全自动旋盖机——电子凸轮应用（追剪功能加扭矩控制）...

王同学玩工控 · 发表于 4 天前

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全自动旋盖机结合电子凸轮技术和PLC（可编程逻辑控制器）进行控制，可以实现高效、精准的操作。电子凸轮技术主要用于实现非线性运动控制，特别是在需要高精度同步控制的应用中。追剪功能加上扭矩控制是这种技术的一个典型应用案例，它要求系统能够在生产线上实时调整动作，同时确保施加在旋盖过程中的扭矩符合预设标准。

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一、追剪功能

追剪功能指的是旋盖机能够根据生产线上的瓶子位置实时调整其动作，确保每个瓶子在经过旋盖机时都能被正确地加盖。这需要精确的位置控制，通常通过安装在生产线上的编码器或传感器来获取瓶子的位置信息，并将其反馈给PLC进行处理。

二、扭矩控制

扭矩控制是指对旋盖过程中施加的力量进行监控和调整，以保证瓶盖既能被正确拧紧，又不会因为力量过大而损坏瓶子或瓶盖。这通常通过安装在旋盖机上的扭矩传感器来实现，传感器会将实际扭矩值反馈给PLC，PLC根据设定的阈值来调整电机的转速或电流。

三、PLC编程

PLC程序设计时，需要考虑如何将电子凸轮控制与追剪功能及扭矩控制结合起来。这通常涉及到以下几个步骤：

信号采集：从传感器读取数据（如位置编码器、扭矩传感器）。
数据处理：根据传感器数据计算出当前状态与目标状态之间的偏差。
控制算法：使用合适的控制算法（如PID控制）来计算出电机的驱动信号。
输出控制：将计算结果转换为对电机或其他执行机构的实际控制命令。

全自动旋盖机的主要组成部分如下：

进瓶输送带：用于将未加盖的瓶子输送到指定位置。
定位装置：确保瓶子在旋盖前处于正确的位置。
旋盖机构：包含电机、减速器、旋盖头等组件，用于将瓶盖旋紧到瓶子上。
出瓶输送带：完成旋盖后的瓶子被输送到下一工序或包装区。
控制系统：包括PLC、触摸屏、变频器、伺服驱动器等电气元件。
检测传感器：用于检测瓶子的位置、瓶盖的存在与否、旋盖是否到位等。

四、系统结构和控制方案

全自动旋盖机的控制方案主要依赖于PLC，以下是该系统的控制流程和技术要点：

1. 信号采集

光电传感器：检测瓶子到达指定位置。
编码器：用于检测输送带的位置和速度。
扭矩传感器：监控旋盖过程中的扭矩大小。
接近开关：检测旋盖头是否到达预定位置。

2. 位置控制

电子凸轮：利用PLC内置的电子凸轮功能，实现瓶子和旋盖头之间精确的位置同步。
伺服电机：通过伺服电机实现精确的位置控制，确保旋盖头能在正确的位置启动和停止。

3. 扭矩控制

PID控制：同样使用PID控制算法，根据扭矩传感器的反馈调整旋盖头的力矩，确保瓶盖被正确旋紧而不损坏瓶子或瓶盖。

4. 故障检测与安全保护

异常检测：监测系统运行状态，发现异常立即停机。
安全连锁：设置必要的安全联锁，确保操作人员的安全。

5. HMI界面

触摸屏：提供人机交互界面，方便操作人员进行参数设置、监控运行状态、故障诊断等。

五、系统的软件设计

（一）、凸轮表关键点计算程序

#define SysRegAddr_HD_D_HM_M

#define point_master1 FDHD[3002] //凸轮表主轴点1

#define point_slaver1 FDHD[3006] //凸轮表从轴点1

#define point_master2 FDHD[3052] //凸轮表主轴点2

#define point_slaver2 FDHD[3056] //凸轮表从轴点2

#define point_master3 FDHD[3102] //凸轮表主轴点3

#define point_slaver3 FDHD[3106] //凸轮表从轴点3

#define all_L_in FDHD[2614] //长度(料长L)用于限制d d<3/5*4/6*L 类似---两个瓶子间距+瓶子宽

#define max_D_in FDHD[2620] //最大前进距离 100 d<D*6/8

#define velocity_master_max1 FDHD[2624] //最大速度限制1 主轴 v<=2L/5t

#define velocity_master_max2 FDHD[2630] //最大速度限制2 主轴 v<=3D/4t

#define velocity_master_max FDHD[2634] //最大速度限制有效限制值主轴上两个最小的

#define time_jiaqu FDHD[2640] //夹取瓶盖时间

double compare_min(double a,double b)

{

if(a>=b)

{

return b;

}

else

{

return a;

}

velocity_master_max1 = ( 2 * all_L_in ) / ( 5 * time_action );

velocity_master_max2 = ( 3 * max_D_in ) / ( 4 * time_action );

velocity_master_max = compare_min( velocity_master_max1, velocity_master_max2 ); //最大速度

if(velocity_master_max<velocity_master_in)

{

velocity_master_in = velocity_master_max; //修改数据

B[358] = 1; //报警显示

}

if(velocity_master_in*time_action < max_D_in*3/4)

{

synchronous_d = velocity_master_in * time_action;

}

else

{

synchronous_d = max_D_in*3/4;

}

point_master1 = synchronous_d / 3; //1 加速

point_slaver1 = synchronous_d / 6;

point_master2 = synchronous_d / 3*4; //2 同步

point_slaver2 = synchronous_d / 6*7;

point_master3 = synchronous_d / 3*5; //3 减速

point_slaver3 = synchronous_d / 6*8;

point_master4 = synchronous_d / 3*5+1; //4 等待

point_slaver4 = synchronous_d / 6*8;

（二）、电子凸轮曲线设计

六、系统的触摸屏设计（部分画面）

七、程序展示——直接上干货

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