1 引言
伺服系統(tǒng)在機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品中的應(yīng)用越來(lái)越多，其控制性能往往反映了機(jī)電設(shè)備的控制質(zhì)量。伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了由電液伺服到純電動(dòng)的電氣伺服，電氣伺服又經(jīng)歷了由模擬到模擬·數(shù)字混合再到全數(shù)字化伺服的演進(jìn)過(guò)程。伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)對(duì)象，又分為直流(dc)伺服系統(tǒng)和交流(ac)伺服系統(tǒng)。到90年代初期，隨著微處理技術(shù)、高性能功率半導(dǎo)體功率器件等產(chǎn)品制造工藝的發(fā)展及性價(jià)比的日益提高，交流伺服技術(shù)逐漸成為主導(dǎo)產(chǎn)品。

交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類型來(lái)分，主要由兩大類:永磁同步(sm型)電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)和感應(yīng)式異步(im型)電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)。感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)(im型)交流伺服系統(tǒng)由于感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、制造容易、價(jià)格低廉，具有良好的發(fā)展前景，是未來(lái)伺服技術(shù)的發(fā)展方向之一。

塑料袋封切機(jī)是包裝機(jī)械中較為常見(jiàn)、常用的機(jī)械設(shè)備。在切、封彩色塑料袋高速切袋作業(yè)的送料過(guò)程中需要消除塑料袋的彈性變形，以保證切、封出來(lái)的塑料袋尺寸一致，需要采用高精度的伺服控制系統(tǒng)作為其送料系統(tǒng)的控制來(lái)滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)要求。

2 要求
塑料袋封切機(jī)的原設(shè)計(jì)采用日本三菱plc控制器加日本進(jìn)口的交流伺服驅(qū)動(dòng)器以及交流伺服電機(jī)等實(shí)現(xiàn)其送料最大速度為100m/min。塑料袋封切機(jī)的原理如圖1所示。

圖1 封切機(jī)工作原理圖

2.1 采用時(shí)光科技有限公司的交流伺服控制器需要達(dá)到的目的
(1) 提高送料速度，在提高設(shè)備生產(chǎn)率的前提下保持或提高設(shè)備的定位精度，從而提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力;
(2) 利用時(shí)光科技有限公司的交流伺服控制器具有的plc功能，替代原有進(jìn)口伺服控制器與三菱plc控制器構(gòu)成的系統(tǒng)，避免了外加plc帶來(lái)的成本和資源的浪費(fèi)。同時(shí)利用時(shí)光科技的伺服控制系統(tǒng)隨機(jī)提供的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)-qmcl語(yǔ)言，靈活、方便地開(kāi)發(fā)用戶控制程序，并可以實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)換產(chǎn)品，滿足客戶提出的所有技術(shù)要求;
(3) 控制的硬件部分采用時(shí)光科技有限公司0.75kw伺服控制器配0.75kw電機(jī)(根據(jù)客戶需要以及工料的需要，也可以選用1.1kw伺服控制器配1.1kw電機(jī)。本文以0.75kw控制器為例);
(4) 采用時(shí)光科有限公司的液晶顯示屏取代進(jìn)口的觸摸屏顯示，作為上位監(jiān)控部分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示和數(shù)據(jù)輸入操作，簡(jiǎn)單實(shí)用。
圖2、圖3、圖4分別為塑料袋封切機(jī)外形圖、控制面板和切刀及送料導(dǎo)軌圖。

圖2 塑料袋封切機(jī)外形圖


圖3 塑料袋封切機(jī)控制面板圖


圖4 塑料袋封切機(jī)切刀及送料導(dǎo)軌圖

2.2 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)如附表所示:


3 系統(tǒng)功能
3.1 基本要求
要求通過(guò)上位監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)切袋機(jī)的工作過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，并在伺服系統(tǒng)運(yùn)行中可以對(duì)一些參數(shù)實(shí)時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。

