一种枕式包装机及其控制方法
【专利摘要】本发明提供一种枕式包装机的控制方法，包括：通过料勾信号的信号间隔获取送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器接收到的脉冲数，同时计算接收脉冲数与发送脉冲数间的变量，根据变量使用内建同步抓取修正轴功能修正主从轴间位置关系；通过色标信号感测包装膜上的标记获取送料轴的相位偏差，根据相位偏差及通过送膜轴内建凸轮对位功能，进行相位修正；通过防切信号感测包装物的位置是否正确，若否，停止切刀裁切，开启宏指令实现防切；通过防空信号确定在进入包装区域之前是否存在空包，若是，开启宏指令使送膜轴和横切轴在空包到达位置时暂停运作。本发明通过同步抓取修正功能和凸轮对位功能，提高了枕式包装机包装精度，达到最佳控制，提高了生产效率。
【专利说明】一种枕式包装机及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于包装机械的自动控制领域，涉及一种包装机，特别是涉及一种枕式包装机及其控制方法。
【背景技术】
[0002]枕式包装机是一种包装能力非常强，可以自动完成制袋、填充、封口、切断、成品排除等工序的包装设备，其可以用于食品、医药、化工、生活日用品等产品的包装，它是目前国内最新型的自动连续收缩包装设备，其采用石英远红外管加热，节电高效；收缩温度和电机传动速度稳定可调，且调节范围广；独创滚筒自转装置，可连续工作；现有的枕式包装机主要分为四个部分，送膜轴、纵封轴、横切轴、送料轴，横封纵封的温度控制模块。
[0003]传统的枕式包装机的控制方法主要分为两种:
[0004]一、轴之间的传动方式为机械传动；
[0005]二、轴之间的传动通过运动控制器实现集中控制。
[0006]现在大多采用脉冲分别控制的方式，分别控制送膜轴、纵封轴、横切轴、送料轴四个部分的运动。通过闭环反馈方式实现，主要体现在:
[0007]1.机械传动效率不高，机械磨损大，能耗高；
[0008]2.使用运动控制器传动，编程复杂，成本昂贵；
[0009]3.送料轴通过送料钩进行送包装物，送膜轴负责送出包装膜，横切轴负责对包装膜的裁切及横封，纵封轴负责对包装膜进行纵向热封。
【发明内容】
[0010]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种枕式包装机及其控制方法，用于解决现有技术中枕式包装机包装和裁切的精度和效率存在明显差异的问题。
[0011]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种枕式包装机，包括:送料轴；送膜轴；横切轴；纵封轴；送料变频器；送膜伺服驱动器；切刀伺服驱动器；分别与所述送料变频器、送膜伺服驱动器、切刀伺服驱动器连接的人机界面；与所述人机界面连接的PLC ；安装在所述送料轴上的编码器，用于发送主动脉冲以驱动所述送膜轴和横切轴运转；安装于所述送料轴上的同步抓取修正轴传感器，用于产生和发送料勾信号以监测所述送料轴上的料勾，通过所述料勾信号的信号间隔获取所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器接收到的脉冲数，所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器计算接收到的脉冲数与所述送料轴上编码器发送的主动脉冲数之间的变量，根据所述变量令所述送膜轴和横切轴使用内建的同步抓取修正轴功能修正所述送料轴与所述送膜轴和横切轴之间的位置，确保所述送料轴与所述送膜轴和横切轴之间位置关系不偏移；安装于所述送膜轴上的凸轮对位传感器，用于产生和发送色标信号以监测包装膜上的标记获取所述送料轴的相位偏差，根据相位偏差及通过所述送膜轴内建凸轮对位功能，进行相位修正；安装于所述纵封轴上的防切传感器，用于产生和发送防切信号，通过防切信号感测包装物的位置是否正确，若是，则继续正常运转，若否，则令所述横刀轴停止切刀裁切动作，把切刀拉至零相位位置并停止当前周期运动，同时将所述防切信号发送至所述切刀伺服驱动器，触发切刀伺服驱动器，利用切刀伺服驱动器开启宏指令实现防切；安装在所述送料轴上包装区域前的防空传感器，用于产生和发送防空信号，通过防空信号确定在所述包装物在进入包装区域之前是否存在空包，若是，则将所述防空信号回传至所述PLC，所述PCL计算该空包到热封与裁切处的包数差异，触发所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器，开启宏指令使所述送膜轴和横切轴在空包到达位置时暂停运作，直到下一个包装物进入包装区域时所述送膜轴和横切轴继续运转；若否，则继续正常运转。
