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        自動化包裝機械控制系統(tǒng)的設計方法探討

        2020-09-10 22:23:56賀曉丹
        內(nèi)燃機與配件 2020年16期
        關(guān)鍵詞:自動化

        賀曉丹

        摘要:對自動化包裝控制系統(tǒng)進行了分析,介紹了其設計特點,并從模塊化、傳動系統(tǒng)人機界面、運動控制和微調(diào)整處理結(jié)構(gòu)等方面對自動化包裝機械控制系統(tǒng)的設計方法進行了探討。

        關(guān)鍵詞:自動化;包裝機械;控制系統(tǒng)

        0? 引言

        在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下,商品種類不斷豐富,這為包裝行業(yè)的發(fā)展提供了非常好的環(huán)境和機遇,這樣包裝機械的需求量在不斷增加,越來越多的企業(yè)進入到包裝機械的生產(chǎn)中,市場競爭也不斷加劇。在這樣的背景下,包裝機械企業(yè)要想生存和發(fā)展,在激烈的市場競爭中穩(wěn)步發(fā)展,包裝機械生產(chǎn)企業(yè)需要加大研發(fā)投入,創(chuàng)新技術(shù)水平,從設計和制造工藝等方面入手,不斷提高包裝機械設計制造水平,制造出優(yōu)質(zhì)、高性能的包裝機械[1]。

        1? 自動化包裝機械控制系統(tǒng)分析

        隨著信息技術(shù)、自動化技術(shù)等的快速發(fā)展,包裝機械設計制造迎來了新的機遇,包裝機械控制系統(tǒng)朝著自動化方向發(fā)展。通過應用自動化技術(shù),實現(xiàn)包裝機械的自動化控制,不僅可以有效的提供包裝工作的效率,而且還能夠降低工作人員的勞動強度,降低勞動力的使用,降低人力資源成本,從而為企業(yè)提高更多的經(jīng)濟效益。自動化包裝機械控制系統(tǒng)和現(xiàn)代機械加工處理技術(shù)之間有著密切的關(guān)系,包裝機械自動一體化是通過外部機械設備和包裝工序作用來實現(xiàn)的[2]。

        2? 自動化包裝機械控制系統(tǒng)設計特點

        當前,自動化包裝機械控制以其具有的高效率、自定義流程等方面的優(yōu)勢,在加工領域應用的越來越廣泛,應用自動化包裝機械不僅能夠?qū)崿F(xiàn)批量化的高效包裝,而且還可以進行外部包裝的精細化加工,完成小批量、多品種的生產(chǎn)。此外,其還可以基于材料的數(shù)據(jù),分辨材料的材質(zhì),從而完成差異化的包裝,通過這樣的方式可以有效地降低包裝的成本。具體來說,自動化包裝機械控制系統(tǒng)設計具有以下特點[2]:

        2.1 單獨計算機的控制

        在自動化包裝機械控制中,包裝機械有計算機進行控制,從而實現(xiàn)機械的自動化操作,通過這樣的方式可以高效、準確的完成繁瑣的包裝工作,保證系統(tǒng)的良好運行。利用計算機技術(shù),還可以對包裝的流程進行實時的監(jiān)視,在必須時也可以通過輸入操作指令的方式來對機械進行人工操縱,從而更好地完成包裝工作。

        2.2 小批量、多品種生產(chǎn)

        在自動化包裝機械控制系統(tǒng)中,可以對系統(tǒng)進行模塊化的設計,通過設計不同模塊,可以滿足不同客戶的多樣化包裝需求,由于具有這些特點,使其在小批量、多品種的包裝工作中具有十分重要的作用?;谶@一系統(tǒng),可以使包裝生產(chǎn)的周期被極大的縮短,具有重要意義。

        2.3 分辨材質(zhì)

        該系統(tǒng)可以通過計算機來自動收集和分析各種包裝材料的相關(guān)數(shù)據(jù),從而能夠?qū)崿F(xiàn)包裝材質(zhì)的高質(zhì)量、高效率的識別。在系統(tǒng)中設置有探測器,具有加高的分辨率,可以快速、精確的對材料材質(zhì)進行分析。在材料出現(xiàn)變化情況以后其能夠第一時間發(fā)現(xiàn)并且實現(xiàn)其材料質(zhì)量進行自動化分析。在完成材料的分析工作之后,分析結(jié)構(gòu)會在計算機屏幕上顯示出來,方便人們的使用。

        2.4 生產(chǎn)成本降低

        在自動化包裝機械的應用以后,包裝的效率會大幅度提升,能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模化的生產(chǎn),這樣可以有效的降低勞動力的使用,提高包裝的效率,從而為企業(yè)縮減成本,創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。

