一、引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)和人民生活水平的不斷提高，給傳統(tǒng)的包裝行業(yè)帶來(lái)了良好的發(fā)展機(jī)遇，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，同時(shí)對(duì)包裝機(jī)的品質(zhì)和生產(chǎn)效率也提出了更好的要求。

傳統(tǒng)的包裝機(jī)械多采用機(jī)械式控制，如凸輪分配軸式，后來(lái)又出現(xiàn)了光電控制、氣動(dòng)控制等控制形式。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)日新月異的時(shí)代，各種新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的出現(xiàn)，已不再是單純某一門學(xué)科的發(fā)展，而是各門相關(guān)學(xué)科、多種先進(jìn)技術(shù)的互相滲透和相輔相成的結(jié)果。機(jī)電一體化技術(shù)是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的綜合技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)用過(guò)程控制原理，將機(jī)械、電子與信息、檢測(cè)等有關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)整體比較佳化。

一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)，一般包括觸摸屏加PLC、傳感器、動(dòng)力源、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分，它摒棄了常規(guī)包裝機(jī)械中的繁瑣和不合理部分，而將機(jī)械、電子、傳感器等多種學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)融為一體，給包裝機(jī)械在設(shè)計(jì)、制造和控制方面都帶來(lái)了深刻的變化，從根本上改變了包裝機(jī)械的現(xiàn)狀。

二、控制系統(tǒng)和工藝流程

1、控制系統(tǒng)

以高速三封口填充式包裝機(jī)為例，整機(jī)控制系統(tǒng)由：人機(jī)界面顯示和PLC控制系統(tǒng)、給料稱重系統(tǒng)（伺服電機(jī)、稱重傳感器）、包裝材料進(jìn)給系統(tǒng)（伺服電機(jī)）、剪切封口系統(tǒng)（熱電阻）四部分組成。

圖1 控制系統(tǒng) 

圖2 機(jī)械結(jié)構(gòu)

2、工藝流程

在自動(dòng)工作模式下各執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要按一定順序執(zhí)行動(dòng)作，是按照包裝材料進(jìn)給、制袋、給料計(jì)量和封口傳輸?shù)捻樞颉?/p>

（1）因?yàn)榘b材料帶有公司宣傳標(biāo)準(zhǔn)和圖案，要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位剪切，所以采用伺服控制系統(tǒng)。伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈是1000個(gè)脈沖，利用PLC發(fā)出的高速脈沖可以精確迅速控制伺服電機(jī)運(yùn)行和停止。改變過(guò)去包裝圖案不完整品相殘次屏多的問題，提高生產(chǎn)效率和成品率。

（2）給料采用定位精度高的伺服電機(jī)。伺服電機(jī)可以按照PLC發(fā)出脈沖數(shù)來(lái)精確定位，實(shí)現(xiàn)精確給料。另外還具有雙重反饋裝置，伺服電機(jī)可以返回運(yùn)動(dòng)脈沖數(shù)從而實(shí)現(xiàn)精確給料，稱重傳感器作為第二種檢測(cè)，檢查填充重量，雙重計(jì)量方法有消減少了包裝計(jì)量不準(zhǔn)的問題。

（3）剪切控制系統(tǒng)采用熱電阻加熱自動(dòng)PID恒溫控制，封口迅速美觀。

三、電氣軟件設(shè)計(jì)

填充式食品包裝機(jī)械一般較小，為了便與操作又要節(jié)省空間，采用占用空間較小65535色高分辨率真彩顯示的WEINVIEW MT6056I人機(jī)界面。在人機(jī)界面中設(shè)計(jì)多幅畫面，參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行監(jiān)控、故障報(bào)警、配方存儲(chǔ)和調(diào)用、手自動(dòng)控制。

采用PLC和人機(jī)界面控制的自動(dòng)包裝機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制袋、給料、自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)封裝等多項(xiàng)功能，并可對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，完成自動(dòng)診斷、自動(dòng)報(bào)警和數(shù)據(jù)上傳等功能。由于MT6056I的強(qiáng)大的存儲(chǔ)空間可以保存多組包裝配方，減少操作工勞動(dòng)量提高生產(chǎn)效率。

另外包裝形式多樣，以為機(jī)器只能包裝形式單一，圖中高速填充式包裝機(jī)可以包裝:枕形袋、燙邊袋、三角包、打孔袋、多連包等形式。

人機(jī)界面顯示系統(tǒng)如圖1和圖2所示。可以根據(jù)用戶要求，設(shè)定包裝容量、制袋長(zhǎng)度、每分鐘包裝速度、系統(tǒng)可以精確顯示出實(shí)際產(chǎn)量（袋數(shù)）和準(zhǔn)確計(jì)量數(shù)（填充量），能夠?qū)τ?jì)量數(shù)手動(dòng)清零，具有正常的啟動(dòng)、停止及點(diǎn)動(dòng)按鈕，配方存儲(chǔ)和調(diào)用。

圖1 產(chǎn)品包裝設(shè)置界面 

圖2產(chǎn)品包裝運(yùn)行畫面

四、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，WEINVIEW MT6056I以強(qiáng)大的存儲(chǔ)空間，快速的反應(yīng)速度，操作簡(jiǎn)單方便直觀，受到廣大客戶的歡迎。用HMI和PLC設(shè)計(jì)可靠性高，故障排除迅速準(zhǔn)確，大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。