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一、引言

要說(shuō)2020年最熱門(mén)的自動(dòng)化設(shè)備，那一定是口罩機(jī)。全球新冠肺炎疫情肆虐，醫(yī)療物質(zhì)和日常防護(hù)大量消耗，海內(nèi)外對(duì)口罩的需求量暴漲?？谡中枨蟮谋q，也直接導(dǎo)致了市場(chǎng)上對(duì)口罩機(jī)需求的增加。

由于口罩機(jī)線體長(zhǎng)，零部件多，口罩又是軟件產(chǎn)口，穩(wěn)定性較差，要做運(yùn)勁自如，壓合精準(zhǔn)，達(dá)成良品率和機(jī)器故障率等核心指標(biāo)并不容易。面對(duì)市場(chǎng)上的魚(yú)龍混雜和巨大的供需缺口，為保障口罩企業(yè)高效高速高質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)，英威騰結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，深度研發(fā)工藝流程，集合專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)力量，以英威騰控制器、伺服、變頻器、觸摸屏為核心，打造出通用的無(wú)紡布平面口罩機(jī)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)應(yīng)用方案。該方案不僅滿足客戶的使用需求，而且大幅度提升設(shè)備產(chǎn)能和品質(zhì)，讓科技助力口罩生產(chǎn)更加智能高效。

在抗疫陣線中，英威騰人雖然不是醫(yī)療工作者，但我們?cè)敢詫?shí)際行動(dòng)盡社會(huì)責(zé)任，成為口罩機(jī)生產(chǎn)廠家的可靠后援，以科技賦力，讓防控戰(zhàn)疫更加硬核。

二、設(shè)備（或系統(tǒng)）工藝及控制要求

1. 無(wú)紡布平面口罩機(jī)工藝：

平面口罩是由口罩本體和耳帶組合而成，傳統(tǒng)口罩設(shè)備是指負(fù)責(zé)口罩本體成型、打片的本體機(jī)和負(fù)責(zé)耳帶焊接的耳帶機(jī)組成，而本體機(jī)的效率較高 (120-150 片/分鐘) ，耳帶焊接機(jī)則相對(duì)較低 (40-60 片/分鐘) ，為了實(shí)現(xiàn)本體機(jī)與耳帶焊接機(jī)產(chǎn)量的完美配合，需要一臺(tái)本體機(jī)搭配 2 到 3 臺(tái)耳帶焊接機(jī)，在全自動(dòng)的一體化設(shè)備中，一般一臺(tái)口罩本體機(jī)也是連線 2 到 3 臺(tái)耳帶焊接機(jī)。

圖1 無(wú)紡布平面口罩機(jī)工藝圖

2. 無(wú)紡布平面口罩機(jī)控制要求：

應(yīng)用方案主要包含AX70系列可編程控制器、HMI、DA200高性能通用交流伺服系列、GD350系列高性能多功能變頻器，可滿足用戶的使用需求。

原材料經(jīng)被動(dòng)拖動(dòng)放卷裝置，變頻器實(shí)現(xiàn)較恒定的張力供料；口罩定型通過(guò)專(zhuān)用的機(jī)械模具，配合超聲波模具印出相應(yīng)圖案；分左右兩工位的耳帶熔接工位，通過(guò)控制耳帶開(kāi)/關(guān)夾、耳帶剪斷、平臺(tái)升降等多工位配合，將耳帶焊接在口罩上；兩邊折疊定型，水平軸將機(jī)型伸出結(jié)構(gòu)將口罩成兩半，折疊在一起；熔接工位及折疊定型工位，需要保持平臺(tái)與原料同步焊接，伺服系統(tǒng)應(yīng)用電子凸輪追剪功能實(shí)現(xiàn)往返操作。