[0012]优选地，所述枕式包装机还包括送料盘，对包装膜进行纵向热封的纵封轴，与所述送料变频器连接的送料电机，与所述送膜伺服驱动器连接的包装膜牵引电机，与所述切刀伺服驱动器连接的横封裁切电机。
[0013]优选地，所述送料轴为主动轴，所述送膜轴和横切轴为从动轴。
[0014]优选地，通过发送所述料勾信号，所述送膜轴和横切轴监测所述送料轴的运转。
[0015]本发明还提供一种枕式包装机的控制方法，所述控制方法包括:令送料轴为主动轴，送膜轴和横切轴为从动轴，并令编码器发送主动脉冲以命令从动轴运转；发送料勾信号、色标信号、防切信号、及防空信号；通过料勾信号的信号间隔获取所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器接收到的脉冲数，同时所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器计算接收到的脉冲数与所述编码器发送的主动脉冲数之间的变量，根据所述变量令所述送膜轴和横切轴使用内建的同步抓取修正轴功能修正所述送料轴与所述送膜轴和横切轴之间的位置，确保所述送料轴与所述送膜轴和横切轴之间位置关系不偏移；同时通过色标信号感测包装膜上的标记获取所述送料轴的相位偏差，根据相位偏差及通过所述送膜轴内建凸轮对位功能，进行相位修正；同时通过防切信号感测包装物的位置是否正确，若否，则令所述横刀轴停止切刀裁切动作，把切刀拉至零相位位置并停止当前周期运动，同时将所述防切信号发送至所述切刀伺服驱动器，触发切刀伺服驱动器，利用切刀伺服驱动器开启宏指令实现防切，若是，则继续正常运转；同时通过防空信号确定在所述包装物在进入包装区域之前是否存在空包，若是，则将所述防空信号回传至所述PLC，所述PCL计算该空包到热封与裁切处的包数差异，触发所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器，开启宏指令使所述送膜轴和横切轴在空包到达位置时暂停运作，直到下一个包装物进入包装区域时所述送膜轴和横切轴继续运转，若否，则继续正常运转。
[0016]优选地，所述控制方法还包括初始化送料轴、送膜轴、及横切轴，使所述送料轴、送膜轴、及横切轴回到原点位置。
[0017]优选地，所述控制方法还包括建立送膜轴的第一凸轮曲线和横切轴的第二凸轮曲线；所述第一凸轮曲线为一斜直线，所述第二凸轮曲线为一飞剪曲线；所述送膜轴依据第一凸轮曲线运转，所述横切轴依据第二凸轮曲线运转。
[0018]优选地，所述同步抓取修正轴功能是通过同步伺服参数实现的，所述伺服参数包括观察同步轴的输出位置的同步轴位置计数、同步轴输出的脉冲数的同步周期之间标准长度、同步误差、同步修正率。
[0019]优选地，凸轮对位功能通过凸轮对位参数，所述凸轮对位参数包括信号输入相关设定参数、滤波功能设定参数、滤波强度设定参数、修正方向设定参数、最大修正率设定参数。
[0020]如上所述，本发明所述的枕式包装机及其控制方法，具有以下有益效果:
[0021]1、本发明所述的枕式包装机及其控制方法通过伺服内置的同步抓取修正功能和凸轮对位功能，与PLC配合处理，提高了枕式包装机包装精度，达到最佳控制；
[0022]2、本发明所述的枕式包装机及其控制方法实现了防空和防切功能，达到成本明显降低；
[0023]3、本发明所述的枕式包装机及其控制方法可随意调整凸轮曲线，以满足不同宽度的切刀；
[0024]4、本发明所述的枕式包装机及其控制方法实现自动接膜、无轴传动，提高了生产效率。
[0025]5、本发明所述的枕式包装机及其控制方法使用送料变频器和编码器替换送料伺服驱动器大大降低了机械生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1显示为本发明的枕式包装机的机械结构示意图。
[0027]图2显示为本发明的枕式包装机的实景示意图。
[0028]图3显示为本发明的枕式包装机的控制方法的流程示意图。
[0029]元件标号说明
[0030]
【权利要求】
1.一种枕式包装机，其特征在于，包括: 送料轴；送膜轴；横切轴；纵封轴；送料变频器；送膜伺服驱动器；切刀伺服驱动器； 分别与所述送料变频器、送膜伺服驱动器、切刀伺服驱动器连接的人机界面； 与所述人机界面连接的PLC ； 安装在所述送料轴上的编码器，用于发送主动脉冲以驱动所述送膜轴和横切轴运转； 安装于所述送料轴上的同步抓取修正轴传感器，用于产生和发送料勾信号以监测所述送料轴上的料勾，通过所述料勾信号的信号间隔获取所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器接收到的脉冲数，所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器计算接收到的脉冲数与所述送料轴上编码器发送的主动脉冲数之间的变量，根据所述变量令所述送膜轴和横切轴使用内建的同步抓取修正轴功能修正所述送料轴与所述送膜轴和横切轴之间的位置，确保所述送料轴与所述送膜轴和横切轴之间位置关系不偏移； 