浅议包装机械的机电一体化发展.pdf

工 业 技 术 I ■ 浅议包装机攘灼桃也一体钝发展 王念 【 I I 东理 工大 学 中图分类号 T B 4 8 6 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 9 1 4 X 2 0 1 1 3 2 0 0 3 0 一 O l 传统的包装机械多采用机械式控制， 如凸轮分配轴式， 后来又出现 了电子 控制、光电控制 、气动控制等控制形式。但是随着生产 力的r 1 益提 简， 包 装参数的随机多变， 这些控制系统已越来越难 以满足新形势的发展。这时， 种新技术一机电一 一 体化技术应运而生， 它彻底改变了包装机械的面貌， 使其以全 新的姿态出现在世人面前。 1包装机镰的机电一体化发展 包装是产品进入流通领域的必要条件， 而实现包装的主要手段是使用包装 机械。随着时代 的发展和技术的进步， 包装机械在流通领域 中正起着越来越 大的作用。传统的包装机械多采用机械式控制， 如凸轮分配轴式， 后来又出现 _『电子控 制、光电控制 、气动控 制等控制形式 。 但是随着生产力的日益提高， 包装参数的随机多变， 这些控制系统已越来 越难以满足新形势的发展。这时， 一 种新技术一一机电⋯体化技术应运而生， 它彻底改变 了包装机械的面貌， 使其以全新的姿态 出现在世人面前。 2机电一体化技术的特点 在 当前科学技术 日新月异的时代，各种新技术、新 【艺、新材料、新 设备的出现， 已不再是单纯某 门学科的发展， 而是各 门相关学科、多种先进 技术的 白 相渗透和相辅相成的结果。 机电一 一 体化技术就是这样的一种新技术， 它是在信息 沦、控制论和系统论的基础上建立起来的综合技术。其实质是从 系统观点出发， 运用过程控制原理， 将机械、电子与信息、检测等有关技术进 行有机组合， 实现整体最佳化。 具体地讲， 它是将微机技术引入到包装机械中。 机电一体化从根本上改变了包装机械的面貌。 在这种包装机械中， 微机作 为它的大脑， 取代了常规的控制系统。机械结构是其主体和躯干， 各种仪器、 仪表、传感器是其感官， 它们感受各种包装参数的变化， 并反馈到大脑 微机 中， 各种执行机构则是它的手足， 用以完成包装操作所必需的动作。 个完整的机电⋯体化系统， 般包括微机、传感器、动力源、传动系 统、 执行机构等部分。 它摒弃了常规包装机械中的繁琐和不合理部分， 而将机 械、微机 、 微电 、传感器等多种学科的先进技术融为 体， 给包装机械在设 计、制造和控制方面都带来了深刻的变化， 从根本上改变了包装机械的面貌。 3对包装机■的作用 一 种新技术， 一 旦变成生产力， 常常会起到巨大的作用。如光电定位的误 差远小于机械定位， 微波干燥的效果远好于电加热干燥等等， 机电一体化技术 用 ] 包装机械上的时间虽不长， 但效果是明显的， 作用是巨大的。 3 ． 1使机械结构大为简化 控制系统是机器的发令器官， 传统 的包装机械控制系统多采用继电器、 接触器控制电路， 其复杂程度随着执行机构的增多， 以及调整部位的增加而加 大， 使得机器也越来越复杂， 给制造、调整、使用和维修均带来不便。而机电 ‘体化， 可用微机、 传感技术、 新型传动技术取代笨重的电气控制柜和驱动装 霞， 使零部件数量剧减， 结构大为简化， 体积也随之缩小 3 ． 2产品质量提高 微机内有一个巨大的存储系统， 人们可预先将影响包装机工作的各参数及 仃关数据存入微机， 它能 自动跟踪生产过程。当 个参数或几个参数发生变 化， 这种变化在瞬间反馈至微机， 微机对这些变化参数进行识别、判断并及时 进行相应修j E ， 使包装机随时保持最佳工作状态。而传统包装机在工艺参数 变化时， 其调整多凭经验， 这就难以找到最佳参数 若是几个 r艺参数同时改 变，更是无所适从 。 