【经验】详解基于nidec驱动器M700的吹灌旋一体机

2021-12-15 nidec
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一、设备工艺简介

吹灌旋一体机主要由吹瓶机、灌装机、旋盖机和加热系统组成。其工艺流程为:瓶坯→加热→机械手→转盘模具→拉伸预吹→吹瓶→排气→成品瓶→过渡行星轮→灌装→过渡行星轮→旋盖→产品。


吹瓶机:主要负责将加热好的瓶坯,通过拉伸机构的作用,使瓶坯拉伸,然后向瓶中吹气,最后瓶子在压力和温度的条件下形成合格的瓶子,由机械手取出,放到行星轮夹具上。


灌装机:灌装机是将原料注入瓶子的一种设备,灌装机根据设备产量的不同,其灌装头数也不相同,其原理是将吹制的瓶子由过渡行星轮传送至灌装机进行灌装。瓶子由提升气缸上的瓶夹,卡住瓶口并在凸轮作用下实现上升与下降。灌装机采用重力灌装方式,瓶口上升顶开灌装阀,开始灌装,当原料上升到堵住回气孔位置时灌装结束。


旋盖机:旋盖机是将瓶盖旋紧在瓶子上,将瓶子密封的一种设备。瓶子由过渡行星轮进入旋盖机。旋盖机上的止旋刀卡住瓶颈部位,保持瓶子直立并防止旋转。旋盖头在旋盖机上保持公转并自转,在凸轮作用下实现抓盖、套盖、旋盖、脱盖等动作,完成整个封盖过程。


加热系统:加热系统是吹瓶质量好坏的关键因素,其整个过程采用多段红外加热灯管进行加热,温度采用控制器进行PID调节。瓶坯在公转链条的带动下,并自转通过加热灯管,使瓶坯获得最佳温度并传送到吹瓶机系统。

 图1  吹灌旋一体机示意图

目前,对于吹灌旋一体机的同步控制,各个设备厂家采用方案有所不同,常见有以下三种:

第一种为单轴伺服驱动方案,此方案主要针对于吹瓶机采用变频器驱动,灌装机和旋盖机两个一起由一个伺服电机驱运,伺服跟随吹瓶机绝对值编码器同步运行。

第二种为双轴伺服驱动方案,此方案和第一种相同,只是将灌装机和旋盖机分别各用一台伺服电机驱动。

第三种为全伺服解决方案,即吹瓶机、灌装机、旋盖机和加热系统等全部采用伺服进行驱动。


这次客户设备采用第一种方案,具体设备见下图:

图2  吹灌旋一体机设备图

图3  吹、灌部分衔接行星轮

二、控制要求

现场这套设备吹瓶机部分由一台异步电机带动运转,开环控制,未接编码器。在上图中,行星轮C上有4个夹具,行星轮B上有9个凹口工位。行星轮B、行星轮C和吹瓶机通过齿轮连接,行星轮C上夹具从吹瓶机上取出瓶子后,可以刚好放在行星轮B的凹口处,一一对应。这一块不需要我们控制。


在行星轮C的轴的下端装有多圈绝对值编码器。


灌装机和旋盖机由一台永磁同步电机带动运转,电机编码器为多圈绝对值。行星轮A与灌装机也是通过齿轮连接。行星轮A上有20个夹具,转动时要求与行星轮B上的9个凹口一一对应,取出瓶子,送给灌装机。


灌装机具体控制要求如下:

1、灌装机可单独点动,点动速度可设置;

2、灌装机可单独速度运行,运行速度、加减速时间可设置;

3、零点手动确认

设备未安装零点开关,先通过点动模式,让灌装机侧行星轮A上夹具位置与吹瓶机侧行星轮B上凹口位置完全吻合后,在触摸屏上按零点确认键,确认零点。

4、零点断电保持功能

断电后再次上电,保持之前的零点位置,不需要重新执行回零操作。

5、零点纠偏功能

当运行一段时间后,若发现两者位置有偏差,客户希望通过零点偏置参数,设置一个纠偏值,使灌装机侧夹具位置再次与吹瓶机侧凹口位置完全吻合。

6、自动同步功能

在罐装机选择自动同步功能后,自动判断罐装机、吹瓶机工位位置,按所设定的追赶工位数进行追踪,工位同步后,输出同步信号。

(1)若吹瓶机处于停机状态,灌装机不动作;当吹瓶机运行时,灌装机跟着运行,并按设定追赶工位数自动追赶,同步后输出同步信号;

