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​本文探讨的工作原则及使用特性,介绍了步进电机在包装机器中的几个应用实例,指出步进电机在包装机器中具备的宽敞宽大豪放应用远景。

 

1、步进电机工作原则

步进电机是将给定的电脉冲信號改变成角位移或线位移的开环控制元件。给定一个电脉冲信號,步进电机转子就转过相对应的角度,这个角度就称作步进电机的步距角。当前常用步进电机的步距角大多为1.8度(俗称一步)或0.9度(俗称半步)。

 

以步距角为0.9度的进步电机来讲,当咱们给步进电机一个电脉冲信號,步进电机就转过0.9度;给两个脉冲信號,步进电机就转过1.8度。以此类推,持续给定脉冲信號,步进电机便可以持续运行。因为电脉冲信號与步进电机转角存在的这种线性关系,让步进电机在速度控制、位置控制等方面得到了广泛的运用。

 

步进电机的使用最少需要三个方面的配合,一是电脉冲信號发生器,它遵循给定的设置重复为踏步机机输送电脉冲信號,当前这种信號大大多由可编程控制器或单片机来完成;二是驱动器(信號放大器),它除了对电脉冲信號进行放大、驱动步进电机转动以外,还能经过它改进步进电机的使用特性和功能,现实上它在步进电机系统中起侧重要的作用,普遍一种步进电机可以按照不同的工况具备好多种驱动器;三是步进电机,它有好多种控制原理和型号,现在常用的有反应式、感到子式、混合式

 

步进电机的速度控制是经过输入的脉冲频次快慢实现的。当发生脉冲的频次减小时,的速度就降落;当频次增加时,速度就加快。还能经过频次的改变而提升步进电机的速度或位置精准度。

 

步进电机的位置控制是靠给定的脉冲数量控制的。给定一个脉冲,转过一个步距角,当停止的位置确定以后,也就决定了步进电机需要给定的脉冲数。在包装机控制中,给定脉冲数的多少,还与机构的参数有关,比如螺杆的直径等。

 

在包装机器中,好多状况下需要控制执行机构的运行速度和运行位置,以前都是经过机器或其他方法来完成的,机构复杂、调度不易。改用步进电机后,不仅是能使包装机器结构变得简单、调度便利、可靠性增加,而且粗度会得到很大提升。

 

2、步进电机在物料计量方面的运用

 

1.粉末材料的测量

 

螺杆计量是常用的容积式计量方法,它是经过螺杆回旋的圈数多少来达到计量的多少,为了达到计量大小可和谐提升计量精准度的目的,要求螺杆的转速可和谐位置定位精确,使用步进电机可以同时满足这两个方面的要求。

 

比如粉剂包装机的计量选用了步进电机控制螺杆的转速和转数,不仅是简化了机器结构,而且让控制非常便利。在不过载的状况下,步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信號的频次和脉冲数,而不受负载改变的影响,这与电磁聚散器控制的螺杆计量相比较,具备明显的精准度优势,更加合适于比重改变比较大的物料计量。

 

与螺杆选用直接連接的方法,结构简单,维修便利。值得指出的是,如步进电机的过载能力较代,当轻微过载时,就会呈现相当大的噪音。因此,在计量工况确定以后,就要选用较大的过载系数,以保障踏步机机均衡工作。

 

2.计量黏性物料

 

步进电机控制齿轮泵也可以实现精确计量。齿轮泵在输送黏稠体方面得到了广泛的运用,比如糖浆、豆沙、白酒、油料、番茄酱等的输送。

当前,活塞泵主要用在这些材料的测量,其缺点是调度困难,结构复杂,维护不便,功耗高,测量不精确。

 

齿轮泵计量是靠一对齿轮啮合转动计量的,物料经过齿与齿的空间被强迫从进料口送到出料口。动力来自步进电机,步进电机转动的位置及速度由可编程控制器控制,计量精准度高于活塞泵的计量精准度。

 