4 P L C的应用 P L C是用于运动的控制和用于顺序的控制。 运动的控制主要指对工作对象的位置、速度及加速度所作的控制。 J 以是单坐标， 即控制对象作直线运动 也可以是多坐标的， 即控制对象作平嘲、 立体， 甚至角度变换等运动 有时还可控制多个对象， 而这些对象间的运动 可 能还有协 调 。 凡机械总是要运动的， 所以运动控制是任何机械所不可缺少的。 简单的运 动 可使用开关量处理。如部件运动的起、停控制， 方向控制等。但复杂、 精确 的运动的控制则要使用脉冲量 冲量也是开关量， 只是它的取值总是在0 低 电平 、1 高电平 之间不断地交替变化着。脉冲量可把对象的位移与脉冲数 对应， 如果脉冲量控制的位移量很少， 其控制的运动精度将很高。 2 O 世纪5 O 年代诞生于美国数控技术， 简称数控 N c ， 就是基于电子计算机 及脉冲量的应用而不断发展与完善的运动控制技术。而今已发展到非常完善 的境地， 是当今 自动化技术的 。 个重要支柱 。 P L C 也已具备处理脉冲量的能力。P L C 有脉冲信号输入点或模块， 町接收 脉冲量输入 P I 。 P L C 有脉冲信 号输出点或模块， 可输出脉冲量 P 0 。有了处 理 P I ／ P O 这两种功能， 加上P L C已有数据处理及运算能力， 完全可以依N c的原 理进行运动控制。 P L C 运动控制可用闭环， 也可用开环。 开环控制较简单， 而且还能对运动实现协调与精确的控制。 数控 N c 技术 用的控制机部分多是采用这种控制。 但是用 P L C 实现这个控制， 其价格比用N c要低得多。而且它在进行运动 控制的同时， 还可进行其它控制。现加上 P L C各种运动控制模块的开发 与应 用， 以及相关软件的推出及使用， 用P L C 进行种种运动控制 已变得很容易， 其编 程也可使用 N c语言， 很简便。 近年还出现了专门用于运动控制的 P L C ， 即 P M C P r o g r a m m a b l e M o t j o n C o n t r o l 1 e r ， 中方名称为可编程运动控制器。义为P L C 用于精度更高、运动 行程更大、控制的坐标更多、操作更方便的运动控制提供了很好的平台。所 以用 P L C 进行运动控制， 在相当程度上， 可以代替价格比其昂贵的数控系统。 所有控制都得设计程序。 程序设计的方法基本 七有两类 一类是用逻辑处 理方法， 用组合或时序逻辑综合， 进行输入、 输出变换 另‘ 一 类是用 l 程方法设 计， 按不同要求输出控制命令。 逻辑处理方法 比较严密， 可设计出简练、 高效的程序， 但较难把握， 要有相 应的逻辑设计知识。而工程设计方法 比较简明， 好把握， 但效率不是太高。不 过， 当信 P L C 的资源已足够丰富， 效率已不是什么问题 了。 此外， 还可利用经验 设计 。 使用P L C实现顺序控制是 P L C的初衷， 也是它的强项。在顺序控制领域， 至今还没有别的控制器能够取代它。 3、防止大倾 角皮带打滑的处理办法。 1 、螺旋张紧或液压张紧皮带机的打滑 町调整张紧行程来增大张紧力。 但有时张紧行程已不够， 皮带出现 了永久性变形， 这时可将皮带截去。 段重新 进 行 硫 化 。 2 、在使用尼龙带或 E P 时要求张紧行程较长， 当行程不够时也 町重新硫 化或加大张紧行程来解决。 3 、重锤张紧皮带输送机皮带的打滑可添加配重来解决， 添加到皮带不 扣滑为止。但不应添加过多， 以免使皮带承受不必要的过大张力而降低皮带 的 使 用 寿 命 。 30 l 科技 博览 结语 目前， 随着矿l j J 建设步伐的加快， 选煤业范围的拓宽， 大倾角带式输送机的 运用也越来越广泛， 它大倾角、大出率、布置灵活等特点被人们普遍认 识和 接受， 它的安装 已成为选煤厂建设的关键技术。