(2)若吹瓶机处于运行状态,灌装机从零速加速运行,并按设定追赶工位数自动追赶,同步后输出同步信号;

(3)追赶工位数:是用来设定同步所用时间的,可以2个工位内同步,也可20个工位内同步。不是指同步后,某个工位超前运行的个数。

7、除正常的加、减速时间外,要求具有快速停车模式(停车时间可设置)及自由停车模式;

8、和PLC通讯方式:Profinet总线;

9、灌装机禁止反转;


三、系统配置

灌装机侧电机:

德国保尔伺服电机,3000rpm/15.4A/380V/150Hz/6极

编码器:

SICK  SFM多圈绝对值

驱动器

M700-05400270A10100AB100NIDEC

SI-Universal Encoder

SI-Applications

SI-Profinet V2

KI-Keypad


四、功能实现

以上功能都可利用SI-Applications卡编程实现,主要使用了APC(Advanced Position Controller)中的Speed、Position、Digital Lock等运动控制功能。


关键是如何计算灌装机和吹瓶机两者工位的位置、所需补偿值,以及何时开始进行补偿。

五、调试效果

经现场编程调试,达到了客户控制要求。测试了在各种条件下的同步功能,均可自动跟踪同步,长时间运行,暂未发现位置偏差。


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NIDEC(尼得科)Dyneo®系列--LSRPM永磁同步马达(电机)/Unidrive M变频驱动器选型指南

目录- Drives and Motors Intrduction    Drives and Motors Products Overview    Variable Speed Drives/Permanent Magnet Synchronous Motors Part number index    Variable Speed Drives/Permanent Magnet Synchronous Motors Performance    Variable Speed Drives/Permanent Magnet Synchronous Motors dimensions    Installation and Options    Motor Construction    Drives and Motors General Information   

型号- LSRPM 100 L,LSRPM 315 MR1,LSRPM 160 MP,LSRPM 280 MK1,LSRPM 200 L,MANUBLOC 3000,064-00470A,LSRPM 250 SE,LSRPM 315 SN,ORTHOBLOC 3000,054-00270A,LSRPM 250 SE1,094-02000A,LSRPM 250 ME,LSRPM 160 LR,PLSRPM - IP23,034-00045A,LSRPM - IP55,074-01000A,PLSRPM-IP23,LSRPM 200 LU,LSRPM 250 MY,044-00172A,UNIDRIVE M700,LSRPM 225 ST2,COMPABLOC 3000,064-00350A,LSRPM 225 ST1,064-00420A,1500LSRPM200L25KWIM B31400 V,074-00660A,104-03200E,034-00078A,LSRPM 315 MP1,1500LSRPM200L25KWIM 1001400 V,034-00062A,084-01340A,084-01570A,104-02700E,LSRPM 315 SP1,LSRPM 90 SL,LSRPM-IP55,LSRPM 225 SR2,074-00770A,LSRPM 132 M,LSRPM 280 SCM,UNIDRIVE M600,034-00100A,LSRPM 225 SG,094-02240A,LSRPM 280 SD,LSRPM 280 SC,044-00150A,UNIDRIVE M,LSRPM 225 MR1

