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全自動平壓平模切機控製係(xì)統開發路線
發布時間:2025-05-25 16:58:27 | 瀏覽量:1192

全自動平壓平模切機是(shì)一台用於紙板、瓦(wǎ)楞紙與覆膜紙張等平張材料的 模切(Die-Cutting)+ 壓痕(hén)/壓線(Creasing) 專用設備。它將傳統“手啤機”的平壓平原理與自動給紙、定位、收紙、故障檢測及安全互鎖係統集成在一起(qǐ),用於批量生產(chǎn)彩盒、彩箱、酒盒、標簽、吊牌以及部分薄塑片類包裝製品。

1.jpg


一、設備原理與工藝痛(tòng)點 Principle & Challenges

1.1 平壓平模切(qiē)基本(běn)工序

給紙(zhǐ) → 定位 → 夾持輸送 → 模切/壓痕 → 清廢(fèi) → 收紙

  • 上下模板平行閉合 的壓切方式可獲得(dé) ≤ 0.1 mm 的套準精度,但也帶來:

    1. 慣性大:320 t 噸位要求曲柄—連杆機構(gòu)在頂(dǐng)死(sǐ)點前(qián)後減速穩停(tíng);

    2. 工位(wèi)間節拍耦合:牙排間歇傳輸與壓切行(háng)程關聯,任何時序飄(piāo)移都會撕紙。

1.2 控製要點 / 難點

要點難點解決思路
多軸同步 (Feeder+Indexer+Platen)機械鏈+間歇凸輪導致剛性耦合(hé),速度曲線不易優化沿用機械主(zhǔ)軸,Feeder 單獨 VFD 調速;牙排位置信號由(yóu)編碼器 Z-PULSE 鑒別,避(bì)免電子凸輪重構成本
套準 & 重複定位紙張延展/靜(jìng)電、牙(yá)排(pái)彈簧疲勞前規/側規 + 光電糾(jiū)偏;PLC 每(měi) 10 ms 校驗(yàn) X6/X7,高速中斷修正
壓力閉環320 t 液壓缸壓力(lì)漂移(yí) 2 %FX3U-4AD 模(mó)塊采 4–20 mA,PID 調 Y12 建壓閥 PWM;設 Press OK = 0.95·設(shè)定(dìng)
安全 Category 320 多處門磁 + 光柵,舊機台常被短接采用 Pilz PNOZ X3+安全繼(jì)電器雙(shuāng)回路,並在(zài) HMI 上實時顯示鏈路(lù)狀態

二、係統(tǒng)配置表 Bill of Materials

分類選型關鍵參數 / 數量
PLCMitsubishi FX3U-80MT/ES-A內置 80 I/O,晶體管 sink 輸出;擴展 FX3U-4AD-PT-DA、FX3U-485-BD
HMIDelta DOP-B10S411 (10.4", 800×600)COM1→PLC RS-422;COM2→VFD (Modbus-RTU)
VFDInovance MD200-11k-4支(zhī)持 0–10 V 模(mó)擬給定 + RS-485 監控
伺服Leadshine EL7-750+0.75 kWIndexer 驅動,5000 ppr 編碼(mǎ)器
安全Pilz PNOZ X3 ×1、SICK 光柵 ×22 N/C 2 N/O 輸出,24 V dc
低壓配電Schneider NSX80N+GV2,Phoenix 24 V/10 A PSU
傳感器Panasonic CX-400 係列光電 12 隻、Ultrasonic double-sheet ×1NPN 輸出
執行元件(jiàn)Airtac 4V210-08 電磁閥 18 隻(zhī),HYDAC 壓力傳感器 1.0-25 MPa

電氣(qì)架構總圖

         ┌──── Pilz PNOZ ────► KM1 / KM3 / STO
三相380  ▣
         └─> MCB → VFD → Main Motor
                │                 ┌─ Encoder
                ▼                 ▼
              PLC FX3U ──485─── MD200 (VFD)
                │RS-422
                ▼
          Delta HMI DOP-B10S411
                │
                ├── DO → Sol/Contactor
                └── AD → Press Sensor