3.2 實(shí)現(xiàn)的功能
(1)切袋機(jī)切白袋的動(dòng)作功能
·系統(tǒng)上電后，在停止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行參數(shù)設(shè)定;
·停止?fàn)顟B(tài)下可進(jìn)行伺服鎖定及解除;
·上電時(shí)可以通過(guò)設(shè)置進(jìn)行手動(dòng)原點(diǎn)復(fù)位，下電時(shí)刀具自動(dòng)回位;
·系統(tǒng)啟動(dòng)后及系統(tǒng)暫停狀態(tài)可以手動(dòng)送料前進(jìn)/后退;
·實(shí)時(shí)顯示切袋速度(單位:個(gè)/min)、批量、切袋個(gè)數(shù)等;
·切袋過(guò)程中自動(dòng)計(jì)數(shù)(設(shè)定批量到自動(dòng)回零;總數(shù)累計(jì)必須手動(dòng)清零);
·切白袋按要求自動(dòng)進(jìn)行袋長(zhǎng)自動(dòng)修正;
·運(yùn)行過(guò)程中計(jì)數(shù)／停止計(jì)數(shù)選擇;
·停止功能，在切刀自動(dòng)停在高位時(shí)立即停止送料;
·精度:可分別設(shè)定袋長(zhǎng)7mm、10mm、20mm、30mm、50mm、100mm、200mm、434mm、500mm、600mm，檢測(cè)精度如下:200mm以下精度達(dá)到0.1mm;200mm以上精度在0.5mm以內(nèi)。
(2) 切袋機(jī)追色的動(dòng)作功能(帶色標(biāo)的彩色塑料袋)
·系統(tǒng)上電后，在停止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行參數(shù)設(shè)定;
·系統(tǒng)上電后，在任何狀態(tài)下均可進(jìn)行伺服鎖定及解除;
·任何狀態(tài)下可對(duì)電機(jī)上下電，下電時(shí)切刀繼續(xù)動(dòng)作送料停止;
·系統(tǒng)啟動(dòng)后及系統(tǒng)暫停狀態(tài)可以手動(dòng)送料前進(jìn)/后退;
·實(shí)時(shí)顯示切袋速度(單位:個(gè)/min)、批量、切袋個(gè)數(shù)等;
·切袋過(guò)程中自動(dòng)計(jì)數(shù)(設(shè)定批量到自動(dòng)回零;總數(shù)累計(jì)必須手動(dòng)清零);
·追色過(guò)程中可以進(jìn)行誤差累計(jì)(當(dāng)誤差累計(jì)值達(dá)到設(shè)定的誤差計(jì)數(shù)值時(shí)，切袋機(jī)發(fā)出變頻器停止信號(hào)，并停機(jī)報(bào)警及液晶顯示器顯示報(bào)警畫(huà)面);
·行過(guò)程中計(jì)數(shù)／停止計(jì)數(shù)選擇;
·止功能，在切刀自動(dòng)停在高位時(shí)立即停止送料;
·精度:試切434mm印刷袋，精度達(dá)到0.1mm。
通過(guò)試運(yùn)行，時(shí)光科技的伺服控制系統(tǒng)控制的塑料袋封切機(jī)送料系統(tǒng)的所有動(dòng)作、保護(hù)、計(jì)量和精度均滿足要求。

4 結(jié)束語(yǔ)
時(shí)光科技的伺服控制系統(tǒng)在塑料袋封切機(jī)應(yīng)用中的所有技術(shù)指標(biāo)在提高了送料速度(送料線速度從vmax=100m/min提高到vmax=126m/min)的前提下均達(dá)到了客戶的要求，從而實(shí)現(xiàn)了提高設(shè)備生產(chǎn)率的目的。同時(shí)采用時(shí)光科技的伺服控制系統(tǒng)完全取代了現(xiàn)有的進(jìn)口plc及伺服執(zhí)行單元系統(tǒng)，在為客戶降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，提高了產(chǎn)品的技術(shù)含量，增加了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)
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[3] 時(shí)光科技有限公司. qmcl參數(shù)使用說(shuō)明書(shū)[z].2004.

作者簡(jiǎn)介
余達(dá)太(1946-) 男 北京科技大學(xué)副教授、教授(博士生導(dǎo)師)，2002年出任時(shí)光科技有限公司(國(guó)家開(kāi)發(fā)投資公司與北京科技大學(xué)共同投資)總經(jīng)理、時(shí)光科技研發(fā)院院長(zhǎng)。