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 泡罩包裝機(jī)是將透明塑料薄膜或薄片制成泡罩，用熱壓封合、粘合等方法將產(chǎn)品封合在泡罩與底板之間的機(jī)器。泡罩包裝的產(chǎn)品具有直觀性好、密封性好的特點(diǎn)，目前已廣泛用于輕工、醫(yī)藥和化工行業(yè)，特別是藥品包裝。
泡罩機(jī)按其成型模具和熱封合模具的形式主要分為三種類型：輥式(成型模具和熱封合模具均為圓筒形)、板式(成型模具和熱封合模具均為平板形)和輥板式(成型模具為平板形，熱封合模具為圓筒形)。目前市場(chǎng)上應(yīng)用較多的是板式泡罩機(jī)和輥板式泡罩機(jī)，沖裁頻率一般在50-60次/min。OMRON提供的整體解決方案針對(duì)的主要是輥板式泡罩機(jī)。
泡罩機(jī)的設(shè)計(jì)方案雖多，其工藝流程卻都是由以下幾個(gè)基本工序組成：薄膜輸送、加熱、成型、沖填、封合、打批號(hào)、壓撕斷線、沖裁。
工藝流程圖
輥板式泡罩包裝機(jī)是由輥式、平板式泡罩包裝機(jī)衍變而來，它避免了輥式成型質(zhì)量差及板式封合質(zhì)量不能保證的缺點(diǎn)，采用板式正壓吹塑成型和輥式線接觸封合，使得成型和封合都達(dá)到最佳效果。由于采用板式成型機(jī)構(gòu)，機(jī)器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)自動(dòng)化要求較高。
工藝結(jié)構(gòu)圖
輥板式泡罩包裝機(jī)的最大控制難點(diǎn)是對(duì)成型、沖裁的全伺服控制，主要體現(xiàn)在兩臺(tái)牽引電機(jī)的同步和張力控制上，而其余兩臺(tái)伺服也要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的同步，其控制時(shí)序如下：
針對(duì)這一情況，OMRON給出了采用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器分別檢測(cè)成型牽引和沖裁牽引的電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度，并將信號(hào)反饋給CP1H的高速計(jì)數(shù)通道，實(shí)現(xiàn)兩部分牽引的全閉環(huán)控制，精確地控制牽引電機(jī)的同步和張力的控制方案，系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示：
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歐姆龍系統(tǒng)方案配置圖
在本方案中，控制器采用了OMRON的小型PLC CP1H，直接用內(nèi)置的四路100kHz的高速脈沖輸出來控制四路伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)牽引、成型、沖裁的精確定位與速度控制，無需另外添加定位模塊，為客戶節(jié)省了成本。而電機(jī)的位置反饋信號(hào)通過OMRON旋轉(zhuǎn)編碼器E6B2-C直接輸入CP1H的內(nèi)置高速計(jì)數(shù)通道（共4路，每路單相100kHz，相位差50kHz）內(nèi)，形成全閉環(huán)的位置控制，實(shí)現(xiàn)牽引的同步控制和張力控制。
由于CP1H支持多種中斷功能，因此在程序編制時(shí)將實(shí)時(shí)性較高的程序部分放入中斷程序，大大減少了程序循環(huán)掃描周期。CP1H豐富的指令用語(yǔ)PID運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算、三角函數(shù)演算指令等也給程序編寫帶來了方便。
在驅(qū)動(dòng)選型上，考慮到OMRON W系列伺服定位時(shí)間短、精度高，泡罩機(jī)的成型牽引和沖裁牽引分別用一臺(tái)W伺服R88D-WTH控制。而W伺服還可通過數(shù)據(jù)線與OMRON的伺服監(jiān)控軟件CX-Driver相連，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的快速設(shè)置以及伺服運(yùn)行時(shí)性能的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以幫助客戶在故障產(chǎn)生時(shí)快速準(zhǔn)確地找到問題所在。
成型和沖裁控制則選配了OMRON SmartStep Z系列的伺服R7D-ZPH。此伺服系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定簡(jiǎn)單，需要設(shè)定的內(nèi)容和步進(jìn)馬達(dá)大致相同；與步進(jìn)馬達(dá)相比，又具有更高的轉(zhuǎn)矩，全部的調(diào)整都可通過伺服驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)完成。
OMRON的彩色觸摸屏NS使用在泡罩機(jī)上，通過其獨(dú)有的SAP程序庫(kù)、支持多達(dá)1000種配方以及多語(yǔ)言切換功能，與歐姆龍控制器與器件之間進(jìn)行了簡(jiǎn)易化的連接和畫面制作，大幅度節(jié)約了產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間。
除了FA產(chǎn)品，OMRON還具有廣闊的傳感器產(chǎn)品線。因此在泡罩機(jī)這一應(yīng)用中，OMRON不僅選取了搭載彩色傳感引擎，有著簡(jiǎn)單、安心、準(zhǔn)確、高速優(yōu)點(diǎn)的E3X-DAC光纖傳感器作為對(duì)標(biāo)檢測(cè)，還使用ZFX作缺料檢測(cè)。
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包含觸摸顯示屏，大液晶畫面顯示的視覺傳感器ZFX配備了可高速處理大量數(shù)據(jù)運(yùn)算的引擎“RT-X”，并行處理相機(jī)照片讀取和圖像匹配運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)最高速彩色處理。ZFX操作也非常簡(jiǎn)易，僅需“選擇最優(yōu)畫面”→“目標(biāo)檢索”→“位置補(bǔ)償”3步設(shè)置就可以完成對(duì)樣品的檢驗(yàn)；且包含缺陷、分類、區(qū)域面積、顏色、明暗、位置、寬度、計(jì)數(shù)、位置補(bǔ)償、高速檢測(cè)、Hue彩色/黑白檢測(cè)、128設(shè)定區(qū)域等基本和高端功能，可檢測(cè)出樣品的微細(xì)區(qū)別。ZFX可以極為方便快捷地選型安裝，實(shí)現(xiàn)了ALL IN ONE的一體化設(shè)計(jì)。此外，ZFX附帶了多種連接端口，可方便地和攝像頭、監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)、PLC等多種外設(shè)進(jìn)行通信，并配備SD卡插槽，可存儲(chǔ)最大100個(gè)文件。
從系統(tǒng)產(chǎn)品到高端視覺傳感器，OMRON完善的產(chǎn)品體系幾乎涵蓋了整個(gè)泡罩包裝機(jī)械上需要的工控產(chǎn)品，且每樣產(chǎn)品既具有其自身的獨(dú)立優(yōu)勢(shì)，又具有本廠產(chǎn)品之間高度的兼容性。OMRON整套系統(tǒng)解決方案落實(shí)后，客戶的設(shè)備最高沖裁頻率達(dá)到了 100次/min（鋁/鋁）和200次/min（鋁/塑），最大生產(chǎn)能力也達(dá)到了24000板/h。這不僅節(jié)省了工作量與開發(fā)成本，又同時(shí)大大提高了機(jī)械的整體性能。
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