2.jpg

三、控製邏輯與程(chéng)序架構

3.1 任務劃分

程序(xù)段功能主要元件
P0 – 起動/急停主接觸器、E-stop 鏈X0 X1 X2 → Y0 Y1
P1 – 給紙 & 套準(zhǔn)Feeder VFD、雙張檢測、前/側(cè)規X4–X7 X35 → D400 PID v 頻率
P2 – 牙排(pái)夾持氣缸、Servo indexerY5 Y6 Y7 M404 中斷
P3 – 壓切Platen SV、壓力閉環Y10 Y11 Y12 → D410 PID
P4 – 收紙升降電機、計數Y14 Y15 D200 piece counter
P5 – 報警塔燈(dēng)、蜂鳴、HMI 報警號X16–X22 Y16 Y20 Y21

3.2 主(zhǔ)狀態(tài)機(S 位)

S000 IDLE
S010 FEED_READY
S020 REGISTER
S030 PRESS
S040 DELIVERY
S050 PAUSE / FULL
S060 ALARM_STOP
  • 所有轉移條(tiáo)件已在 CSV 指令表(biǎo)給出注釋。

  • 高(gāo)速中斷 M8252 用於 10 ms 捕捉(zhuō)前規 OK→置位 D404 輔助修正。

3.3 HMI 畫麵規劃(huá)

畫麵編(biān)號主(zhǔ)題主要對象 / 元件
00歡迎 / 機器狀態總覽速(sù)度指示表盤、產量、當(dāng)前工單
01自動運行Start/Stop、速度設定、圖(tú)形化節拍(pāi)條
02設定前規微調 ±0.1 mm、壓力設定 kN、定張數停機
03手(shǒu)動 / 試車點動按鈕、I/O 指示燈、模(mó)擬(nǐ)示(shì)教
04報警報警號、文字說(shuō)明、處理指引
05係統用戶權限、IO 校準、維護累計時數

觸摸屏 Macro 樣例(前(qián)規微調)

; Macro No.11  前規 +0.1 mm
READWORD  d100,   &H0004  ; 讀 D100 當前前(qián)規位
ADD       d100,   &H0001
WRITEWORD d100,   &H0004


四、I/O 分配與程序文件

IO表.jpg


梯(tī)形圖程序.jpg


五、擴展建議 Enhancements & Future-Proofing

  1. 電子(zǐ)凸輪改造

    • 若需提(tí)速至 5 500 sph,可以伺服 + 絕對值編碼(mǎ)器替代機械主軸,實(shí)現虛擬主軸 + 電子尺套準。

  2. MES 數據接口

    • PLC 通過 FX3U-ENET-AD 模塊(kuài)上報產(chǎn)能至 ERP;HMI 增加(jiā)二維碼掃描切單(dān)。

  3. 預測維(wéi)護

    • 關鍵軸承、油溫傳感器接(jiē) FX3U-4AD;運行小時數超限自動生成保養(yǎng)任務。

  4. 安(ān)全升級

    • 將現有單(dān)光柵換(huàn)為 SIL 2 擴展型,以支持自動(dòng)重啟抑製(zhì);急停加(jiā)入安全 STO (VFD)。

  5. 能源回收

    • 主電機改用力矩型伺服 + 直流母線回饋可節能 8 %-12 %。


六(liù)、項目落地裏程碑 Milestones

周期(qī)交付物備注
T0+1 周立項 & 電氣方案確認(rèn)BOM、IO list v1.0
T0+3 周電櫃圖紙 / PLC-HMI 程序 AlphaCAD PDF + 程序功能 80 %
T0+5 周現場裝配 & 冷調試IO 點對點、驅動自(zì)學參數
T0+6 周熱聯機試產(chǎn) 10 h速度曲線優(yōu)化、質量確認
T0+7 周FAT & 文檔交付中文/英文手冊、源代碼、備(bèi)份鏡像



 
 
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