圖2無(wú)紡布平面口罩機(jī)電氣系統(tǒng)應(yīng)用示意圖

圖2是無(wú)紡布平面口罩機(jī)電氣系統(tǒng)應(yīng)用示意圖；該系統(tǒng)是PLC與伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)EtherCAT通訊總線實(shí)現(xiàn)多軸控制，與觸摸屏通過(guò) Modbus TCP 通訊；具有可靠的穩(wěn)定性，速度快，兼容性高的特點(diǎn)；主傳送帶采用變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)輸送、步進(jìn)馬達(dá)翻轉(zhuǎn)，在焊接及折疊過(guò)程中有兩軸需往返跟隨主軸運(yùn)行，需支持較復(fù)雜的同步指令。傳動(dòng)精確，控制穩(wěn)定，速度可調(diào)。簡(jiǎn)易調(diào)節(jié)裝置，換料方便，穩(wěn)定性高故障率低。

3. 方案特點(diǎn)：

* 方便接線：本方案采用EtherCAT總線方案，控制器與伺服通過(guò)網(wǎng)線連接，節(jié)約大量接線時(shí)間，提高生產(chǎn)速度；

* 簡(jiǎn)便排障：總線方式通訊反饋各軸故障情況，節(jié)約故障排查難度與時(shí)間；

* 提高精度：EtherCAT總線高響應(yīng)速度與同步控制，提高裁切與焊耳定位精度；

* 提高產(chǎn)能：伺服相對(duì)氣缸擁有更高的響應(yīng)與運(yùn)行速度，英威騰DA200高性能伺服驅(qū)動(dòng)器2.0kHz響應(yīng)頻寬、快速跟隨系統(tǒng)指令。

三、設(shè)備（或系統(tǒng)）應(yīng)用方案設(shè)計(jì)及效果說(shuō)明

1. 電氣選型清單：

邊帶下壓0.4kw，落料伺服0.75kw，耳帶下壓伺服1.5kw，傳送帶伺服0.75kw，傳輸皮帶同步伺服0.4kw。

2. 無(wú)紡布平面口罩機(jī)圖片：

圖3：無(wú)紡布平面口罩機(jī)整體外觀

圖4：無(wú)紡布平面口罩機(jī)正面部分

圖5：無(wú)紡布平面口罩機(jī)側(cè)面部分

四、英威騰無(wú)紡布平面口罩機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用方案優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)介

1．英威騰AX70系列可編程控制器采用高速處理器和EtherCAT高速總線，支持大規(guī)模分布式I/O；標(biāo)配多種通訊接口，具備強(qiáng)大的組網(wǎng)能力，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)合。集成高性能的運(yùn)動(dòng)控制，電子凸輪，電子齒輪，飛剪，追剪等功能齊全，能滿足用戶實(shí)時(shí)、高速、高精度和個(gè)性化控制需求，只需通過(guò)簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)定和程序編寫(xiě)，就可輕松實(shí)現(xiàn)定位控制、高度同步控制和凸輪控制等，控制伺服，步進(jìn)，變頻器協(xié)同工作。

2．英威騰PLC運(yùn)算速度極快，位指令1ns，浮點(diǎn)運(yùn)算指令150ns。與伺服采用EatherCat通訊，通訊速率高達(dá)100Mbps,抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)省去很多復(fù)雜的接線。

3．英威騰DA200高性能伺服滿足高速、高精、柔性的應(yīng)用要求，生產(chǎn)速度更快，裁切與焊耳定位精度更高，易用性和拓展性強(qiáng)更強(qiáng)，支持大規(guī)模分布式擴(kuò)展，支持32軸多軸運(yùn)動(dòng)。

4．核心電氣部件全套采用英威騰產(chǎn)品，系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠；同時(shí)支持各種編程語(yǔ)言，梯形圖，ST語(yǔ)言等簡(jiǎn)便易懂。

五、結(jié)束語(yǔ)

英威騰無(wú)紡布平面口罩機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用方案的成功應(yīng)用，提供了更高性價(jià)比的無(wú)紡布平面口罩機(jī)系統(tǒng)的解決方案，有效的解決了傳統(tǒng)控制電氣布線復(fù)雜，效率低、故障率高等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了許多傳統(tǒng)控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。英威騰產(chǎn)品的易用性使得口罩機(jī)調(diào)試維護(hù)變得輕松快捷?；贓therCAT工業(yè)以太網(wǎng)，大幅度提升生產(chǎn)效率，滿足疫情期間的口罩緊急需求。

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