1、引言
枕式包装机是一种连续工作的自动化设备，具有强大的包装能力，广泛应用于食品、医药等多种行业领域，由于进行包装的袋的形态呈枕状，因此通常称作枕式包装。它不但能用于无商标包装材料的包装，而且还能够使用预先印有商标图案的卷筒材料进行高速包装。在生产过程中因包装材料上印刷的定位色标之间存在误差，或包装材料的拉伸以及机械传动等因素的影响，会导致包装材料上预定的封切部位有可能偏离正确的位置，从而产生误差。为了达到精确封切的目的，包装设备必须采用自动定位及同步修正的系统运动控制解决方案来补偿误差。
2、枕式包装设备工作原理及工艺流程
在生产中，待包装物经圆形盘整理后，进入直线链钩机构，被链钩送进包装膜内，然后进行纵封和横封包装，以完成成品裁切。如图1所示：
图1 枕式包装机设备结构
枕式包装机的送膜作为系统主轴。切刀和送料跟随主轴运作，送料和横切伺服控制器直接抓取膜位色标信号进行位置检测，以确定送料和位置，薄膜经成型器成型后变为筒膜，并进行纵向热封，同时物料被送进筒膜内，一起向前经过横封横切部位，由回转式的横封横切刀对筒膜进行横向封切，输出包装成品。图2为工艺流程图，图3为工艺结构图。
图2 工艺流程图
图3 工艺结构图
工艺流程中需要解决的问题：
1) 色标追踪。因机器滑差或者张力调节适调导致的包装膜错位造成在端封轴没有在色标处端封，必须能够有自检能力进行色标追踪。
2) 防误切。包装物在包装袋有滑动必须检测出防止误切，直到物料在包装袋端封位置。
3) 防空切。包装袋中无包装物必须检测出防止空切，直到物料在包装袋端封位置。
3、易能ESS100系列同步伺服产品在枕式包装机上的整体解决方案
传统的枕式包装机横封刀运动曲线由机械的凸轮来实现，机械安装复杂运行噪音大且效率低；机械的局限性决定了包装速度仅能达到600颗/分钟，生产效率受到限制。随着行业竞争的日益激烈，以及人力成本的增加，对包装设备自动化程度以及包装速度提出的要求越来越高。要实现高速包装，对控制系统的响应和处理速度要求更加苛刻，传统的控制器已经难满足要求，采用伺服的电子凸轮来替换传统的机械凸轮势在必行。
ESS100系列高性能智能伺服器以32位浮点双DSP为处理核心，内嵌通用、飞剪、追剪等电子凸轮功能，具备高速运动的精准控制功能，完全实现了包装设备高速高效的工艺要求。
图4 解决方案框图
易能ESS100系列同步伺服产品系统解决整体方案为了满足高速包装要求，送膜、送料链钩、切刀三个轴均使用伺服控制，三轴之间的运动控制依据凸轮主从关系完成，整个系统控制方案框图如图5所示
1.送膜轴(轴3)
此轴采用速度控制作为整个系统的主轴，下达脉冲命令给切刀轴和送料轴，指挥凸轮轴运转。
2.切刀轴(轴2)
以ESS100伺服器内建的电子凸轮跟随主轴运行，切刀轴接收送膜主轴的脉冲OA,/OA;OB,/OB，以凸轮飞剪曲线跟随主轴运动，当切刀轴伺服控制器检测到色标光电S1信号，凸轮启动运转，在运转过程中，伺服控制器会抓取S1即输入到X5-29口的高速色标信号，利用内建的同步抓取修正轴(色标)补偿功能，调节凸轮速度，保证精准的裁切位置。
3.送料轴(轴1)
以伺服内建的电子凸轮跟随主轴运行，脉冲来源为送膜主轴编码器的OA,/OA;OB,/OB信号，当检测到色标光电S1,则依据规划好的凸轮曲线跟随主轴运转，并实时抓取S1信号，利用内建同步抓取修正轴进行糖位的自动调节。
4、ESS100高性能伺服控制器解决方案的预期效果
ESS100高性能伺服控制器高速枕式包装机解决方案为全电气设计，彻底解决了因机械凸轮长期磨损造成的裁切效果变差，消除机械噪音，易于调试与维护；因ESS100内部程序完成了传统机械部分的运动控制功能，简化了上位机的控制难度和整机的成本。
此外ESS100高性能伺服具有的飞剪、电子凸轮、高速、实时纠偏等功能是目前很多OEM机械尤其是包装机械行业的高端机型的需求。易能ESS100伺服的电子凸轮功能同样可以应用在滴灌设备、中空铝条（钢筋、片材）冷轧裁切、纸管裁切机、复合软管制管机、浸渍纸（保温纸）裁切、滤芯折纸机、圆压圆模切机、平压平模切机、热熔胶高速贴标机等设备，在实现这些功能的同时还能将原普通机械凸轮机型的生产效率提高2～3倍甚至更多，可以预见，在不久的将来类似的运用会成为主流趋势，将会为工业文明的发展做出卓越贡献。
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