安装于所述送膜轴上的凸轮对位传感器，用于产生和发送色标信号以监测包装膜上的标记获取所述送料轴的相位偏差，根据相位偏差及通过所述送膜轴内建凸轮对位功能，进行相位修正； 安装于所述纵封轴上的防切传感器，用于产生和发送防切信号，通过防切信号感测包装物的位置是否正确，若是，则继续正常运转，若否，则令所述横刀轴停止切刀裁切动作，把切刀拉至零相位位置并停止当前周期运动，同时将所述防切信号发送至所述切刀伺服驱动器，触发切刀伺服 驱动器，利用切刀伺服驱动器开启宏指令实现防切； 安装在所述送料轴上包装区域前的防空传感器，用于产生和发送防空信号，通过防空信号确定在所述包装物在进入包装区域之前是否存在空包，若是，则将所述防空信号回传至所述PLC，所述PCL计算该空包到热封与裁切处的包数差异，触发所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器，开启宏指令使所述送膜轴和横切轴在空包到达位置时暂停运作，直到下一个包装物进入包装区域时所述送膜轴和横切轴继续运转；若否，则继续正常运转。
2.根据权利要求1所述的枕式包装机，其特征在于:所述枕式包装机还包括送料盘，对包装膜进行纵向热封的纵封轴，与所述送料变频器连接的送料电机，与所述送膜伺服驱动器连接的包装膜牵引电机，与所述切刀伺服驱动器连接的横封裁切电机。
3.根据权利要求1所述的枕式包装机，其特征在于:所述送料轴为主动轴，所述送膜轴和横切轴为从动轴。
4.根据权利要求1所述的枕式包装机，其特征在于:通过发送所述料勾信号，所述送膜轴和横切轴监测所述送料轴的运转。
5.一种枕式包装机的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括: 令送料轴为主动轴，送膜轴和横切轴为从动轴，并令编码器发送主动脉冲以命令从动轴运转； 发送料勾信号、色标信号、防切信号、及防空信号； 通过料勾信号的信号间隔获取所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器接收到的脉冲数，同时所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器计算接收到的脉冲数与所述编码器发送的主动脉冲数之间的变量，根据所述变量令所述送膜轴和横切轴使用内建的同步抓取修正轴功能修正所述送料轴与所述送膜轴和横切轴之间的位置，确保所述送料轴与所述送膜轴和横切轴之间位置关系不偏移；同时通过色标信号感测包装膜上的标记获取所述送料轴的相位偏差，根据相位偏差及通过所述送膜轴内建凸轮对位功能，进行相位修正； 同时通过防切信号感测包装物的位置是否正确，若否，则令所述横刀轴停止切刀裁切动作，把切刀拉至零相位位置并停止当前周期运动，同时将所述防切信号发送至所述切刀伺服驱动器，触发切刀伺服驱动器，利用切刀伺服驱动器开启宏指令实现防切，若是，则继续正常运转； 同时通过防空信号确定在所述包装物在进入包装区域之前是否存在空包，若是，则将所述防空信号回传至所述PLC，所述PCL计算该空包到热封与裁切处的包数差异，触发所述送膜伺服驱动器和切刀伺服驱动器，开启宏指令使所述送膜轴和横切轴在空包到达位置时暂停运作，直到下一个包装物进入包装区域时所述送膜轴和横切轴继续运转，若否，则继续正常运转。
6.根据权利要求5所述的枕式包装机的控制方法，其特征在于:所述控制方法还包括初始化送料轴、送膜轴、及横切轴，使所述送料轴、送膜轴、及横切轴回到原点位置。
7.根据权利要求5所述的枕式包装机的控制方法，其特征在于:所述控制方法还包括建立送膜轴的第一凸轮曲线和横切轴的第二凸轮曲线；所述第一凸轮曲线为一斜直线，所述第二凸轮曲线为一飞剪曲线；所述送膜轴依据第一凸轮曲线运转，所述横切轴依据第二凸轮曲线运转。
8.根据权利要求5所述的枕式包装机的控制方法，其特征在于:所述同步抓取修正轴功能是通过同步伺服参数实现的，所述伺服参数包括观察同步轴的输出位置的同步轴位置计数、同步轴输出的脉冲数的同步周期之间标准长度、同步误差、同步修正率。
9.根据权利要求5所述的枕式包装机的控制方法，其特征在于:凸轮对位功能通过凸轮对位参数，所 述凸轮对位参数包括信号输入相关设定参数、滤波功能设定参数、滤波强度设定参数、修正方向设定参数、最大修正率设定参数。
【文档编号】B65B57/00GK103754419SQ201410032757
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】周瑞华 申请人:中达电通股份有限公司