一次性杯子装袋机解决方案——禾川Q1 运动控制 PLC

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枕式包装机是食品、医药等包装行业中应用比较广泛的一种包装机械。人们在生活中会经常使用到的日常用品和食品的包装，大部分都是枕式包装机封装而成。欧德神思（CODESYS）的紧密合作伙伴——禾川，深入类枕式包装机行业，推出“Q1运动控制+X3E EtherCAT总线伺服”的解决方案，可以实现类枕式包装机——一次性杯子装袋机上的应用。

整机控制模型

整机控制采用虚主轴带各工位实轴的形式保证各工位的同步性要求，并实现曲柄连杆机构进行追剪的运动控制。

系统组成及控制要求

一次性杯子装袋机主要包括以下几个系统部分：

(1) 数杯系统：系统需要使用高速脉冲输出控制杯进给皮带，并使用高速计数功能保证高速数杯的准确性；

(2)推杯系统：动态分配来料，提升来料异常时设备运行效率；

(3)上料系统：实时计算虚主轴与上杯轴、放膜轴齿轮啮合位置，调节杯与膜相对位置；

(4)膜输送系统：双伺服张力调节，色标检测及补偿；

(5)封切系统：伺服控制封切刀台完成追剪控制。

控制系统设计

系统的控制部分采用了禾川 Q1 运动控制器，并整合禾川人机界面、伺服等来实现设备的数杯、上料和准确封装，系统控制部分如图所示。

其中，PLC 是整个系统的核心，进行信号、数据以及逻辑控制处理，它的性能决定了整个系统的品质。Q1PLC 机型具有 16 路高速计数及 8 路高速脉冲输出（频宽为 200K），具有强大的浮点数运算功能以及丰富的周边指令集。系统采用禾川 X3EB- EtherCAT 伺服，其位置环扫描周期为 250us，在同步位置模式下，最小支持 250us 的同步位置周期，通过EtherCAT 通讯协议能够很好的满足设备的同步控制需求。

功能实现

01

如图所示，设备包装数量，包装排数，膜长等参数可通过 HMI 设定。通过程序自动计算各工位自动运行速度以及伺服电子齿轮、电子凸轮与虚主轴的啮合位置，产品规格切换简单便捷。

（HMI 主界面）

02

如图所示，用户可自定义配方名，并通过配方保存、读取等操作一键切换产品规格。

（HMI 配方界面）

03

高速数杯，数杯频率可大 1ms/个。

04

放膜伺服 1 和放膜伺服 2 通过 HMI 设定参数调节膜张力。

欧德神思（CODESYS）软件支持用户开发运动控制系统

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CODESYS 的运动控制是其在同类竞争对手中的一个最突出的竞争优势。CODESYS 将运动控制与逻辑控制合二为一，集成在 IEC 61131-3 标准的CODESYS 编程系统（IDE）和 CODESYS 实时内核运行软件中，形成了CODESYS Motion CNC Robotics 工具包软件。从单轴运动到复杂 CNC 控制和机器人应用，都可以使用 CODESYS Motion CNC Robotics 来编程实现。CODESYS 的运动控制分为 CODESYS SoftMotion 简单运动控制部分和CODESYS SoftMotion CNC+Robotics 复杂运动控制及机器人控制部分。

CODESYS 运动控制包含以下两个功能模块：

1. CODESYS SoftMotion Basic:

工程师可直接在熟悉的CODESYS PLC应用编程软件中，开发单轴运动控制及主从轴运动控制的应用程序。CODESYS PLC 应用编程软件中集成了CODESYS SoftMotion 运动控制功能块。

这些功能块都已经过PLCopen 认证；CODESYS PLC 应用编程软件集成 CAM 图形编辑器，支持在线修改CAM 。

2. CODESYS SoftMotion CNC+ Robotics:

除了 SoftMotion Basic 提供的功能块外，CODESYS 还支持 CNC 和机器人的控制：

（1）图形化的 DIN 66025 编辑器(支持G代码)；

（2）CNC 算法库以及所有用于 CNC 编辑的功能块；

（3）从线性到样条插补的综合插补功能；

（4）强大的路径规划能力，包括 CNC 刀具半径补偿等；

（5）带有可视化元素的不同运动学变换模块，用于在线显示和规划3D路径；

（6）支持虚拟轴和逻辑轴；

（7）支持PLCopen Part4 规范 和包含机器人轴组模型编辑器。免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！