        3? 自動化包裝機械控制系統(tǒng)的設計

        自動化包裝機械控制系統(tǒng)設計工作中,主要工作包括模塊化、傳動系統(tǒng)、人機界面、運動控制和微調(diào)整處理結(jié)構(gòu)等幾方面的設計,下面進行詳細的分析:

        3.1 模塊化

        在當前包裝機械控制系統(tǒng)的設計過程中,最為核心的是進行自動化設計,這樣才能夠有效地提高包裝的質(zhì)量和效率。在自動化設計過程中,應充分結(jié)合包裝機械的特性,提高包裝機械的自動化水平。在自動化包裝機械控制系統(tǒng)的設計過程中,模塊化設計具有重要作用,通過進行模塊化的設計,可以極大的豐富包裝機械控制系統(tǒng)的多樣性,從而有效地提高其功能。

        3.2 傳動系統(tǒng)

        傳動系統(tǒng)設計是自動化包裝控制機械控制系統(tǒng)設計中的一項重要內(nèi)容,在實際設計過程中要根據(jù)生產(chǎn)實際,修正工藝效率。在傳動系統(tǒng)的設計過程中,最重要的部分是電機運行情況的設計,通過結(jié)合電機運行的周期性,利用伺服軸實現(xiàn)對傳動系統(tǒng)的把控,通過這樣的方式來實現(xiàn)包裝的傳遞。通過實現(xiàn)電機驅(qū)動的獨立把控,對于提高壓軸和位置效率的協(xié)同性具有重要意義,能夠?qū)崿F(xiàn)對轉(zhuǎn)動流程中慣性的有效把控,有效地降低對于伺服電機的影響[4]。

        3.3 人機界面

        在人機界面的設計方面,需要體現(xiàn)出大數(shù)據(jù)的功能,實現(xiàn)對設備運行數(shù)據(jù)的及時捕捉。在包裝機械運行過程中,如果出現(xiàn)了機械故障,必須要做好相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄工作,從而為故障的解決提供數(shù)據(jù)支持。在人機界面設計中,最常用的人機交互方式就還是觸摸屏;在管理方面可以采用PLC進行控制,通過其可以實現(xiàn)對生產(chǎn)參數(shù)設定的精準把控,基于這樣的方式,用戶即使在更換產(chǎn)品以后,也能夠快速的確定對應措施。此外,在人際界面的設計過程中,應充分了解產(chǎn)品的實際需求,將工藝參數(shù)的自動化效果加以體現(xiàn)。

        3.4 運動控制

        在自動化包裝機械控制系統(tǒng)的設計過程中,通過進行運動控制,可以精準的控制包裝機械的運行情況,從而提高包裝機械工作的效率和準確性。在運動控制設計中,應確保伺服電機具有自動化功能修正的能力,從而使其能夠在低振動和高效率的情況下,仍能正常運行。在運動設計的過程中,應將自動化作為控制的主體,使電機具有單獨改變運動狀況的能力,通過這樣的方式來提高伺服電機運行的獨立性。此外,為了提高包裝機械運行控制的精準性,可以采用多軸編程的方式,這樣系統(tǒng)運行的平穩(wěn)度會得到極大的提升。在設計時還應該注意代碼編程能夠?qū)Ξa(chǎn)品更新時間進行記錄,從而有效地提升設備的整體水平。在進行流程設計時,要確保其具有抗干擾的特性,要確保包裝機械的各個子系統(tǒng)具有比較強的協(xié)調(diào)功能,從而能夠?qū)崿F(xiàn)同步控制,降低產(chǎn)品的誤差,從而提高包裝的質(zhì)量和效率。

        3.5 微調(diào)整處理結(jié)構(gòu)

        對于自動化包裝機械控制系統(tǒng)而言,微處理結(jié)構(gòu)具有重要的作用,能夠保證系統(tǒng)平穩(wěn)運行、設備正常運轉(zhuǎn)。在實際應用中。有一些產(chǎn)品在經(jīng)過自動化機械微調(diào)以后,還是不能夠通過審核,對于這些產(chǎn)品就需要進行人工審核。文中所提到的微處理結(jié)構(gòu),主要是指對產(chǎn)品包裝生產(chǎn)過程中可能會造成嚴重影響的問題進行處理。舉例來說,在進行包裝圖案的印刷過程中,應進行標識位置的調(diào)整以及材料富余等工作,對于這些問題,工作人員就需要進行處理結(jié)構(gòu)的設計,通過這樣的方式來確保設計的包裝可以通過審核,推動包裝生產(chǎn)自動化、系統(tǒng)化。舉例來說,調(diào)整包裝機械的做功速率是一種常用的結(jié)構(gòu)處理設計方式,在進行微結(jié)構(gòu)程序設計時,可以應用以下公式:

