專利名稱：：啤酒飲料玻璃瓶包裝生產(chǎn)線中的裝卸箱機(jī)電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及啤酒、飲料包裝行業(yè)，特別是將灌裝好的啤酒玻璃瓶、飲料玻璃瓶等的自動(dòng)裝進(jìn)箱子里的裝(卸)箱機(jī)，本實(shí)用新型提供了裝(卸)箱機(jī)的電氣控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：國內(nèi)啤酒飲料行業(yè)，特別是啤酒行業(yè)，在包裝生產(chǎn)線上所使用的玻璃瓶裝(卸)箱機(jī)，其工作方式是通過雙臂連桿機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)夾頭裝置，作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而將輸送瓶臺(tái)上的啤酒玻璃瓶(或飲料玻璃瓶)放入包裝紙箱中，完成裝(卸)箱程序。圖1是連桿結(jié)構(gòu)裝(卸)箱機(jī)的示意圖，這種裝(卸)箱機(jī)的結(jié)構(gòu)只能適應(yīng)一定的瓶型、尺寸。電氣控制是采用普通的變頻器去驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)行。其控制動(dòng)作是由固定在圓盤上的傳感器位置所決定的。其行程位置都是固定的不變的。對(duì)不同尺寸的產(chǎn)品和瓶型，只能進(jìn)行人為的機(jī)械調(diào)整圓盤上的傳感器位置，或機(jī)械調(diào)整頭架的上下高度來完成。在更改產(chǎn)品和瓶型時(shí)，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是改變現(xiàn)有的裝(卸)箱連桿結(jié)構(gòu)方式，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠、高效，且對(duì)不同尺寸的產(chǎn)品和瓶型可以實(shí)現(xiàn)電氣程序調(diào)整的玻璃瓶裝卸箱機(jī)電氣控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型裝卸箱機(jī)電氣控制系統(tǒng)，包括安裝在電氣柜中的接觸器、穩(wěn)壓電源、伺服控制器、程序邏輯控制器及其輸入、輸出接口；安裝在操作臺(tái)上的按鈕開關(guān)；安裝在設(shè)備上的光電開關(guān)、接近開關(guān)、電磁閥和執(zhí)行元件；所述程序邏輯控制器的輸入接口分別連接光電開關(guān)、接近開關(guān)、按鈕開關(guān)和穩(wěn)壓電源，輸出接口分別連接電磁閥、接觸器、執(zhí)行元件和穩(wěn)壓電源，程序邏輯控制器通過總線與伺服控制器相連。上述程序邏輯控制器是一臺(tái)工業(yè)用Simatic程序邏輯控制器。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型采用機(jī)械水平移動(dòng)和垂直升降框架式機(jī)械結(jié)構(gòu)(見附圖2)提供一種非機(jī)械調(diào)整的方案，其主傳動(dòng)以水平、垂直兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)疊加而成。由于主傳動(dòng)是兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的疊加，所以通過對(duì)電氣程序中水平運(yùn)動(dòng)、垂直運(yùn)動(dòng)電機(jī)減速機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)定，就可以得到多種不同的運(yùn)動(dòng)軌跡，在使用不同瓶、箱時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速更換。為啤酒、飲料包裝線的裝(卸)箱提供了一種智能化、高精度、大范圍動(dòng)態(tài)可調(diào)整的自動(dòng)裝(卸)箱系統(tǒng)。