CN101434339A - 啤酒饮料玻璃瓶包装生产线中的装卸箱机电气控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种啤酒饮料玻璃瓶包装生产线中的装卸箱机电气控制系统，其包括安装在电气柜中的接触器、稳压电源、伺服控制器、PLC及其输入、输出接口；操作台的按钮开关；设备上的光电、接近开关，电磁阀和执行元件；PLC输入接口分别连接光电、接近开关，按钮开关和稳压电源，输出接口分别连接电磁阀、接触器、执行元件和稳压电源，PLC通过总线与伺服控制器相连，传动机构中的伺服电机由伺服控制器控制带动抓头框架分别作水平移动和垂直升降运动。本发明主传动以水平、垂直两个方向运动叠加而成，通过对电气程序中水平、垂直运动电机伺服控制器的相关数据的设定，就可以得到多种不同的运动轨迹，在使用不同瓶、箱时实现快速更换。
Description
技术领域
本发明涉及啤酒、饮料包装行业，特别是将灌装好的啤酒玻璃瓶、饮料玻璃瓶等的自动装进箱子里的装(卸)箱机，本发明提供了装(卸)箱机的电气控制系统。
背景技术
国内啤酒饮料行业，特别是啤酒行业，在包装生产线上所使用的玻璃瓶装(卸)箱机，其工作方式是通过双臂连杆机构，带动夹头装置，作上下往复运动，从而将输送瓶台上的啤酒玻璃瓶(或饮料玻璃瓶)放入包装纸箱中，完成装(卸)箱程序。图1是连杆结构装(卸)箱机的示意图，这种装(卸)箱机的结构只能适应一定的瓶型、尺寸。电气控制是采用普通的变频器去驱动电机，带动连杆机构运行。其控制动作是由固定在圆盘上的传感器位置所决定的。其行程位置都是固定的不变的。对不同尺寸的产品和瓶型，只能进行人为的机械调整圆盘上的传感器位置，或机械调整头架的上下高度来完成。在更改产品和瓶型时，费时费工。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是改变现有的装(卸)箱连杆结构方式，提供一种结构简单，工作可靠、高效，且对不同尺寸的产品和瓶型可以实现电气程序调整的玻璃瓶装卸箱机电气控制系统。
本发明装卸箱机电气控制系统，包括：
安装在电气柜中的接触器、稳压电源、伺服控制器、程序逻辑控制器(PLC)及其输入、输出接口；
安装在操作台上的按钮开关；
安装在设备上的光电开关、接近开关、电磁阀和执行元件；
所述程序逻辑控制器的输入接口分别连接光电开关、接近开关、按钮开关和稳压电源，输出接口分别连接电磁阀、接触器、执行元件和稳压电源，程序逻辑控制器通过总线与伺服控制器相连，传动机构中的伺服电机由伺服控制器控制带动抓头框架分别作水平移动和垂直升降运动。
本发明采用机械水平移动和垂直升降框架式机械结构(见附图2)提供一种非机械调整的方案，其主传动以水平、垂直两个方向运动叠加而成。由于主传动是两个运动方向的叠加，所以通过对电气程序中水平运动、垂直运动电机减速机的相关数据的设定，就可以得到多种不同的运动轨迹，在使用不同瓶、箱时，实现快速更换。为啤酒、饮料包装线的装(卸)箱提供了一种智能化、高精度、大范围动态可调整的自动装(卸)箱系统。
本机与传统装箱机比较：
| 机型 | 传统型 | 本机 |
| 主传动 | 以机构得到运动轨迹，运动轨迹是唯一的 | 以水平、垂直两个方向运动叠加得到运动轨迹，运动轨迹是无限可变的 |
| 结构 | 传动机构结构复杂，零件数量多，加工量大且要求高 | 没有复杂的机构，零件数量少，加工量小且无特殊要求 |
| 用于不同瓶、箱时的变更 | 通过机械调整 | 通过电气程序设定 |
| 电气化程度 | 一般 | 智能化 |
附图说明
图1是现有装(卸)箱机中连杆结构的示意图，其中图1a是主视图，图1b是俯视图；
图2是本发明的结构示意图，其中图2a是主视图，图2b是侧视图；
图3是本发明的控制电路系统总体框图；
图4是本发明的控制电路原理图(部分一)；
图5是本发明的控制电路原理图(部分二)；
图6操作台安装图；
图7伺服电机及伺服控制器连接简图；
图8是元器件床身安装图，其中图8a是主视图，图8a是左视图；
