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    英威腾无纺布平面口罩机控制系统应用方案

    发布时间:2020-04-21点击量:

    一、引言

    要说2020年最热门的自动化设备,那一定是口罩机。全球新冠肺炎疫情肆虐,医疗物质和日常防护大量消耗,海内外对口罩的需求量暴涨。口罩需求的暴涨,也直接导致了市场上对口罩机需求的增加。

    由于口罩机线体长,零部件多,口罩又是软件产口,稳定性较差,要做运劲自如,压合精准,达成良品率和机器故障率等核心指标并不容易。面对市场上的鱼龙混杂和巨大的供需缺口,为保障口罩企业高效高速高质运转,英威腾结合自身优势,深度研发工艺流程,集合专业优势力量,以英威腾控制器、伺服、变频器、触摸屏为核心,打造出通用的无纺布平面口罩机生产线控制系统应用方案。该方案不仅满足客户的使用需求,而且大幅度提升设备产能和品质,让科技助力口罩生产更加智能高效。

    在抗疫阵线中,英威腾人虽然不是医疗工作者,但我们愿以实际行动尽社会责任,成为口罩机生产厂家的可靠后援,以科技赋力,让防控战疫更加硬核。

    二、设备(或系统)工艺及控制要求

    1. 无纺布平面口罩机工艺:

    平面口罩是由口罩本体和耳带组合而成,传统口罩设备是指负责口罩本体成型、打片的本体机和负责耳带焊接的耳带机组成,而本体机的效率较高 (120-150 片/分钟) ,耳带焊接机则相对较低 (40-60 片/分钟) ,为了实现本体机与耳带焊接机产量的完美配合,需要一台本体机搭配 2 到 3 台耳带焊接机,在全自动的一体化设备中,一般一台口罩本体机也是连线 2 到 3 台耳带焊接机。

    图1 无纺布平面口罩机工艺图

    2. 无纺布平面口罩机控制要求:

    应用方案主要包含AX70系列可编程控制器、HMI、DA200高性能通用交流伺服系列、GD350系列高性能多功能变频器,可满足用户的使用需求。

    原材料经被动拖动放卷装置,变频器实现较恒定的张力供料;口罩定型通过专用的机械模具,配合超声波模具印出相应图案;分左右两工位的耳带熔接工位,通过控制耳带开/关夹、耳带剪断、平台升降等多工位配合,将耳带焊接在口罩上;两边折叠定型,水平轴将机型伸出结构将口罩成两半,折叠在一起;熔接工位及折叠定型工位,需要保持平台与原料同步焊接,伺服系统应用电子凸轮追剪功能实现往返操作。

    图2是无纺布平面口罩机电气系统应用示意图;

    该系统是PLC与伺服驱动器通过EtherCAT通讯总线实现多轴控制,与触摸屏通过 Modbus TCP 通讯;具有可靠的稳定性,速度快,兼容性高的特点;主传送带采用变频器调节电机输送、步进马达翻转,在焊接及折叠过程中有两轴需往返跟随主轴运行,需支持较复杂的同步指令。传动精确,控制稳定,速度可调。简易调节装置,换料方便,稳定性高故障率低。

    3. 方案特点:

    * 方便接线:本方案采用EtherCAT总线方案,控制器与伺服通过网线连接,节约大量接线时间,提高生产速度;

    * 简便排障:总线方式通讯反馈各轴故障情况,节约故障排查难度与时间;

    * 提高精度:EtherCAT总线高响应速度与同步控制,提高裁切与焊耳定位精度;

    * 提高产能:伺服相对气缸拥有更高的响应与运行速度,英威腾DA200高性能伺服驱动器2.0kHz响应频宽、快速跟随系统指令。

    三、设备(或系统)应用方案设计及效果说明

    1. 电气选型清单:

    名称
    型号
    数量
    品牌
    备注
    控制层
    HMI
    VS-070HS
    1
    INVT
    以太网接口
    CPU模块
    AX70-C-1608P
    1
    INVT

    电源模块
    AX-PWR
    1
    INVT

    数字量输入模块
    AX-EM-1600D
    1
    INVT

    数字量输出模块
    AX-EM-0016DP
    1
    INVT

    驱动层
    伺服驱动
    SV-DA200-1R5-2-N0
    1
    INVT
    EtherCAT通信
    伺服驱动
    SV-DA200-0R4-2-N0
    2
    INVT
    EtherCAT通信
    伺服驱动
    SV-DA200-0R7-2-N0
    1
    INVT
    EtherCAT通信
    伺服驱动
    SV-DA200-0R2-2-N0
    1
    INVT
    EtherCAT通信
    开环步进驱动器

    10
    外购
    EtherCAT通信
    闭环步进驱动器

    3
    外购
    EtherCAT通信
    执行层
    伺服电机
    SV-MM13--1R5E-2-1A4
    1
    INVT
    1.5kw
    伺服电机
    SV-MM06--0R4G-2-1A0
    2
    INVT
    0.4kw
    伺服电机
    SV-MM08--0R7-2-1A0
    1
    INVT
    0.7kw
    伺服电机
    SV-MM06--0R2G-2-1A0
    1
    INVT
    0.2kw
    步进电机

    13
    外购

    边带下压0.4kw,落料伺服0.75kw,耳带下压伺服1.5kw,传送带伺服0.75kw,传输皮带同步伺服0.4kw。

    2. 无纺布平面口罩机图片:

    图3:无纺布平面口罩机整体外观

    图4:无纺布平面口罩机正面部分


    图5:无纺布平面口罩机侧面部分


    四、英威腾无纺布平面口罩机控制系统应用方案优势简介

    1.英威腾AX70系列可编程控制器采用高速处理器和EtherCAT高速总线,支持大规模分布式I/O;标配多种通讯接口,具备强大的组网能力,适用于多种应用场合。集成高性能的运动控制,电子凸轮,电子齿轮,飞剪,追剪等功能齐全,能满足用户实时、高速、高精度和个性化控制需求,只需通过简单的参数设定和程序编写,就可轻松实现定位控制、高度同步控制和凸轮控制等,控制伺服,步进,变频器协同工作。

    2.英威腾PLC运算速度极快,位指令1ns,浮点运算指令150ns。与伺服采用EatherCat通讯,通讯速率高达100Mbps,抗干扰能力强,同时省去很多复杂的接线。

    3.英威腾DA200高性能伺服满足高速、高精、柔性的应用要求,生产速度更快,裁切与焊耳定位精度更高,易用性和拓展性强更强,支持大规模分布式扩展,支持32轴多轴运动。

    4.核心电气部件全套采用英威腾产品,系统性能稳定可靠;同时支持各种编程语言,梯形图,ST语言等简便易懂。

    五、结束语

    英威腾无纺布平面口罩机控制系统应用方案的成功应用,提供了更高性价比的无纺布平面口罩机系统的解决方案,有效的解决了传统控制电气布线复杂,效率低、故障率高等问题,实现了许多传统控制无法实现的功能。英威腾产品的易用性使得口罩机调试维护变得轻松快捷。基于EtherCAT工业以太网,大幅度提升生产效率,满足疫情期间的口罩紧急需求。




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