“森創”交流伺服在粉劑包裝機上的應用
北京和利時電機技術有限公司(原四通電機)
隨著粉劑包裝設備的不斷推陳出新，高效率、高精度、自動化、智能化已經成為新的尺度。而一些結構簡單、成本低廉、性能可靠的粉劑包裝機械更是受到中小企業用戶的歡迎，這類粉劑包裝機械大部分是以電機帶動一個螺桿，螺桿的轉速決定下料的速度，螺桿的轉數決定下料的重量，因此電機在高速下的定位精度和響應能力往往成為左右此類設備性能優劣的主要因素之一。
簡單來說，粉劑包裝機的工作原理可以簡化為8個字“螺桿定量、稱重反饋”。該設備控制系統的方框圖可以簡化如下圖所示：
如圖所示，上位機在系統中作為“控制器”，廠家一般采用自己開發的單片機外加文本顯示器控制。由單片機根據反饋信號確定每次灌裝時發送給伺服驅動器的脈沖數量，控制電機的行程。只有在每次更改新的粉劑品種和包裝重量時，需要讓單片機完成一個自學習的過程。電子秤在系統中充當“變送器”，稱重后形成一個反饋信號，此信號與目標值在單片機內形成一個偏差信號，以確定下一次灌裝時發送給伺服系統的脈沖數。
伺服電機和驅動器在系統中擔任“執行機構”的角色。粉劑包裝機出料的速度取決于電機的轉速和螺桿上螺旋的間隙，但是螺旋的間隙過大會給粉劑包重量的精度產生影響，所以考慮由提高電機的轉速來實現提高包裝出料速度的目的。這就要求帶動螺桿的電機具有高速下實現精確定位的能力，而伺服電機與步進電機相比，而具有響應能力強、力矩保持好、定位精準等特點，大大提升了粉劑包裝機械的性能。在該設備上，伺服電機采用位置控制方式，接收上位機的脈沖實現定位，由出料口處的光電傳感器作為電機的觸發信號，當包裝袋移動到傳感器附近時，傳感器被觸發，電機動作，開始下料。現場調試時將電機上到額定轉速1500rpm，調節參數提高電機速度和位置響應，實驗中包裝500克的粉劑，每分鐘可以包裝40-50袋、誤差在2克左右，能夠滿足用戶的實際使用需要。
此外，由于該設備的控制部分是單片機系統，易于受到干擾，因此需要采取一些措施來抑制干擾，比如設備布線時要強弱分開，設備要良好的接地，單片機的信號線采用雙絞屏蔽線，控制電源要加隔離變壓器或濾波器來抑制高頻干擾信號的進入等等；以上措施可以有效地改善現場的干擾問題，使設備能夠正常工作。
經過我公司和客戶的共同努力和積極配合， “森創”交流伺服系統在粉劑包裝機上得到了成功的應用，達到了最終用戶的實際使用要求。雖然該設備對伺服的使用比較簡單，但是對伺服的性能要求較高，我們也可以根據設備的不同規格和需要，對伺服系統進行相應的調整，這也反映出了我們公司作為擁有自己核心開發技術的公司的一種優勢所在。
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