液体包装机的发展.docx

液体包装机的发展-轧辊控制定位精度的改进-摘要：液体包装机通过控制垂直密封辊，卧式密封辊，切辊来生产液体包装袋。这些装置分别由伺服电机驱动的多轴伺服机控制。在本文中，我们提出了两种控制方法，使高速生产。一个是两级速度来控制卧式密封辊。这种方法可以连续生产任意大小的包装袋。第二种是相位控制，根据密封位置准确的决定层面的切割位置。这相位控制通过调整切割辊的高进给速度来调整卧式密封辊和切割辊之间的旋转相位差。使用液体包装机的实验结果表明，所提出的控制方法的是有效的。关键词：液体包装机，定位控制，滚动控制1.引言填料密封形式的液体包装机，研发出来是用来生产含酱油拉面汤等液体的包装袋。本机由以下几部分组成：在薄膜上的填充装置，用来填充的液体灌装装置，通过热封薄膜来生产包装袋的密封装置以及一个用来切割包装袋的切割装置。伺服电机单独作为多轴伺服机制来运行这些装置。通过控制每个伺服电机的合作，这些装置不断的生产液体的包装袋。液体包装机，采用了旋转热封口机和旋转切刀来生产包装袋。对于高精度生产包装袋而言，控制这些装置是非常重要的。通过伺服电机的间歇式控制来生产任意大小的包装袋。但是，这种控制方法的限制产率为小于每分钟100个单位。为了解决这个问题，而且确保高速生产，我们提出了使驱动器伺服电机不断的运动的控制方法。在本文中，我们讨论了在移动面上的水平滚动的速度控制和以最大限度地减少定位误差来切割滚动。1.液体包装机横向热封图1显示了在包装过程中的大纲。塑料薄膜通过指示从斜辊的铺开之后被对折。接着，如黄豆酱油之类的液体从灌装喷嘴连续的喷出。与此同时，通过垂直热密封装置和水平热封装置，三面薄膜被折叠密封。最后通过剪切装置切割密封膜，并剪成小包装袋2。纵向热封横向热封指示折叠切割横向热封纵向热封灌装喷嘴斜辊图1.包装过程图2显示了热封切割过程。（a）所示侧视的垂直密封装置，水平方向的密封装置，以及切割设备。（b）所示前视的密封包装袋。垂直密封装置由两滚动式加热器组成的。这些卷筒将垂直、连续的密封薄膜，与此同时填充薄膜。水平密封装置有两个密封卷筒。每个卷筒在对轧辊的周长上有四个热封条。反相的密封条以一个固定的大小，水平的并定期密封膜和生产包装包。在轧辊的周长上，切割设备的使用4个刀片,并在中心水平的密封件上切割。图3显示系统配置。每个卷筒由伺服电机通过齿轮来驱动。水平密封装置和切割设备有着产生原点信号定位控制的传感器。这些起源信号用于同步处理卧式密封轧辊和切割轧辊的信息。切割切割位置包装袋刀具刀片密封条横向热封纵向热封密封轧辊横向热封纵向热封图2. 热封切割过程车轮辐板辗轧辊磁粉制动器放大器放大器放大器放大器原点传感器齿轮原点传感器齿轮齿轮后前加热器切割设备卧式密封装置灌装喷嘴加热器前后方立式密封装置指示折叠图3.系统配置3. 辊控制3.1立辊垂直方向的密封轧辊的旋转以一个恒定的速度来提供一个恒定速度来填充薄膜。3.2水平辊 为了不断生产任意大小的包装袋，水平方向的密封轧辊由两级的速度模式来驱动。图4显示的情况下的速率模式较短的大小袋。在水平的密封阶段时间，密封条的圆周速度必须薄膜的流速所相应。所对应的旋转角度如图5所示。高进给速度的时间与旋转角度所对应。旋转角度，密封条从薄膜被释放出来，与此同时水平辊旋转速度比膜速度更加的快。因此，高速度的填充缩短了密封间距。这个流速模式在固定的周期不断重复。密封条的圆周速率周期高速度的填充密封时间薄膜的速度时间图4. 在较短的密封间距的辊运动密封条密封角图5. 卧式密封轧辊。3.3切辊在移动膜上切割位置的定位由以下两种组合控制方法3。第一个控制方法与水平的密封轧辊是完全一样的。也就是说，切割轧辊也是由两个步骤速度模式驱动的。第二种控制是相位控制，根据密封位置准确的决定切割位置。这相位控制将会使水平的密封轧辊和切轧辊之间的旋转阶段改变，通过调整轧辊的高进给速度。图6显示了两级速度模式与旋转模式在较短的密封间距之间的关系。当密封条的中心与其他相反时，初始水平的密封装置的信号被发出。并且当膜被切断，初始切割信号产生。因此，两个原产信号的时间间隔显示了两个轧辊旋转阶段的区别。为了在流动膜上确定准确的切割位置，两个伺服电机的相位应该被控制在一个恒定值。密封条的圆周速 度初始信号 卧式密封装置初始信号切割刀具的圆周速度膜的速度高速度填充（相位差）切割设备图6.在较短密封间距的两者之间的关系切辊卧式密封轧辊图7. 密封和切割之间的相对位置。为了削减水平的密封件的中心，跟踪控制方法被使用。如图7所示。（的目标值）如公式（1）所示。 （1）此处，L的值为之间的水平密封轧辊与切割轧辊之间的距离，P为密封间距，n为在距离为L内生产包装袋的数量，是膜流动的速度。切轧辊的高填充速度的可调值如公式（2）所示。这个公式演示了反馈控制，由所确定。 (2)此处，为切辊系统的反馈增益，为卧式密封轧辊的高填充速度，为卧式密封轧辊速度模式的周期。此外，切轧辊的高填充速度如公式（3）所示。 (3)两轧辊的旋转相位差反馈到切轧辊的速度的指令上去。在移动的薄膜上，控制器不断的保持密封与切割两者的关系。这些控制方法和锁相环控制（锁相环）比较相似，此外，在PLL上，有着一个有关高进给速度的可调值对应压控振荡器的函数。4实验4.1实验条件我们使用液体包装机（DANGAN_V）来评估所提出的控制方法5。我们对三个反馈增益Kp（0.5，1.5和3.0）进行了相应的测试。实验条件确定为进给速度为15m/min，和密封间距为60mm。4.2实验结果图8显示的测量。在小增益（KP= 0.5）处，出现一个大错误。在大增益（KP= 1.5）的错误降低。在更大型的增益（KP= 3.0）处，出现了振荡。实验结果表明，存在一个最佳的增益反馈值，可以最大限度地减少了错误的切割位置。图8. 的测量表格1显示了机器所得的性能。表1密封间距和生产速度的范围密封间距（mm）生产速度（unit/min）60最低限度40最低限度120最大限度360最大限度5结论在本文中，为了高速度生产，我们提出了不间断轧辊控制。首先是卧式密封