,自動存儲并記憶歷史數據極大的降低了用戶操作設備的難度,傻瓜式操作增強了設備的易用性。自動調節各個工位板型的位置,節省了人工,提高了機器的生產效率。

                6.  接紙部分的電子凸輪功能是系統的一個亮點,我們把電子凸輪功能做進了伺服底層,簡化了PLC程序;成品盒子排列整齊,間距均勻。

                7.  主軸線速度400m/min,根據盒長不同每小時可生產20萬個盒子以上。


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