图9是底板安装图；
图10是电气控制程序流程图。
具体实施方式
如图2所示，本发明应用在玻璃瓶包装生产线的装卸箱机上，该装卸箱机主要包括机架1、水平传动机构2、升降机架3、升降传动机构4、输箱部件6、挡箱部件7、挡箱装置8、输瓶装置9、抓头框架11、分箱装置12、抓头13、导瓶部件14、探瓶部件15、理瓶部件16、控制台和电气柜5，上述升降机架3安装在机架1上并可以通过水平传动机构2沿机架1水平方向运动，抓头框架11安装在升降机架3上并由升降传动机构4带动沿升降机架3垂直运动，抓头安装在抓头框架11上构成抓瓶装置13，输瓶装置9纵向安装在机架1后部，导瓶部件14、探瓶部件15和理瓶部件16依次安装在输瓶装置9上，分箱装置12横向安装在机架1前部，挡箱部件7和挡箱装置8分别安装在分箱装置12的前后两端，控制台和电气柜5安装在机架1侧面。机架1上方内侧有导轨，水平传动机构2通过导轨使升降机架3和升降传动机构4作水平运动，抓瓶装置13装在升降机架3上，抓瓶装置13相对于升降机架3作升降运动，水平运动和升降运动叠加，形成装箱机的主传动，本发明所述的装卸箱机电气控制系统正是针对这部分的一种非机械调整的方案。
本发明的电气控制部分采用程序逻辑控制器(PLC)和伺服控制系统通过总线控制的方式，对啤酒生产线上的装(卸)箱过程的行程，进行电气上的调整。以达到智能化的目的。
所述的自动装(卸)箱控制电路系统由以下几部分组成：
1)安装在电气柜中的自动保护开关、接触器、稳压电源、伺服控制器及程序逻辑控制器和输入输出摸板等控制元件(见附图8)。
2)安装在操作台上的控制按钮、旋钮；急停按钮及人机界面等元器件。(见附图6)
3)安装在设备上的光电开关、接近开关、电磁阀等元器件。(见附图9)
伺服电机由伺服控制器控制，伺服控制器可根据生产流程要求，编制好相应的程序来控制伺服电机的行程和运动轨迹。伺服电机带动框架分别作水平移动和垂直升降运动而带动设备的运转，图7是伺服电机及伺服控制器连接简图。
PLC通过Profibus总线与伺服控制器相连，对伺服电机的水平移动和垂直升降运动进行空间上的相互独立而在运行中又相互关联的X轴和Y轴方向的运动进行协调控制。(附图3所示)
PLC可以是一台工业用Simatic程序逻辑控制器，包含核芯部件CPU，数字量输入模块，数字量输出模块和Profibus总线通讯接口等。本控制电路所用的控制软件为Step7。(附图3)
伺服控制器是德国SEW公司生产的Movidrive MDX 61B控制器，由DER11B旋转变压器卡，Profibus DP接口板等组成。旋转变压器通过屏蔽电缆将伺服电机的位置信号经D9针插头与伺服控制器的旋转变压器卡相连，反馈回去。(附图7)
所述的自动装(卸)箱控制电路系统，采用Profibus总线通讯，将PLC与伺服控制器相连，接收PLC的指令以控制伺服电机的运行状态。(附图3)
装(卸)箱控制系统采用水平移动和垂直升降方向的运行控制方式。伺服电机由伺服控制器控制运行，PLC通过输出摸板给伺服控制器13端子板1#针脚输出开关量信号，通过伺服控制器来控制伺服电机的禁止或运行状态，若1#针脚无信号，则伺服电机处于禁止状态，设备不能运行。若输出摸板Q21.6有输出给伺服控制器13端子板1#针脚，则伺服电机准备好了，设备可以运行。此时PLC通过Profibus总线系统与伺服控制器相连接进行通讯，来控制伺服电机的运行(附图3、附图4、附图5)。其装(卸)箱过程实行闭环反馈控制，它把伺服控制器实时采集的信号，通过Profibus总线系统反馈到PLC中，而PLC反过来又是通过Profibus总线通讯对伺服控制器发出命令，来控制设备的运行状态，包括其行程和速度。主传动电机为水平移动和垂直升降两个伺服电机，它带动夹瓶装置作水平与垂直二个方向的往复运动进行装(卸)箱运动。
