運動控制應(yīng)用案例——包裝
行業(yè)簡介
中國目前有包裝機械廠商3600多家，主要生產(chǎn)比較簡單的單機設(shè)備，高端設(shè)備主要依賴進口，只有少數(shù)國內(nèi)企業(yè)能夠提供成套的生產(chǎn)線。今后中國包裝機械市場發(fā)展將呈現(xiàn)以下特點：
首先，包裝機械技術(shù)含量日趨增加。中國現(xiàn)有的一些包裝機械產(chǎn)品技術(shù)含量不高，而國外已將很多先進技術(shù)應(yīng)用在包裝機械上，如遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)（包括監(jiān)控）、步進電機技術(shù)、自動柔性補償技術(shù)、激光切割技術(shù)、信息處理技術(shù)等。
其次，包裝機械市場日趨壟斷化。目前中國除了瓦楞紙箱包裝機械和一些小型包裝機械有一定規(guī)模和優(yōu)勢外，其他包裝機械幾乎不成體系和規(guī)模，特別是市場上需求量大的一些成套包裝生產(chǎn)線，在世界包裝市場中均被幾家大包裝機械企業(yè)（集團）所壟斷。
最后，包裝機械零部件生產(chǎn)專業(yè)化。國際包裝界十分重視提高包裝機械加工和整個包裝系統(tǒng)的通用能力，所以包裝機械零部件生產(chǎn)專業(yè)化是發(fā)展的必然趨勢，很多零部件不再由包裝機械廠生產(chǎn)，而是由一些通用的標(biāo)準(zhǔn)件廠生產(chǎn)，某些特殊的零部件由高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，真正有名的包裝機械廠將可能是組裝廠。產(chǎn)品向多功能與單一、高速兩極化發(fā)展。包裝機械的最終作用在于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品多樣化。
運動控制產(chǎn)品在包裝機上的應(yīng)用主要是實現(xiàn)精確的位置控制和嚴(yán)格的速度同步，用于裝卸、輸送、打標(biāo)、碼垛、卸垛等工序。本行業(yè)可能用到運動控制產(chǎn)品的包裝機械主要包括：紙箱生產(chǎn)線、自動包裝機、真空充氣包裝機、塑料覆膜機、復(fù)合軟包裝機、液體包裝機、包裝機器人、無人操作包裝生產(chǎn)設(shè)備、裝箱 / 裝瓶設(shè)備、清洗、烘干設(shè)備、成型、填充設(shè)備、封口、封蓋設(shè)備、稱量、打包設(shè)備、無菌包裝設(shè)備；主要使用3KW 以下的產(chǎn)品。
目前在本行業(yè)使用最多的是日本品牌的運動控制產(chǎn)品，包括Mitsubshi ，Panasonic ，Yaskwaw 和Sanyo 。Lenze 、Siemens和Rexroth 的產(chǎn)品在本行業(yè)也擁有較多的用戶。
Pilz 的 PMCprimo 簡介
Pilz公司的primo 是專門為包裝機械行業(yè)進行設(shè)計和開發(fā)的運動控制裝置。根據(jù)客戶的要求，采用PMCprimo 控制系統(tǒng)，或者與一個主控制系統(tǒng)（如PLC 、IPC ）連接，自動化功能就能全面得到實現(xiàn)。這一點令包裝機械制造商特別感興趣。
PMC 針對機械制造行業(yè)的需求，完善了電子齒輪，電子凸輪，多軸位置綁定等運動控制軟件功能；另外伺服系統(tǒng)內(nèi)嵌了高速的軟PLC 功能，可以完成各種高速高精度的控制要求；多軸伺服系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化以及具備高速現(xiàn)場總線功能的PMC緊跟伺服技術(shù)的發(fā)展趨勢。
下面是 PMC 在包裝行業(yè)的應(yīng)用案例：
任務(wù)描述
在長度為100 ~ 400mm 、高度達400mm 規(guī)格的、排滿瓶子的托盤的表面上，覆蓋一層薄膜；將商標(biāo)貼在瓶子的正確位置；工步速率達到100 盤 / 分鐘。
這臺機器的靈活性是通過像不同規(guī)格的托盤（長/ 高）、薄膜的長度和可調(diào)整的商標(biāo)位置等參數(shù)來實現(xiàn)的；薄膜位置的精度可以達到1mm 。
通過 Profibus DP實現(xiàn)運動控制單元和PLC之間的通訊；所有參數(shù)都被轉(zhuǎn)換成公制單位；需要利用有位置功能的電子凸輪單元；可以自動識別缺少托盤的狀態(tài)，避免薄膜的浪費。
運動控制的任務(wù)
通過虛擬的主軸和8 個分散的伺服電機實現(xiàn)運動控制；內(nèi)置的運動發(fā)生器可以根據(jù)產(chǎn)品的位置要求、速率輪廓、托盤和薄膜的長度等參數(shù)，計算出傳輸速率和剪切薄膜時的相關(guān)參數(shù)；依靠設(shè)定參數(shù)就可以知道所有分散的電機的運動狀況；同步運動的所有電機跟隨虛擬的主軸運動并調(diào)整各自的速度；光電傳感器測量托盤和商標(biāo)的位置；利用PMCprimo 系統(tǒng)裝置實現(xiàn)一個料卷展開時的張力控制。
設(shè)備
在這個應(yīng)用中，使用了個PMCprimo 16+ 和8個PMCtendo DD4 ，通過CAN 進行鏈接（PMCprimo16+ 實現(xiàn)了全部的PLC 功能）；Pilz 提供所有的自動化產(chǎn)品零部件，包括面板，總線，電纜等等。
編程
編程是通過軟PLC的梯形圖編程工具和提供給運動部件的宏功能塊來實現(xiàn)的；編程符合IEC61131-3 。
