臺達(dá)自動化產(chǎn)品在化妝品灌裝設(shè)備上整合應(yīng)用

【摘要】
        本文主要介紹了臺達(dá)自動化產(chǎn)品在化妝品灌裝設(shè)備——高速灌裝機電氣控制系統(tǒng)上的整合應(yīng)用，該設(shè)備能夠根據(jù)用戶實際生產(chǎn)需要，自由調(diào)整主軸料杯輪盤旋轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)進(jìn)管、灌裝、封管、切尾等化妝品生產(chǎn)加工工藝動作，設(shè)備操作直觀、靈活，生產(chǎn)效率高。整合應(yīng)用體現(xiàn)了臺達(dá)自動化產(chǎn)品具有較高的性價比，臺達(dá)是機械設(shè)備制造類OEM客戶首選工控品牌。

        雖然全球經(jīng)濟仍舊沒有徹底擺脫危機的影響，但是隨著中央鼓勵刺激經(jīng)濟發(fā)展的四萬億政府投資以及中央擴大內(nèi)需等經(jīng)濟政策的有效實行，中國經(jīng)濟實現(xiàn)了觸底V型反彈，尤其是民生行業(yè)，如牙膏、香皂、化妝品等生產(chǎn)制造企業(yè)，市場需求逐漸旺盛，化妝品廠家也要抓住時機，加緊引進(jìn)設(shè)備，逐步恢復(fù)或者擴大生產(chǎn)，以滿足市場需求。目前，化妝品灌裝生產(chǎn)設(shè)備的自動化程度愈來愈高，根據(jù)產(chǎn)品加工工藝不同，會應(yīng)用到不同種類的工業(yè)自動化產(chǎn)品，如人機界面、PLC、變頻器、伺服系統(tǒng)、編碼器、溫控儀表等各類產(chǎn)品。本文論述的化妝品灌裝機就是一個很好的臺達(dá)自動化產(chǎn)品整合應(yīng)用案例。

        化妝品灌裝設(shè)備可以實現(xiàn)自動進(jìn)管、灌裝、封管、切尾、吹屑等一系列生產(chǎn)工藝動作，生產(chǎn)效率較高，可達(dá)100支/分鐘，產(chǎn)品為潔面乳液。更換料杯和灌裝頭等組件，還可以生產(chǎn)其他類型的產(chǎn)品，如牙膏、洗發(fā)水等日用品?？刂葡到y(tǒng)技術(shù)方案配置見表1。

表1 控制系統(tǒng)技術(shù)方案配置

圖1  控制系統(tǒng)技術(shù)方案

        設(shè)備采用臺達(dá)DOP-A系列10.4寸人機界面作為上位機，可以設(shè)定和顯示設(shè)備運行動作和工藝參數(shù)，主控器采用臺達(dá)Slim系列PLC，12SC11T PLC具有高速脈沖輸入和高速脈沖輸出功能，可以采集主軸旋轉(zhuǎn)編碼器AB相脈沖信號，通過PLC程序處理換算為主軸旋轉(zhuǎn)速度值，脈沖信號值還是設(shè)備其他工藝動作關(guān)鍵的時域變化參考量值。二軸高速脈沖輸出同時驅(qū)動二套伺服系統(tǒng)，實現(xiàn)待灌裝管體快速旋轉(zhuǎn)，色標(biāo)傳感器檢測到管體尾端標(biāo)志后，伺服驅(qū)動器立即停止，從而實現(xiàn)了光電定位動作。通過調(diào)整主軸旋轉(zhuǎn)變頻器的運行頻率，可以改變設(shè)備主凸輪軸的轉(zhuǎn)速，從而改變設(shè)備產(chǎn)品加工效率。

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    下面根據(jù)人機界面畫面程序，介紹設(shè)備各種工藝動作。