步进电机适于在低速下运行,当速度加快时,步进电机的噪音会明显加大,其他经济目标会明显降落。对转速比较高的齿轮泵来讲,选用升速结构比比比较好。咱们在黏稠体包装机上开始选用的是步进电机直联齿轮泵的结构,结果声难以噪音难以防止,可靠性降落。之后选用直齿轮升速的方法,降低了的速度,噪音得到了控制,可靠性也有所提升,计量精准度得到了保障。

 

3、步进电机在供送包装膜中的运用

 

在制袋、充填、封口为一体的包装机中,要求包装用塑料薄膜定位定长提供,不论间歇提供还是持续提供,均可以用步进电机来可靠完成。

 

1.用在间歇式包装机

 

间歇式包装机使用步进电机供膜,其可靠性可以得到提升。以前的包装膜供送多选用曲柄连杆机构间歇拉带方法,结构复杂,调剂困难,特别是当需要换产品时,不仅是调度困难,而且包装膜浪费好多。选用步进电机与拉带滚轮直接連接拉带,不仅是结构得到了简化,而且调度极其便利,只要经过控制面板上的按钮便可以实现,这样既节减了调度时间,又节省了包装材料。

 

在间歇式包装机中,包装材料的供送控制可以选用两种模式:袋长控制模式和色标控制模式。袋长控制模式适用在不带色标的包装膜,经过预先设定步进电机转速的方法实现,转空比的设定经过拨码开关便可以实现。色标模式装备有光电开关,光电开关检测色标的位置,当检测到色标时,发出控制开关信號,步进电机按到信號后,停止转动,延时一定时间后,再转动供膜,周而复始,保障遵循色标的位置定长供膜。

 

2.持续包装机的运用

 

在持续工包装机中,步进电机是持续转动的,包装膜被平均的持续输送,当改变袋长时,只要经过拨码开关便可以实现。

 

4、步进电机在横封中的运用

 

在持续包装机中,程度密封是非常重要的执行机构,它也是包装机中较复杂的机构之一。特别是对彩色等级的包装膜,密封和切割位置的要求非常严格。为了提升切削精准度,人们开发了偏心链轮机构,曲柄导杆机构等,但是这些机构非常麻烦且可靠性低的缺点。这些缺点的主要原因是该过程需要恒定速度,程度密封和程度密封轮的定位切割。

 

步进电机直接驱动横封轮可以实现速度同步。持续式包装机的供膜轮是持续供膜的,横封时要求横封的线速度与薄膜供送的速度同步,以防止呈现扯破薄膜和薄膜堆积的状况,因为横封轮的直径是恒定的,当改变袋长时,就需要经过改变横封轮的转速来改变,但是横封需要一定的时间,就是说横封轮与薄膜从接触到离开需要恒定的时间,不然封口吵严。横封轮每转一周的总时间与横封所需要的时间都是恒定的,要满足速度同步的要求,可以将踏步机机一周内的转速分成两部分,一部分首先满足速度同步的要求,而另外空载的部分满足一周总时间的要求。

 

为了实现良好的封口品质,还能经过步进电机对横封轮实现非衡速的控制模式,就是在横封的每点上都实现速度同步,限于篇幅,这里再也不陈述。

 

步进电机的特性主要归于三个方面,一是过载性好。其转速不受负载大小的影响,不像普通电机,当负载加大时就会呈现速度降落的状况,所以步进电机使用于对速度和位置都有严格要求的场合;二是控制便利。步进电机是以“步”为单位回旋的,数字特点比较明显,这样就给计算机控制带来了很大的便利,反过来,计算机的呈现也为步进电机开辟了更加宽敞宽大豪放的使用市场;三是整机结构简单。传统的机器速度和位置控制结构比较复杂,调剂困难,使用步进电机后,让整机的结构变得简单和紧凑。

 

在包装机器中的就用还方才开始,原来很多传统的机器控制方法均可以用步进电机来代替,除了上面介绍的一些用处外,它还在印刷、灌装、囊包等方面得到了应用,相信在较短的时间内,我国的包装机器行业定能在步进电机技术的平台上跃上一个新的程度。

 


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