中國目前有包裝機械廠商3600多家，主要生產(chǎn)比較簡單的單機設(shè)備，高端設(shè)備主要依賴進口，只有少數(shù)國內(nèi)企業(yè)能夠提供成套的生產(chǎn)線。今后中國包裝機械市場發(fā)展將呈現(xiàn)以下特點：
首先，包裝機械技術(shù)含量日趨增加。中國現(xiàn)有的一些包裝機械產(chǎn)品技術(shù)含量不高，而國外已將很多先進技術(shù)應(yīng)用在包裝機械上，如遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)（包括監(jiān)控）、步進電機技術(shù)、自動柔性補償技術(shù)、激光切割技術(shù)、信息處理技術(shù)等。
其次，包裝機械市場日趨壟斷化。目前中國除了瓦楞紙箱包裝機械和一些小型包裝機械有一定規(guī)模和優(yōu)勢外，其他包裝機械幾乎不成體系和規(guī)模，特別是市場上需求量大的一些成套包裝生產(chǎn)線，在世界包裝市場中均被幾家大包裝機械企業(yè)（集團）所壟斷。
最后，包裝機械零部件生產(chǎn)專業(yè)化。國際包裝界十分重視提高包裝機械加工和整個包裝系統(tǒng)的通用能力，所以包裝機械零部件生產(chǎn)專業(yè)化是發(fā)展的必然趨勢，很多零部件不再由包裝機械廠生產(chǎn)，而是由一些通用的標(biāo)準(zhǔn)件廠生產(chǎn)，某些特殊的零部件由高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，真正有名的包裝機械廠將可能是組裝廠。產(chǎn)品向多功能與單一、高速兩極化發(fā)展。包裝機械的最終作用在于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品多樣化。
運動控制產(chǎn)品在包裝機上的應(yīng)用主要是實現(xiàn)精確的位置控制和嚴(yán)格的速度同步，用于裝卸、輸送、打標(biāo)、碼垛、卸垛等工序。本行業(yè)可能用到運動控制產(chǎn)品的包裝機械主要包括：紙箱生產(chǎn)線、自動包裝機、真空充氣包裝機、塑料覆膜機、復(fù)合軟包裝機、液體包裝機、包裝機器人、無人操作包裝生產(chǎn)設(shè)備、裝箱 / 裝瓶設(shè)備、清洗、烘干設(shè)備、成型、填充設(shè)備、封口、封蓋設(shè)備、稱量、打包設(shè)備、無菌包裝設(shè)備；主要使用3KW 以下的產(chǎn)品。
目前在本行業(yè)使用最多的是日本品牌的運動控制產(chǎn)品，包括Mitsubshi ，Panasonic ，Yaskwaw 和Sanyo 。Lenze 、Siemens和Rexroth 的產(chǎn)品在本行業(yè)也擁有較多的用戶。
Pilz 的 PMCprimo 簡介
Pilz公司的primo 是專門為包裝機械行業(yè)進行設(shè)計和開發(fā)的運動控制裝置。根據(jù)客戶的要求，采用PMCprimo 控制系統(tǒng)，或者與一個主控制系統(tǒng)（如PLC 、IPC ）連接，自動化功能就能全面得到實現(xiàn)。這一點令包裝機械制造商特別感興趣。
PMC 針對機械制造行業(yè)的需求，完善了電子齒輪，電子凸輪，多軸位置綁定等運動控制軟件功能；另外伺服系統(tǒng)內(nèi)嵌了高速的軟PLC 功能，可以完成各種高速高精度的控制要求；多軸伺服系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化以及具備高速現(xiàn)場總線功能的PMC緊跟伺服技術(shù)的發(fā)展趨勢。
下面是 PMC 在包裝行業(yè)的應(yīng)用案例：
任務(wù)描述
在長度為100 ~ 400mm 、高度達400mm 規(guī)格的、排滿瓶子的托盤的表面上，覆蓋一層薄膜；將商標(biāo)貼在瓶子的正確位置；工步速率達到100 盤 / 分鐘。
這臺機器的靈活性是通過像不同規(guī)格的托盤（長/ 高）、薄膜的長度和可調(diào)整的商標(biāo)位置等參數(shù)來實現(xiàn)的；薄膜位置的精度可以達到1mm 。
通過 Profibus DP實現(xiàn)運動控制單元和PLC之間的通訊；所有參數(shù)都被轉(zhuǎn)換成公制單位；需要利用有位置功能的電子凸輪單元；可以自動識別缺少托盤的狀態(tài)，避免薄膜的浪費。
運動控制的任務(wù)
通過虛擬的主軸和8 個分散的伺服電機實現(xiàn)運動控制；內(nèi)置的運動發(fā)生器可以根據(jù)產(chǎn)品的位置要求、速率輪廓、托盤和薄膜的長度等參數(shù)，計算出傳輸速率和剪切薄膜時的相關(guān)參數(shù)；依靠設(shè)定參數(shù)就可以知道所有分散的電機的運動狀況；同步運動的所有電機跟隨虛擬的主軸運動并調(diào)整各自的速度；光電傳感器測量托盤和商標(biāo)的位置；利用PMCprimo 系統(tǒng)裝置實現(xiàn)一個料卷展開時的張力控制。
設(shè)備
在這個應(yīng)用中，使用了個PMCprimo 16+ 和8個PMCtendo DD4 ，通過CAN 進行鏈接（PMCprimo16+ 實現(xiàn)了全部的PLC 功能）；Pilz 提供所有的自動化產(chǎn)品零部件，包括面板，總線，電纜等等。
編程
編程是通過軟PLC的梯形圖編程工具和提供給運動部件的宏功能塊來實現(xiàn)的；編程符合IEC61131-3 。
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