本機(jī)與傳統(tǒng)裝箱機(jī)比較<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>圖l是現(xiàn)有裝(卸)箱機(jī)中連桿結(jié)構(gòu)的示意圖，其中圖la是主視圖，圖lb是俯視圖；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖2a是主視圖，圖2b是側(cè)視圖；圖3是本實(shí)用新型的控制電路系統(tǒng)總體框圖；圖4是本實(shí)用新型的控制電路原理圖(部分一)；圖5是本實(shí)用新型的控制電路原理圖(部分二)；圖6操作臺(tái)安裝圖；圖7伺服電機(jī)及伺服控制器連接簡圖；圖8是底板安裝圖，其中圖8a為主視圖，圖8b為側(cè)視圖；圖9是元器件床身安裝圖；圖10是電氣控制程序流程圖。具體實(shí)施方式如圖2所示，本實(shí)用新型應(yīng)用在玻璃瓶包裝生產(chǎn)線的裝卸箱機(jī)上，該裝卸箱機(jī)主要包括機(jī)架1、水平傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2、升降機(jī)架3、升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4、輸箱部件6、擋箱部件7、擋箱裝置8、輸瓶裝置9、抓頭框架11、分箱裝置12、抓頭13、導(dǎo)瓶部件14、探瓶部件15、理瓶部件16、控制臺(tái)和電氣柜5，上述升降機(jī)架3安裝在機(jī)架1上并可以通過水平傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2沿機(jī)架1水平方向運(yùn)動(dòng)，抓頭框架11安裝在升降機(jī)架3上并由升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)沿升降機(jī)架3垂直運(yùn)動(dòng)，抓頭安裝在抓頭框架11上構(gòu)成抓瓶裝置13，輸瓶裝置9縱向安裝在機(jī)架1后部，導(dǎo)瓶部件14、探瓶部件15和理瓶部件16依次安裝在輸瓶裝置9上，分箱裝置12橫向安裝在機(jī)架1前部，擋箱部件7和擋箱裝置8分別安裝在分箱裝置12的前后兩端，控制臺(tái)和電氣柜5安裝在機(jī)架1側(cè)面。機(jī)架1上方內(nèi)側(cè)有導(dǎo)軌，水平傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2通過導(dǎo)軌使升降機(jī)架3和升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4作水平運(yùn)動(dòng)，抓瓶裝置13裝在升降機(jī)架3上，抓瓶裝置13相對(duì)于升降機(jī)架3作升降運(yùn)動(dòng)，水平運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)疊加，形成裝箱機(jī)的主傳動(dòng)，本實(shí)用新型所述的裝卸箱機(jī)電氣控制系統(tǒng)正是針對(duì)這部分的一種非機(jī)械調(diào)整的方案。本實(shí)用新型的電氣控制部分采用程序邏輯控制器(PLC)和伺服控制系統(tǒng)通過總線控制的方式，對(duì)啤酒生產(chǎn)線上的裝(卸)箱過程的行程，進(jìn)行電氣上的調(diào)整。以達(dá)到智能化的目的。所述的自動(dòng)裝(卸)箱控制電路系統(tǒng)由以下幾部分組成1)安裝在電氣柜中的自動(dòng)保護(hù)開關(guān)、接觸器、穩(wěn)壓電源、伺服控制器及程序邏輯控制器和輸入輸出摸板等控制元件(見附圖8)。2)安裝在操作臺(tái)上的控制按鈕、旋鈕；急停按鈕及人機(jī)界面等元器件。(見附圖6)[0028]3)安裝在設(shè)備上的光電開關(guān)、接近開關(guān)、電磁閥等元器件。(見附圖9)[0029]伺服電機(jī)由伺服控制器控制，伺服控制器可根據(jù)生產(chǎn)流程要求，編制好相應(yīng)的程序來控制伺服電機(jī)的行程和運(yùn)動(dòng)軌跡。伺服電機(jī)帶動(dòng)框架分別作水平移動(dòng)和垂直升降運(yùn)動(dòng)而帶動(dòng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，圖7是伺服電機(jī)及伺服控制器連接簡圖。PLC通過Profibus總線與伺服控制器相連，對(duì)伺服電機(jī)的水平移動(dòng)和垂直升降運(yùn)動(dòng)進(jìn)行空間上的相互獨(dú)立而在運(yùn)行中又相互關(guān)聯(lián)的X軸和Y軸方向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。