选型指南  -  NIDEC  - 2017.06 PDF 英文 下载

COMMANDER C通用低压交流驱动器

型号- 4500-0096,CX00.012 00033A,4200-3001,CX00-092 01760E,4200-3000,CX00-082 01160A,CX00-092 01760A,82400000019600,CX00-042 00176A,4200-3009,82400000017700,4200-3008,4200-3005,CX00-024 00023A,4200-3004,7778-0016,CX00-072 00830A,CX00-022 00033A,CX00-011 00017A,82400000018000,CX00-064 00420A,CX00-034 00094A,3470-0095,3470-0094,3470-0092,3470-0091,CX00-022 00056A,4200-1000,4200-1001,4200-3021,4200-0312,CX00-074 01000A,82400000017800,3470-0099,3470-0098,3470-0097,CX00-072 00610A,82500000018500,4200-4004,4200-1132,CX00-012 00017A,4200-4003,4200-4002,CX00-064 00470A,4200-4001,4200-4000,CX00-054 00270A,CX00-024 00018A,CX00-034 00056A,CX00-052 00250A,4200-4005,CX00-094 02240E,CX00-094 02240A,CX00-044 00135A,CX00-021 00042A,82500000019700,CX00-022 00042A,CX00-054 00300A,CX00-011 00024A,CX00-012 00024A,CX00-062 00330A,CX00-092 02190A,82400000017500,3470-0119,3470-0118,CX00-092 02190E,3470-0115,CX00-034 00073A,3470-0079,3470-0078,82400000017900,3470-0074,3470-0083,CX00-06400350A,3470-0080,CX00-074 00660A,7778-0045,4200-2001,4200-2002,4200-2000,CX00-062 00440A,CX00-042 00133A,82500000000001,82400000018200,4200-2005,4200-2006,4200-2003,4200-2004,CX00-024 00032A,CX00-094 02000E,82500000000004,3470-0088,CX00-094 02000A,82500000000003,3470-0087,CX00-012 00042A,CX00-072 00750A,CX00-021 00056A,CX00-074 00770A,CX00-022 00024A,CX00-084 01570A,82400000017600,CX00-024 00013A,CX00-044 00170A,CX00-024 00041A,3470-0059,3470-0055,CX00-032 00100A,4200.4800,CX00-022 00075A,4200-0402,CX00-084 01340A,3470-0107,4200-1972,CX00-082 01320A,3470-0105,4200-2300,7022-0063,3470-0103,3470-0102,3470-0069,3470-0101,3470-0067,3470-0066

应用及方案  -  NIDEC  - 2020/9/18 PDF 中文 下载

【元件】尼得科新推F12型500KW大功率模块驱动器,内置制动单元,支持驱动异步感应、同步及磁阻电机

尼得科推出F12型500KW大功率模块驱动器,针对Rittal VX25、TS8机柜进行设计,比行业内驱动器重量轻69公斤,支持驱动异步感应、同步及磁阻电机,可广泛应用于风机、泵、压缩机、挤出机、汽车测试、重工等。

新产品    发布时间 : 2022-12-22

【技术】解析伺服驱动器应用在激光切割机上的优势

在国产交流伺服驱动器,在应用激光切割机上面的优势,接着激光切割的技术,已经发展和建立在计算机控制,激光,光学,电力,电子等等这些学科的共同进步基础之上。本文中Nidec将为大家解析伺服驱动器应用在激光切割机上的优势。

技术探讨    发布时间 : 2022-07-16

尼得科MH71伺服驱动器用于塑料制袋机,最大输出扭矩可达350%,实现±1mm材料剪切精度

某公司是一家行业领先的专业生产企业,致力于塑料软包装的设计、制版、彩印和包装制造。其塑料制袋机搭载了尼得科驱动的MH系列伺服驱动器,进一步提升了生产能力。

应用方案    发布时间 : 2024-10-30

NIDEC(尼得科)COMMANDER C通用交流驱动器选型指南

描述- NIDEC最新推出Commander C系列积累了六代研发经验,灵活多用,可以满足更广泛、更高级的应用要求。新系列采用开创性设计,运行速度快,设置简单。简而言之,它是我们目 前制造的性能最佳、最可靠和节能的高端通用驱动器。