在实际生产中，通过编制好的电气控制程序.可同时控制空间上相互独立而在运行中又相互关联的水平与垂直方向上的运行过程.PLC通过Profibus总线与伺服控制器进行通讯，实时获取其运行行程，根据不同的行程和设备所处的位置，输出相应的驱动控制信号，来控制夹头的抓瓶放瓶动作；输出进瓶控制信号，以控制输瓶电机的运转；输出输箱控制信号，控制输箱电机的进出箱运行；输出阀控制信号，以控制电磁阀的动作.在开始自动生产时，水平移动电机向输瓶台方向运动，到达事先设定的位置时，垂直升降电机下降，水平移动电机到达目标值时停止前进，在电气控制程序中垂直升降电机下降到事先设定的位置时看输瓶台上进瓶是否完成。若没完成，垂直升降电机处于等待状态，若进瓶完成，则垂直升降电机下降到目标值时，停止下降。此时到达夹瓶位置，夹头电磁阀动作夹瓶。夹瓶完毕后垂直升降电机上升，到达事先设定的位置时水平移动电机向输箱带方向运动，与此同时，垂直升降电机在水平移动电机向输箱带方向运动到达事先设定的位置时开始转为下降，水平移动电机到达目标值时停止运行。垂直升降电机下降到事先设定的位置时看输箱动作是否完成。。若没完成，垂直升降电机处于等待状态，若输箱完成，箱到位，则垂直升降电机下降到目标值时，停止下降，此时到达放瓶位，夹头电磁阀动作放瓶。放瓶完毕后垂直升降电机上升，到达事先设定的位置时水平移动电机向输瓶台方向运动，重复上述运动轨迹，带动夹瓶装置作装(卸)箱运动。水平移动电机和垂直升降电机的位置值和目标值可根据生产中不同的产品和瓶型在控制台上的触摸屏上进行设定，通过电气控制程序的控制，达到快速更换的目的。其电气控制程序流程图如图10。
Claims (2)
1、一种啤酒饮料玻璃瓶包装生产线中的装卸箱机电气控制系统，其特征在于包括：
安装在电气柜中的接触器、稳压电源、伺服控制器、程序逻辑控制器及其输入、输出接口；
安装在操作台上的按钮开关；
安装在设备上的光电开关、接近开关、电磁阀和执行元件；
所述程序逻辑控制器的输入接口分别连接光电开关、接近开关、按钮开关和稳压电源，输出接口分别连接电磁阀、接触器、执行元件和稳压电源，程序逻辑控制器通过总线与伺服控制器相连，传动机构中的伺服电机由伺服控制器控制带动抓头框架分别作水平移动和垂直升降运动。
2、权利要求1所述的啤酒饮料玻璃瓶包装生产线中的装卸箱机电气控制系统，其特征在于程序逻辑控制器是一台工业用Simatic程序逻辑控制器。
Priority Applications (1)
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| CNA2008101565757A CN101434339A (zh) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | 啤酒饮料玻璃瓶包装生产线中的装卸箱机电气控制系统 |
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| CNA2008101565757A CN101434339A (zh) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | 啤酒饮料玻璃瓶包装生产线中的装卸箱机电气控制系统 |
Publications (1)
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ID=40709003
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| CNA2008101565757A Pending CN101434339A (zh) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | 啤酒饮料玻璃瓶包装生产线中的装卸箱机电气控制系统 |
Country Status (1)
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2008
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