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基于CANopen的全自動(dòng)糊盒機(jī)解決方案

瓦楞紙行業(yè)的設(shè)備大體分為干部和濕部,今天給大家?guī)?lái)一個(gè)干部設(shè)備——糊盒機(jī),且看如何讓糊盒機(jī)shua~shua~的飛起來(lái)~

工藝簡(jiǎn)介:

全自動(dòng)糊盒機(jī)機(jī)器構(gòu)造如下圖所示,按段分可以分為:出紙部—預(yù)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(guò)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(lái)并粘合,最后在接紙部送出。

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程序流程:

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工藝要求:

1、可以根據(jù)不同盒型,自動(dòng)決定各板的目標(biāo)位置。一共定義五中盒型,如下圖所示。

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2、對(duì)于未定義過(guò)的盒型,也即用戶自定義的盒型,要使機(jī)器可以自學(xué)習(xí),當(dāng)機(jī)器學(xué)習(xí)過(guò)這種盒型,自動(dòng)記憶該盒型的相關(guān)參數(shù),使得用戶再次加工該盒型不必輸入任何參數(shù)。

3、所有盒型參數(shù)可以在運(yùn)行過(guò)程中微調(diào),微調(diào)后自動(dòng)存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)微調(diào)后的參數(shù)。

4、對(duì)用戶輸入的盒型參數(shù)可以做合法性檢查,當(dāng)用戶輸入的參數(shù)不合法時(shí),可以給出提示。

5、用戶調(diào)整了傳感器位置,系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)該可以重新校準(zhǔn)。

6、運(yùn)行過(guò)程中,設(shè)備發(fā)生故障,應(yīng)該可以指明報(bào)警發(fā)生在設(shè)備的哪個(gè)部分哪個(gè)點(diǎn)。

7、接紙部分工藝較為復(fù)雜,當(dāng)壓著部傳感器檢測(cè)到紙盒經(jīng)過(guò)的上升沿信號(hào),開(kāi)始計(jì)數(shù)紙盒移動(dòng)的距離,當(dāng)向前移動(dòng)到設(shè)定長(zhǎng)度時(shí),接紙部伺服啟動(dòng),且接紙部伺服帶動(dòng)接紙部的皮帶輪線速度和紙盒的移動(dòng)速度保持一致,接紙伺服移動(dòng)完設(shè)定長(zhǎng)度停止,開(kāi)始下一輪啟動(dòng)再跟隨再停止模式。示意圖如下圖所示:

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8、為了提高效率,部分機(jī)構(gòu)采用絕對(duì)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(gè)軸。

解決方案:

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

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2、接紙部分是整個(gè)系統(tǒng)的難點(diǎn)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(jìn)伺服底層,滿足接紙部高速響應(yīng)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(gè)獨(dú)立的功能模塊,還可應(yīng)用于手動(dòng)/半自動(dòng)機(jī)型。接紙部實(shí)際生產(chǎn)效果如下圖所示。

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3、其他伺服采用Kinco新推出的2S系列驅(qū)動(dòng)器,該系列驅(qū)動(dòng)器支持CANopen總線,支持增量式編碼器、多圈16位通訊式絕對(duì)值編碼器以及單圈20位訊式絕對(duì)值編碼器,調(diào)試簡(jiǎn)單方便。

4、系統(tǒng)的另外一個(gè)難點(diǎn)是,盒型參數(shù)的自動(dòng)存儲(chǔ)與記憶,使用戶不必每次都需要輸入盒型參數(shù),當(dāng)用戶再次加工此前加工的盒型,用戶只需調(diào)出對(duì)應(yīng)的盒型參數(shù)即可。此外,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記憶上一次自動(dòng)計(jì)算的結(jié)果,不必每一次定位前都要進(jìn)行盒型參數(shù)的推導(dǎo)和計(jì)算。與傳統(tǒng)的常用做法不同的是,我們并沒(méi)有把盒型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在HMI的配方數(shù)據(jù)區(qū),而是采用PLC的掉電保持區(qū)存儲(chǔ)盒型數(shù)據(jù)。結(jié)合我們PLC軟件的優(yōu)勢(shì),在CoDeSys中我們可以使用多維數(shù)組和高級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),通過(guò)使用一個(gè)三維數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)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(shù)


這里,BoxParam是一個(gè)盒型參數(shù)的結(jié)構(gòu)體,這個(gè)結(jié)構(gòu)體包含了特定盒型的相關(guān)參數(shù)。通過(guò)這種方式,可以非常方便的管理盒型參數(shù),也方便查找數(shù)據(jù)記錄。

方案配置:

名稱

型號(hào)

說(shuō)明

數(shù)量

觸摸屏

MT4512TE

10.1寸HMI

2

PLC

F122-D1608T

CAN總線PLC,帶16路數(shù)字量輸入,8路數(shù)字量輸出

1

遠(yuǎn)程IO

RP2D-1608C1

遠(yuǎn)程IO模塊,帶16路數(shù)字量輸入,8路數(shù)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(kuò)展卡

PG-LZA-XX

PG Card 支持差動(dòng)ABZ信號(hào),并帶CAN通訊 

2

伺服驅(qū)動(dòng)器

JD630-AA-735

Canopen總線伺服驅(qū)動(dòng)器,帶編號(hào)735特殊底層

1

伺服電機(jī)

SMH150D-0230-20AAK-4HKC

2.3KW伺服電機(jī)

1

伺服驅(qū)動(dòng)器

FD422S-CA-00

Canopen總線伺服驅(qū)動(dòng)器,400w

28

伺服電機(jī)

SMS60S-0040-30KAK-3LKU

0.4KW伺服電機(jī),多圈絕對(duì)值編碼器電機(jī)

12

伺服電機(jī)

SMC60S-0040-30EAK-3LKH

0.4KW伺服電機(jī),增量式省線編碼器電機(jī)

16

CAN插頭

CAN-RCF004

Easycon 接頭

42

方案優(yōu)勢(shì):

1. 整套系統(tǒng)采用CANOpen總線,變頻加伺服多達(dá)31軸;減少了系統(tǒng)接線,節(jié)省了硬件成本。

2.  相比脈沖方案,總線方案可以避開(kāi)脈沖受干擾的問(wèn)題。

3.  使用遵循IEC6113-3標(biāo)準(zhǔn)的CoDeSys編程,支持多維數(shù)組,支持自定義數(shù)據(jù)類型,相比傳統(tǒng)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(tǒng)擴(kuò)展方便,易于后期升級(jí)和維護(hù)。

5.  根據(jù)盒型自動(dòng)計(jì)算各軸位置,自動(dòng)存儲(chǔ)并記憶歷史數(shù)據(jù)極大的降低了用戶操作設(shè)備的難度,傻瓜式操作增強(qiáng)了設(shè)備的易用性。自動(dòng)調(diào)節(jié)各個(gè)工位板型的位置,節(jié)省了人工,提高了機(jī)器的生產(chǎn)效率。

6.  接紙部分的電子凸輪功能是系統(tǒng)的一個(gè)亮點(diǎn),我們把電子凸輪功能做進(jìn)了伺服底層,簡(jiǎn)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(jù)盒長(zhǎng)不同每小時(shí)可生產(chǎn)20萬(wàn)個(gè)盒子以上。


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