型号- C200-06200440A10100AB100,C200-02200024A10100AB100,C200-09501040E10100AB100,C200-02400023A10100AB100,C200-03400073A10100AB100,C200-05500069A10100AB100,C200-06500290A10100AB100,C200-01200024A10100AB100,C200-0340073A10100AB100,C200,C200-05200250A10100AB100,C200-07500440A10100AB100,C200-07200830A10100AB100,C200-05500040A10100AB100,C200-07200610A10100AB100,C200-08401570A10100AB100,C200-07600440A10100AB100,C200-06400350A10100AB100,C200-07600240A10100AB100,C200-01100024A10100AB100,C200-09601040A10100AB100,C200-03200100A10100AB100,C200-09402240A10100AB100,C200-02400041A10100AB100,C200-08500860A10100AB100,C200-05400270A10100AB100,C200-01200042A10100AB100,C200-02200056A10100AB100,C200-07600540A10100AB100,C200-08500630A10100AB100,C200-08401340A10100AB100,C200-01100017A10100AB100,C200-09402000E10100AB100,C200-04200133A10100AB100,C200-09402240E10100AB100,C200-03400056A10100AB100,C200-09601310A10100AB100,C200-02100042A10100AB100,C200-02400032A10100AB100,C200-04400135A10100AB100,C200-09501040A10100AB100,C200-06400420A10100AB100,C200-09501310E10100AB100,C200-01200033A10100AB100,C200-09201760E10100AB100,C200-06500150A10100AB100,C200-06200330A10100AB100,C200-08201320A10100AB100,C200-08201160A10100AB100,C200-06500100A10100AB100,C300,C200-07200750A10100AB100,C200-07500550A10100AB100,C200-09201760A10100AB100,C200-06500190A10100AB100,C200-09501310A10100AB100,C200-09202190A10100AB100,C200-06400470A10100AB100,C200-02200075A10100AB100,C200-03400094A10100AB100,C200-09601310E10100AB100,C200-07600380A10100AB100,C200-02200042A10100AB100,C200-09402000A10100AB100,C200-07401000A10100AB100,C200-05400300A10100AB100,C200-02400018A10100AB100,C200-04200176A10100AB100,C200-07600290A10100AB100,C200-02200033A10100AB100,C200-09601040E10100AB100,C200-08600860A10100AB100,C200-09202190E10100AB100,C200-07400660A10100AB100,C200-04400170A10100AB100,C200-07400770A10100AB100,C200-08600630A10100AB100,C200-06500230A10100AB100,C200-06500350A10100AB100,C200-02100056A10100AB100

选型指南  -  NIDEC  - 2020/12/16 PDF 中文 下载

尼得科驱动器A600助力空压机节能减排,支持多种控制方式及PT100温度信号检测

NIDEC驱动专门为空压机行业定制的A600/A800系列驱动器,可广泛应用于空压机应用场合。具备性能优越,质量稳定的优点,支持多种控制方式及PT100温度信号检测。产品的可靠性和环境的适应性以及客户化和行业化的设计,使其功能更优化,应用更灵活,性能更稳定。

应用方案    发布时间 : 2024-07-20

NIDEC(尼得科)S-FLAG系列AC伺服电机选型指南

目录- 产品介绍    电机/编码器    驱动器    系统配线图    电机连接器/驱动器连接器    电缆设计图    I/O连接示例    安全注意事项   

型号- MY500A2K,MZ201,M□751□2□□ **,MX401A,MY500A2L,MM202N,MX951□ 2 □□**,MY500A2S,DA24A22,MY500A2T,DA2YZ22,M□152□2□□ **,DA26B22,DA28C22,MZ401,MM152,M□□□□□2□N**,DA2Z122,MX751N,MM202A,MX951□2□ □ **,MX201N2SN**,MZ401N,MM202□2□□ **,MM152N,M□401,DA21222,MX401□ 2 □□**,MY101□2□□**,MY101,MZ751,MX951A,MZ751 □ 2 □□**,MH102N,MH102,M□102,MZ401A,MM152A,MY500,M□401□2□□ **,MX401N,MZ401 □ 2 □□**,MM102,MY101N2T,MM152□ 2 □□**,MY500N2T,MY101N2S,MY500N2S,MZ751N,MH102A,M□□□□□2□A**,MY101N2L,MY101□ 2 □□**,DA22422,MM102□ 2 □□**,MY101N2K,MY101A2S,MY101A2T,M□751,MZ751A,MY101A2K,MY101A2L,MX201A,MX201,MH152,MY500N2L,MY500N2K,MX401,DA23822,MZ201 □ 2 □□**,MX951N,M□102□2□□ **,MX201□ 2 □□**,MY101□ 2 □ □ **,MZ201N,MX751□ 2 □□**,MY500□2□ □ **,MM102N,MM202□ 2 □□**,MH102□ 2 □□**,M□152 X,M□201,MZ201A,MX751,MY500□2□□**,MX751A,MX951,MX201N,MM202,MH152□ 2 □□**,MM102A,M□201□2□□ **,DA22YZ2

选型指南  -  NIDEC  - 2017年7月 PDF 中文 下载

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