        功率=速度×時間? ? ? ?(1)

        包裝尺寸:長×高×寬? ? (2)

        在自動化技術(shù)不斷發(fā)展的背景下,自動化包裝機的控制系統(tǒng)也在快速的發(fā)展,推動控制系統(tǒng)設計模式的多元化,從而可以滿足用戶的不同需求。用戶可以根據(jù)實際需求,利用控制程序的選擇功能,來滿足自身實際需求,進行統(tǒng)一化的生產(chǎn)包裝,或者是差異化的包裝,從而實現(xiàn)包裝生產(chǎn)的自動化,提高生產(chǎn)的效率。舉例來說,在實際應用過程中,生產(chǎn)人員在操作界面可以通過輸入口令來實現(xiàn)差異化的生產(chǎn),如其輸入“藍色”、“白色”口令,點擊差異化生產(chǎn),并選擇執(zhí)行,包裝機就會進行白色-藍色的生產(chǎn)模式,在生產(chǎn)循環(huán)周期結(jié)束后點“end”,結(jié)束包裝生產(chǎn)。

        4? 包裝機械自動化創(chuàng)新設計的新思路

        當前的新型自動化包裝機械基本上都是機電一體化設備,在包裝機械自動化技術(shù)中,多伺服電機拖動的同步控制技術(shù)十分重要,是關(guān)鍵技術(shù)之一。在進行自動化包裝機械的設計過程中,為了提高機械的性能,需要應用信息技術(shù)以及其它先進的技術(shù)成果,從簡化整機結(jié)構(gòu)、提高機械工作的精度和速度以及縮短傳動鏈等方面著手,對產(chǎn)品進行優(yōu)化設計。就目前而言,包裝機械創(chuàng)新設計的主要思路包括以下幾方面:

        ①提高工藝流程自動化。工藝流程的自動化是包裝機械自動化發(fā)展的主要方向,通過應用機械手來完成復雜動作,可以有效地提高包裝機械自動化的發(fā)展方向,通過不斷提高自動化程度,可以提高生產(chǎn)效率,同時促進設備的柔性和靈活性的提高。

        ②產(chǎn)品機械和包裝機械一體化。通過實現(xiàn)產(chǎn)品機械和包裝機械的一體化,能夠有效的提高生產(chǎn)的效率,而包裝機械的水平是限制二者一體化的重要因素,要實現(xiàn)二者的一體化,最為重要的就是解決好生產(chǎn)能力相互匹配的問題,這是包裝機械自動化設計創(chuàng)新的一個重要方向。

        ③提高包裝機械的柔性和靈活性。當前,市場競爭日趨激烈,在這樣的背景下產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也在不斷加快,因此新型的包裝機械需要能夠適應產(chǎn)品的變化,具有良好的經(jīng)濟性,這就要求包裝機械具有良好的柔性和靈活性。

        ④應用計算機仿真技術(shù)。隨著計算機仿真技術(shù)的發(fā)展,在包裝機械的設計過程中,計算機仿真技術(shù)獲得了重要應用,應用其可以對包裝機中常用機構(gòu)進行有限元分析和優(yōu)化設計,大大縮短了包裝機械的開發(fā)設計周期。

        5? 結(jié)論

        在現(xiàn)代生產(chǎn)制造行業(yè)中,包裝機械是重要的配套輔助工具,對于各行業(yè)的發(fā)展都有重要作用,對于推動國民經(jīng)濟的發(fā)展有著積極的意義,在商品日益豐富的今天,包裝行業(yè)擁有非常廣闊的發(fā)展空間,同時競爭也非常激烈,因此需要不斷的創(chuàng)新包裝機械的制造工藝,提高其技術(shù)水平,提高包裝機械的自動化水平,進而提升其包裝的質(zhì)量和效率,提高其核心競爭力,這樣企業(yè)才能夠在激烈的市場競爭中獲得好的發(fā)展。

        參考文獻:

        [1]孟曉燁.自動化包裝機械控制系統(tǒng)的設計方法探討[J].科技創(chuàng)新導報,2018,v.15;No.437(05):14-15.

        [2]杜巧連,陳旭輝,舒柏和.自動化包裝機械控制系統(tǒng)的設計方法研究[J].機械管理開發(fā),2015(06):29-31,34.

        [3]李笑.自動化包裝機械控制系統(tǒng)的設計方法研究[J].科技展望,2017,027(020):74.

        [4]張憲法.論自動化包裝機械控制系統(tǒng)的設計[J].計算機產(chǎn)品與流通,2018(02):270.

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