(附圖3所示)PLC可以是一臺(tái)工業(yè)用Simatic程序邏輯控制器，包含核芯部件CPU，數(shù)字量輸入模土央，數(shù)字量輸出模塊和Profibus總線通訊接口等。本控制電路所用的控制軟件為St印7。(附圖3)伺服控制器是德國SEW公司生產(chǎn)的MovidriveMDX61B控制器，由DER11B旋轉(zhuǎn)變壓器卡，ProfibusDP接口板等組成。旋轉(zhuǎn)變壓器通過屏蔽電纜將伺服電機(jī)的位置信號(hào)經(jīng)D9針插頭與伺服控制器的旋轉(zhuǎn)變壓器卡相連，反饋回去。(附圖7)所述的自動(dòng)裝(卸)箱控制電路系統(tǒng)，采用Profibus總線通訊，將PLC與伺服控制器相連，接收PLC的指令以控制伺服電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。(附圖3)裝(卸)箱控制系統(tǒng)采用水平移動(dòng)和垂直升降方向的運(yùn)行控制方式。伺服電機(jī)由伺服控制器控制運(yùn)行，PLC通過輸出摸板給伺服控制器13端子板1#針腳輸出開關(guān)量信號(hào)，通過伺服控制器來控制伺服電機(jī)的禁止或運(yùn)行狀態(tài)，若1#針腳無信號(hào)，則伺服電機(jī)處于禁止?fàn)顟B(tài)，設(shè)備不能運(yùn)行。若輸出摸板Q21.6有輸出給伺服控制器13端子板1#針腳，則伺服電機(jī)準(zhǔn)備好了，設(shè)備可以運(yùn)行。此時(shí)PLC通過Profibus總線系統(tǒng)與伺服控制器相連接進(jìn)行通訊，來控制伺服電機(jī)的運(yùn)行(附圖3、附圖4、附圖5)。其裝(卸)箱過程實(shí)行閉環(huán)反饋控制，它把伺服控制器實(shí)時(shí)采集的信號(hào)，通過Profibus總線系統(tǒng)反饋到PLC中，而PLC反過來又是通過Profibus總線通訊對(duì)伺服控制器發(fā)出命令，來控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括其行程和速度。主傳動(dòng)電機(jī)為水平移動(dòng)和垂直升降兩個(gè)伺服電機(jī)，它帶動(dòng)夾瓶裝置作水平與垂直二個(gè)方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行裝(卸)箱運(yùn)動(dòng)。在實(shí)際生產(chǎn)中，通過編制好的電氣控制程序.可同時(shí)控制空間上相互獨(dú)立而在運(yùn)行中又相互關(guān)聯(lián)的水平與垂直方向上的運(yùn)行過程.PLC通過Profibus總線與伺服控制器進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)獲取其運(yùn)行行程，根據(jù)不同的行程和設(shè)備所處的位置，輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，來控制夾頭的抓瓶放瓶動(dòng)作；輸出進(jìn)瓶控制信號(hào)，以控制輸瓶電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；輸出輸箱控制信號(hào)，控制輸箱電機(jī)的進(jìn)出箱運(yùn)行；輸出閥控制信號(hào)，以控制電磁閥的動(dòng)作.在開始自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)，水平移動(dòng)電機(jī)向輸瓶臺(tái)方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)事先設(shè)定的位置時(shí)，垂直升降電機(jī)下降，水平移動(dòng)電機(jī)到達(dá)目標(biāo)值時(shí)停止前進(jìn)，在電氣控制程序中垂直升降電機(jī)下降到事先設(shè)定的位置時(shí)看輸瓶臺(tái)上進(jìn)瓶是否完成。若沒完成，垂直升降電機(jī)處于等待狀態(tài)，若進(jìn)瓶完成，則垂直升降電機(jī)下降到目標(biāo)值時(shí)，停止下降。此時(shí)到達(dá)夾瓶位置，夾頭電磁閥動(dòng)作夾瓶。