隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，全球紙盒包裝工業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)能力大幅度增加。由于折疊紙盒具有加工成本低、儲運方便，適用于各種印刷方法、易于成型加工（模切壓痕、折疊粘合）、適合于自動包裝（自動完成打開—成形一裝封口等工序）、便于銷售、陳列和回收，有利于環(huán)境保護(hù)等特點，特別是通過表面整飾(上光、覆膜、燙印、壓凹凸)后，有利于商品的宣傳和推銷、提高產(chǎn)品的附加值，被廣泛地應(yīng)用于煙酒、藥品、食品、飲料、日用百貨、工藝品的包裝。
傳統(tǒng)折疊盒在完成印刷及切角后，尚需依賴人工或者半人工輔助設(shè)備進(jìn)行一道釘機(jī)打釘?shù)臋C(jī)械加工工序，即通過釘機(jī)打釘依次完成單角的貼合(四個角共需貼合四次)，或者進(jìn)行一道膠水粘貼工序，這種做法的生產(chǎn)效率較低，增加了原料與生產(chǎn)成本、單位人工效率低，提高了總成本，同時由于其釘合或粘合成型后，占用的空間增加，多個產(chǎn)品相互累積放置在托盤，造成很大的空間浪費，制約物流和倉儲經(jīng)濟(jì)效益。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)效率低、成本高和對空間的占用較大的問題，折疊盒組裝機(jī)的出現(xiàn)解決了這一系列的問題。折疊盒組裝機(jī)采用PLC可編程序控制器、伺服系統(tǒng)、觸摸屏人機(jī)界面，實施自動送面紙、面紙上膠、紙板自動輸送、紙板成型貼四角、定位貼合動作一次性完成，生產(chǎn)效率與傳統(tǒng)工藝制作相比提高了三十多倍，生產(chǎn)的新式天地蓋便于后續(xù)運輸與折疊成型。顯然，生產(chǎn)效率更快，成品質(zhì)量更穩(wěn)定、精度更高的全自動折疊盒組裝機(jī)更能滿足現(xiàn)代包裝市場的需求。
英威騰針對包裝設(shè)備廠商提供的全自動折疊蓋組裝機(jī)控制系統(tǒng)及方法，能適應(yīng)多樣化包裝，大批量生產(chǎn)要求，明顯提高包裝效率和品質(zhì)，降低企業(yè)營運成本。
本項目客戶是專業(yè)的智能包裝設(shè)備生產(chǎn)廠家，這一款全自動折疊盒組裝機(jī)，融紙盒的進(jìn)紙、輸送、過膠、進(jìn)灰板、貼四角、定位、抱盒和包邊成型為一體，全自動完成，適合多種面紙，操作方便，支持遠(yuǎn)程診斷，穩(wěn)定、精準(zhǔn)、出錯率低，廢盒率低。高效代替人工生產(chǎn)，顯著提高生產(chǎn)效率與紙盒成品質(zhì)量。
依托品牌優(yōu)勢與技術(shù)沉淀，英威騰深挖客戶需求，推出了以英威騰PLC+伺服+觸摸屏為核心的全自動折疊盒組裝機(jī)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)應(yīng)用方案。
由于折疊盒為客戶的專利設(shè)計產(chǎn)品，貼紙板位置有別于傳統(tǒng)天地蓋貼板位置，整體系統(tǒng)采用6個光眼定位采集折疊盒的三邊位置，由PLC計算坐標(biāo)的方式，采用伺服控制系統(tǒng)，伺服驅(qū)動斜齒輪和凸輪完成連貫運作，穩(wěn)定流暢，精密耐用，高精度，易調(diào)節(jié)，省時間。貼角部分，采用電子凸輪驅(qū)動，更穩(wěn)定耐磨且動作更流暢，折入深度及折耳長度尺寸范圍更大。采用CANopen總線方式控制伺服，以達(dá)到高精度高速度的效果，定位精度達(dá)到±0.3mm，生產(chǎn)速度達(dá)到11片/分鐘。
本方案采用英威騰IVC3 PLC+DA200 CANOPEN總線型伺服+DA200脈沖型伺服。IVC3的兩個脈沖口帶噴膠部分的X軸和Y軸走插補動作，使得噴膠的出膠口反應(yīng)靈敏且噴膠路徑可以自定義。另一脈沖帶輸送軸，輸送軸加上編碼器，利用外部兩個光電給中斷信號，PLC準(zhǔn)確采集輸送軸當(dāng)前編碼器反饋位置，使得輸送軸定位精度小于0.1mm。CANOPEN總線控制7臺伺服，實現(xiàn)了取料對位的功能。系統(tǒng)還使用了兩個VS7寸觸摸屏，一個通過232modbus通訊連接PLC，另一個通過485modbus通訊連接PLC，實現(xiàn)工人在機(jī)器的任意一側(cè)都能控制組裝機(jī)。
自動折疊盒組裝機(jī)
1. 噴膠工站
噴膠工站由自動升降紙臺和噴膠XY軸組成。
自動升降紙臺功能：實時將紙?zhí)脚c紙面光眼平行的高度，保證紙面的高度始終處于一個平面。使用一個普通電機(jī)，有上下限接近開關(guān)與紙面電眼控制。
噴膠部分功能：使用IVC3的插補功能控制XY兩軸走直線或圓弧運動。運動路徑由客戶定義的30個運動節(jié)點定義最多15條運動路徑，實現(xiàn)客戶任意定義噴膠圖形。
噴膠工站
2. 取紙工站
取紙工站功能：將噴膠完成的底紙抓取到輸送軸上。此處增加了吹氣閥和翹紙氣缸，避免取紙時將下方底紙一起帶動，影響下一次噴膠。