        調(diào)試設(shè)備，首先要設(shè)定好主機時域參數(shù)，這些參數(shù)決定了相關(guān)工藝動作的時序以及起止，所謂主機時域參數(shù)，是根據(jù)主凸輪軸軸端編碼器旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的脈沖數(shù)，PLC采用二倍頻AB相計數(shù)，編碼器1000線，那么主凸輪軸旋轉(zhuǎn)一周脈沖數(shù)為2000，當(dāng)系統(tǒng)檢測到零位開關(guān)信號后，計數(shù)值清零，重新測量下一周的脈沖數(shù)，以此類推。在每周0～2000的數(shù)字范圍內(nèi)，劃分了若干個小的區(qū)段，定義為主機時域參數(shù)，PLC程序根據(jù)不同時域范圍，以便執(zhí)行不同的工藝動作。時域參數(shù)設(shè)定畫面如圖2所示。

圖2  時域參數(shù)設(shè)定畫面

        設(shè)備調(diào)試完成后，用戶進(jìn)入操作畫面，啟動設(shè)備主軸旋轉(zhuǎn)，設(shè)備自動進(jìn)行進(jìn)管、灌裝、封尾、切尾、吹屑等加工動作，實現(xiàn)化妝品灌裝封裝等工藝。畫面如圖3所示。

圖3 操作畫面

        首先設(shè)定變頻器運行頻率，按下啟動按鈕，主軸料杯輪盤開始選裝，根據(jù)設(shè)定的時域參數(shù)，依次進(jìn)行多個工位動作，首先進(jìn)管動作，空管裝入料杯中（模具），下一步進(jìn)行檢管，也就是檢測料杯是否裝入空管，下一步進(jìn)行光電定位，確認(rèn)空管方向，保證封尾時，管體正反面文字對稱，定位完成后進(jìn)入灌裝工位，灌裝完畢后，進(jìn)入封尾工位，安裝前面的光標(biāo)檢測定位位置，進(jìn)行高位熱塑封管，然后切處管尾，最后吹屑工位，清理干凈后人工裝箱。
        設(shè)備出現(xiàn)故障問題后，彈出報警畫面，提示操作人員檢查相關(guān)部分，如圖4所示。

圖4 報警畫面

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    生產(chǎn)管理畫面可以顯示一個工作日內(nèi)三個生產(chǎn)班次的產(chǎn)量信息，分別統(tǒng)計顯示班產(chǎn)量、日產(chǎn)量，以及近三天內(nèi)的產(chǎn)量，有效地提供個生產(chǎn)管理者控制生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)量。人機畫面程序如圖5所示。

圖5 生產(chǎn)管理畫面

        PLC控制程序通過COM2口通訊程序，RS485通訊方式，傳送人機界面設(shè)定的頻率指令和運轉(zhuǎn)指令，實現(xiàn)通訊控制變頻器運行，提高了設(shè)備自動控制水平。值得一提的是，PLC控制程序巧用SFTL指令，將設(shè)備相關(guān)連續(xù)的工位工件狀態(tài)信息依次傳遞給后續(xù)工位，以便執(zhí)行相應(yīng)的工藝動作，事實驗證，程序簡便而且滿足設(shè)備技術(shù)要求。比客戶之前應(yīng)用的程序要穩(wěn)定可靠。

        根據(jù)客戶設(shè)備技術(shù)要求，中達(dá)電通可以提供給客戶成熟可靠的系統(tǒng)控制方案，憑借著臺達(dá)成熟可靠的自動化產(chǎn)品，再加上提供給客戶完善的現(xiàn)場調(diào)試等技術(shù)服務(wù)，化妝品灌裝設(shè)備獲得了成功開發(fā)，而且為客戶解決了設(shè)備急于出廠的關(guān)鍵問題，調(diào)試成功后，客戶比較認(rèn)可臺達(dá)產(chǎn)品和服務(wù)，后續(xù)其他類型的灌裝設(shè)備都將采用臺達(dá)自動化產(chǎn)品作為首選品牌。實踐再次證明，中達(dá)電通是設(shè)備制造OEM客戶良好的合作伙伴。

作者簡介：
        孫承志，男，出生于1979年10月，畢業(yè)于吉林化工學(xué)院，工業(yè)自動化專業(yè)，現(xiàn)任中達(dá)電通股份有限公司高級應(yīng)用工程師，主要從事臺達(dá)全系列自動化產(chǎn)品技術(shù)支持、售前技術(shù)培訓(xùn)、根據(jù)行業(yè)和設(shè)備特點提供整合應(yīng)用技術(shù)方案、幫助客戶編程調(diào)試，有著豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗。

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