夾瓶完畢后垂直升降電機(jī)上升，到達(dá)事先設(shè)定的位置時(shí)水平移動(dòng)電機(jī)向輸箱帶方向運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，垂直升降電機(jī)在水平移動(dòng)電機(jī)向輸箱帶方向運(yùn)動(dòng)到達(dá)事先設(shè)定的位置時(shí)開始轉(zhuǎn)為下降，水平移動(dòng)電機(jī)到達(dá)目標(biāo)值時(shí)停止運(yùn)行。垂直升降電機(jī)下降到事先設(shè)定的位置時(shí)看輸箱動(dòng)作是否完成。若沒完成，垂直升降電機(jī)處于等待狀態(tài)，若輸箱完成，箱到位，則垂直升降電機(jī)下降到目標(biāo)值時(shí)，停止下降，此時(shí)到達(dá)放瓶位，夾頭電磁閥動(dòng)作放瓶。放瓶完畢后垂直升降電機(jī)上升，到達(dá)事先設(shè)定的位置時(shí)水平移動(dòng)電機(jī)向輸瓶臺(tái)方向運(yùn)動(dòng)，重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)軌跡，帶動(dòng)夾瓶裝置作裝(卸)箱運(yùn)動(dòng)。水平移動(dòng)電機(jī)和垂直升降電機(jī)的位置值和目標(biāo)值可根據(jù)生產(chǎn)中不同的產(chǎn)品和瓶型在控制臺(tái)上的觸摸屏上進(jìn)行設(shè)定，通過電氣控制程序的控制，達(dá)到快速更換的目的。其電氣控制程序流程圖如圖10。權(quán)利要求一種啤酒飲料玻璃瓶包裝生產(chǎn)線中的裝卸箱機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于包括安裝在電氣柜中的接觸器、穩(wěn)壓電源、伺服控制器、程序邏輯控制器及其輸入、輸出接口；安裝在操作臺(tái)上的按鈕開關(guān)；安裝在設(shè)備上的光電開關(guān)、接近開關(guān)、電磁閥和執(zhí)行元件；所述程序邏輯控制器的輸入接口分別連接光電開關(guān)、接近開關(guān)、按鈕開關(guān)和穩(wěn)壓電源，輸出接口分別連接電磁閥、接觸器、執(zhí)行元件和穩(wěn)壓電源，程序邏輯控制器通過總線與伺服控制器相連。2.權(quán)利要求1所述的啤酒飲料玻璃瓶包裝生產(chǎn)線中的裝卸箱機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于程序邏輯控制器是一臺(tái)工業(yè)用Simatic程序邏輯控制器。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種啤酒飲料玻璃瓶包裝生產(chǎn)線中的裝卸箱機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其包括安裝在電氣柜中的接觸器、穩(wěn)壓電源、伺服控制器、PLC及其輸入、輸出接口；操作臺(tái)的按鈕開關(guān)；設(shè)備上的光電、接近開關(guān)，電磁閥和執(zhí)行元件；PLC輸入接口分別連接光電、接近開關(guān)，按鈕開關(guān)和穩(wěn)壓電源，輸出接口分別連接電磁閥、接觸器、執(zhí)行元件和穩(wěn)壓電源，PLC通過總線與伺服控制器相連，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的伺服電機(jī)由伺服控制器控制帶動(dòng)抓頭框架分別作水平移動(dòng)和垂直升降運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型主傳動(dòng)以水平、垂直兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)疊加而成，通過對(duì)電氣程序中水平、垂直運(yùn)動(dòng)電機(jī)伺服控制器的相關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)定，就可以得到多種不同的運(yùn)動(dòng)軌跡，在使用不同瓶、箱時(shí)實(shí)現(xiàn)快速更換。文檔編號(hào)B65B21/02GK201442661SQ200820160590公開日2010年4月28日申請(qǐng)日期2008年10月13日優(yōu)先權(quán)日2008年10月13日發(fā)明者史敏煒,朱曉軒,章培紅,金偉山,陳能玉申請(qǐng)人:中國輕工業(yè)機(jī)械總公司南京輕工業(yè)機(jī)械