取紙工站
3. 輸送工站
輸送工站功能：將底紙輸送到組裝位置，慢速通過兩邊定位光眼，PLC中斷抓取編碼器反饋位置。在前放板組裝和后放板組裝時全反饋定位輸送帶位置，使得放板左右定位無偏差。
4. 前后推料工站
前后推料工站功能：將待組裝的紙板推送到取料位置，等待取板。
推料工站
5. 前后放板工站
前后放板工站功能：放板伺服軸1與放板伺服軸2，兩顆伺服組成龍門帶放板機(jī)構(gòu)前后動作。動作是光眼信號反饋給伺服，抓取反饋位置。抓取到的位置由CANOPEN通訊傳輸給PLC，PLC運算后，給兩個伺服軸不同的定位位置，使龍門能夠?qū)ζ鋪砹系钠睢?/span>
放板工站
6. 出料工站
出料工站功能：將成品在推料區(qū)堆放好。
放板工站
4.1 全自動電氣配置
| 名稱 | 型號 | 數(shù)量 |
| 英威騰PLC | IVC3 - 1616MAT | 1 |
| 英威騰觸摸屏 | VS070HE-1 | 2 |
| PLC輸入模塊 | IVC-EH-1600ENN | 1 |
| PLC輸出模塊 | IVC-EH-0016ENTqua | 1 |
| 英威騰DA200伺服驅(qū)動 | SV-DA200-0R7-2-C0 | 6 |
| 英威騰DA200伺服電機(jī) | SV-ML08-0R7G-2-1A0 | 6 |
| 英威騰DA200伺服驅(qū)動 | SV-DA200-0R4-2-C0 | 1 |
| 英威騰DA200伺服電機(jī) | SV-ML08-0R4G-2-1A0 | 1 |
| 英威騰DA200伺服驅(qū)動 | SV-DA200-0R7-2-E0 | 2 |
| 英威騰DA200伺服電機(jī) | SV-ML08-0R7G-2-1A0 | 2 |
| 英威騰DA200伺服驅(qū)動 | SV-DA200-1R5-4-E0 | 1 |
| 英威騰DA200伺服電機(jī) | V-MM13-1R5E-4-1A0 | 1 |
| 編碼器 | 歐姆龍1000線 | 1 |
電氣柜圖
系統(tǒng)拓?fù)鋱D
4.2 伺服參數(shù)設(shè)置
伺服部分實現(xiàn)CANOPEN通訊關(guān)鍵參數(shù)見下表:
| 功能瑪 | 功能說明 | 參數(shù)值 | 功能瑪 | 功能說明 | 參數(shù)值 |
| P0.03 | 控制模式選擇 | CANopen模式 | P4.05 | CAN通訊節(jié)點 | 1-10(按通訊站號) |
| P0.22 | 電機(jī)周脈沖 | 9500 | P4.10 | 上位機(jī)類型 | 總線輸入 |
| P3.00 | 開關(guān)量1輸入配置 | 17(HOME開關(guān)輸入) | P5.10 | 回原方式選擇 | 23（找Z相） |
| P3.16 | DI捕獲編碼器 | 514 | P5.12 | 回原第一段速度 | 50 |
| P4.02 | CAN通訊波特率 | 500k | P5.16 | 回原點關(guān)聯(lián)動作 | 無動作 |
4.3 PLC配置
1. Modbus協(xié)議：由于和觸摸屏通訊數(shù)據(jù)量大，且現(xiàn)場無大干擾，選擇115200波特率。
串口配置
2. CANopen配置：主站站號不與其他從站站號沖突選擇63，比特率500kpbs
圖1主站配置
如圖1。從站站號原規(guī)劃為1-10，實際系統(tǒng)有三軸使用脈沖控制。所以配置了1、2、5、6、7、8、9這7軸如圖2。
圖2從站配置
每個伺服軸配置了相同的接收發(fā)送對象。全部采用異步方式通訊，實測同步方式會占用大量通訊帶寬導(dǎo)致通訊周期過長。
伺服發(fā)送對象有：伺服狀態(tài)字、伺服捕獲位置和伺服開關(guān)量輸入狀態(tài)。這三個狀態(tài)字為異步無抑制時間，可以實時無延時的反饋。伺服當(dāng)前位置由于更新太過頻繁，設(shè)置了100ms的抑制時間。如圖3/圖4/圖5。
圖3發(fā)送配置1
圖4發(fā)送配置2
圖5發(fā)送配置3
伺服接收對象有：控制字、控制模式、目標(biāo)位置、目標(biāo)速度（速度模式）、目標(biāo)速度（位置模式）、原點設(shè)定。都采用異步10ms抑制時間。如圖6/圖7/圖8。
圖6接收配置1
圖7接收配置2
圖8接收配置3
4. 4 觸摸屏配置
觸摸屏配置成和plc一樣的115200波特率，數(shù)據(jù)位、校驗碼、停止位。如圖9
圖9觸摸屏配置
全自動折疊盒組裝機(jī)使用英威騰系統(tǒng)解決方案，高度集成， CANopen總線方式極大簡化伺服接線，提高裝機(jī)效率。相比傳統(tǒng)脈沖方式，一臺IVC3小型PLC就能帶動10臺伺服高速度運行，通訊高速，抗干擾能力強(qiáng)。性能優(yōu)異，操作簡單，高頻響應(yīng)，同步控制，使用伺服編碼器捕獲功能抓取伺服接收到光眼信號時的位置，顯著提高抓取精度和抓取時伺服可以運行的速度，使得組裝定位精度達(dá)到±0.3mm以內(nèi)。生產(chǎn)速度達(dá)到了11片/分鐘，滿足用戶高速、高精度、總線通訊、柔性化生產(chǎn)的控制需求。
