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MAA860R步进驱动系统在立式包装机上的应用

发布日期：2018-01-04 13:30

关键词：深圳市美蓓亚斯科技有限公司、MAA860R步进驱动器、 86HS（□86mm）系列步进电机

一、前言

自动立式包装机适合于膨化食品、虾条、花生、爆米花、麦片、瓜子、果冻、白糖、食盐、洗衣粉等颗粒状条、短条状、粉条状物料的包装。早期的设备采取的是刹车离合器等控制机构，现在发展成为PLC及步进/伺服电机加变频调速为主的控制机构。

深圳市美蓓亚斯科技有限公司针对国内立式包装机现状推出了专用步进控制解决方案，在国内某包装机设备公司得到成功应用并广泛推广。该方案采用了我司MAA860R步进驱动器及86HS（□86mm）系列步进电机，配合客户端的触摸屏、PLC、变频器、变频电机等元器件，构成一整套完整的步进解决方案。该方案性能卓越，具有极高的性价比。

图1 立式包装机设备图

二、工作流程

图2为立式包装机设备工作流程示意图，整个设备工艺过程主要分为送料、拉模、切刀三个部分，整个工艺过程由热封切刀、步进装置、变频装置、牵引皮辊、承切皮辊联动完成。

包装过程中通过材料拉伸进给装置进行进给，塑料薄膜经过薄膜圆筒形成筒状，经过热纵封装置封住侧面，同时包装物注入到袋中，横封机构根据色标光电检测装置剪切包装长度和位置。

图2 立式包装机工作流程示意图

*人机界面：触摸屏，界面上可设置定长封切或色标封切、切袋长度、送袋速度等，当选择为定长封切时，色标封切无效。

*PLC：核心程序的载体，控制各执行机构的运转与协调。根据步进机构的机械传动比、步进驱动器的电子齿轮比、步进电机编码器的线数以及出料辊的周长，PLC程序计算出步进驱动器接收一定数量的脉冲，步进电机驱动出料辊转动，带出一定长度的胶袋，实现定长控制。

*色标传感器：到位信号，负责时间的判断与控制信号的发出。

*主变频装置：负责热封刀的连续上下运动，同时控制出袋速度与效率。

*步进驱动装置：由驱动器、步进电机构成，作为主要运动机构，主要任务是完成定位精度的控制，严格执行来自PLC的脉冲指令控制，同时，保证在频繁启动负载下自身运动的平稳性与快速响应性，使步进电机的一次送料转速满足切刀上下运行的时间要求。步进性能直接反映了这台设备的整机性能与质量。

立式包装机设备的工作流程如下：

1）设备上电，温控器控制封刀处加热器进行加热；

2）送料变频器驱动送料电机以设定的速度输送塑料薄膜，送料感应器检测到送料端放卷的塑料薄膜足够时，送料电机停止送料；

3）温度达到预设值，温控信号导通，主变频器驱动主电机通过机械传动装置控制切刀和封刀的上下往复运动；

4）切刀每向上运动一次，步进信号导通一次，步进电机驱动出料辊夹着塑料薄膜带转动一次，切刀和封刀下切，胶袋形成；

5）设定个数到达或按停止键时，当前胶袋形成后停机，切刀和封刀停在高位停车处。

三、深圳市美蓓亚斯科技有限公司步进系统

本机采用我司MAA860R智能型数字式步进驱动器，该驱动器采用最新专用电机控制DSP芯片和应用矢量控制技术，具有优越的性能表现。驱动器内部集成了参数自动调整功能，能够针对不同电机自动生成最优的运行参数。同时，驱动器具有过压、欠压、过流等保护，其输入输出控制信号均采用光电隔离，具有较高的可靠性。

1）、采用全新32位电机控制专用DSP芯片；
2）、输入电压：18-90V DC/AC，输出电流：1.5A~7.0A；
3）、采用共振抑制技术，自动计算共振点，抑制中/低频振动；
4）、可驱动4、6、8线两相57/60 /86系列步进电机；
5）、光耦隔离差分信号输入，脉冲/方向/使能信号（5V~24VDC兼容）；
6）、脉冲响应频率最高可达200KHZ；
7）、 16档细分可选（400~40000范围内）；
8）、精密电流控制使电机温升大为降低；
9）、具有过流、过压和跟踪误差超差等保护；
10）、报错信号数字输出：OUT+/OUT-；

四、现场调试结果

该包装机设备基本参数如下：

辊轴直径：36mm ；袋长精度：小于0.5mm；

机械减速比：1：4；速度要求：1500RPM；

分别以包装速度（袋/分钟）由40-60-80-120试运行，包装填充稳定。

以200mm长胶袋，系统设定最高包装速度120（袋/分钟）为例，我司产品与某品牌步进电机的性能比较如下：

表1 深圳市美蓓亚斯科技有限公司步进与某品牌步进的对比测试数据表

类别	我司步进	某品牌步进
速度	120袋/分钟	100-110袋/分钟
精度	较高	一般
稳定性	运行平滑	在启停时容易产生震动
噪声	小	较大
价格	适中	较低