汇川IS500系列伺服采用CANopen多轴通讯在轻装薄膜纵向拉伸中的应用.docx

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1、汇川IS500系列伺服采用CANopen多轴通讯在轻装薄膜纵向拉伸中的应用汇川IS500系列伺服采用CANopen多轴通讯在轻装薄膜纵向拉伸中的应用xuliyuan导语：一般来讲，MDO工艺是在一定温度和拉伸比下对吹塑薄膜或是流延薄膜消费线消费的薄膜进展拉伸，然后对其进展热处理，之后将其再冷却至室温。摘要MDO(MachineDirectionOrientation)是薄膜机器方向拉伸的英文缩写，即纵向拉伸。一般来讲，MDO工艺是在一定温度和拉伸比下对吹塑薄膜或是流延薄膜消费线消费的薄膜进展拉伸，然后对其进展热处理，之后将其再冷却至室温。这一经过既可以在线进展，也可以离线操纵，局部厂房MDO流

2、水线及其主动力设计如图1所示。图1MDO流水线及其主动力设计前言：针对MDO工艺的需求，归结为拉伸速度链思想的控制方式，主要是为了保证稳定的速度差，完成薄膜平稳拉伸。消费时上位机给每轴伺服不同转速信号，流水线每次开机时，需要改变各轴转速给定，来调试设备消费各环节被己加热薄膜的送料速度，调试阶段消费样品均做为废料处理，而正常稳定消费时那么不再调节速度。工艺的关键是保持速度链较好的稳定性，该薄膜消费线中为了进步速度的响应特性和速度链精度，主要拉伸环节动力全部采用了汇川IS500系列伺服驱动，共计56台，方案中使用CANopen总线通讯完成。汇川IS500系列伺服除了支持标准的ModbusRTU外，

3、还支持CANopen、CAN-LINK等总线通讯协议，其中CAN-LINK的典型案例为纵切的19轴应用，CANopen在全电动注塑机工程中已经完成6台通讯应用。在这个方案中用到的也是CANopen，不过这次从站数目到达56台，且是在配合西门子S7-300的PROFIBUS-DP转成CANopen的形式下完成的，每台伺服通讯数据量到达20个字节，通讯速度500K。1MDO行业介绍近年来随着塑料薄膜行业的快速开展，目前我国已经开展成为产量最大、品种最多的塑料制品之一，广泛应用于包装、电子电器、农业、建筑装饰及日用品等领域，其产量约占塑料制品总产量的20%。从应用领域来看，塑料薄膜使用最广的是包装工

4、业，其次是农用塑料薄膜，其余用作电工材料、感光材料等。塑料薄膜的成型方法很多，如压延法、流延法、吹塑法、拉伸法等。其中拉伸法主要有三类纵向、横向、双向拉伸近年来颇受关注。沿机器方向拉伸薄膜可以进步薄膜的性能，不是一点点的进步，而是大幅度进步。对吹塑薄膜和流延薄膜进展机器方向拉伸，采用不管是离线还是挤出时在线拉伸消费的薄膜，与未拉伸薄膜相比都具有以下特点：1机械性能如刚度显著进步，拉伸强度是未拉伸薄膜的35倍；2阻隔性能进步，对气体和水汽的浸透性降低；3开孔性、光学性能、透明度、外表光泽度进步；4耐热性、耐寒性能得到改善，尺寸稳定性好；5厚度均匀性好，厚度偏向小；6实现高自动化程度和高速消费。此

5、外，MDO薄膜的平整度高，在后续加工时运行速度更快，产量更高。此类拉伸薄膜应用之广、污染之低以及对森林自然资源的保护，使其成为比纸张和聚氯乙烯PVC更受人欢送的包装材料，广泛应用于食品、糖果、香烟、茶叶、果汁、牛奶、纺织品等的包装，有“包装皇后的美称。开展得比拟快的应用领域为用于进步隔水汽、隔氧和隔味的阻隔膜。同时，标签及薄膜的应用亦将日趋普遍，如图2所示。图2常见包装应用的MDO薄膜2MDO工艺介绍塑料薄膜纵向拉伸技术的根本原理是高聚物原料通过挤出机被加热熔融挤出后，在玻璃化温度以上、熔点以下的适当温度范围内高弹态下，通过外力逐级纵拉，进展一定倍数的拉伸，进而使分子链或者结晶面在平行于薄膜平

6、面的方向上进展取向而有序排列，然后在拉紧状态下进展热定型，使取向的大分子构造固定，最后经冷却及后续处理便可制得薄膜。纵向拉伸薄膜消费线由多种设备组成的连续消费线，包括放卷机、冷拉、预热拉伸、热拉、定型拉伸、牵引收卷机等。其消费流程较长，工艺也比拟复杂。机械设计如图3所示。图3MDO机械设计MDO的工艺参数很多，包括预热辊的数目和温度212个，甚至更多；辊加热的形式水热、油热、电热；S形缠绕拉伸辊的大小最大300mm；薄膜拉伸的倍数13，甚至更高；退火温度和时间；冷却辊的温度和数目等。详细的讲有预热辊、拉伸辊、冷却辊、张力辊和橡胶压辊、红外加热管、加热机组以及驱动装置等组成。纵向拉伸通常为单点拉

7、伸，也有多点拉伸，如两点或者三点拉伸。纵拉比是通过慢拉辊与快拉辊之间的速度差产生的，一般为3.34倍。一般动力系统配置如图4所示。图4动力系统配置主要辊轮之间使用伺服配合减速机齿轮传动和S行同步轮传动，保证了较高机械传动效率，设计如图5所示。图5辊轮传动机械设计调研发现一般MDO的辊轮配置如下：1预热辊：一般有8只，辊筒外表镀铬，一字形排列，温度60-80；2拉伸辊：单点拉伸，有一只慢拉辊、一只快拉辊，外表镀铬。慢拉辊温度80-85，快拉辊温度30；3冷却辊：一般有4只，辊筒外表镀铬，一字形排列，温度30-50；4张力辊：一般有2只，分别位于第一个预热辊和最后的冷拉辊上方；5纵拉比：一般在3-

8、4倍，它是通过慢拉辊与快拉辊之间的速度差而产生的。预热辊的数目不仅取决于所希望的拉伸倍数，还取决于薄膜所用树脂和设定的产率，辊越多，产量越高。尽管预热辊直径可以大至750mm，但常用的一般为300mm、450mm和600mm。可以将薄膜拉伸一次或者屡次，间歇加热或者冷却，到达不同的效果。拉伸既可以在加热状态下进展，也可以在冷却状态下进展。拉伸比拟直接。快拉辊以快于慢拉辊规定倍数的速度转动，在快拉辊与慢拉辊之间对薄膜进展拉伸。必须通过实验研究确定适宜的温度和拉伸比。典型小间隙拉伸间隔小于2.5mm，大间隙拉伸在550mm，甚至更大，还有“零间隙拉伸和“压缩辊拉伸等。间隙越小，薄膜颈缩越轻。一般来讲，颈缩使薄膜缩幅520。此外，颈缩还会降低薄膜的透气性，而这一性能对卫生性薄膜非常重要。退火是最难控制的工艺，由于通过退火辊的加速或者减速可以对薄膜进展拉伸或者收缩。速度或者温度的任何变化都会使所消费的薄膜性能发生变化。薄膜通过张力控制辊、展平辊、跟踪辊，最后完成收卷工作。收卷张力的控制包括张力的设定、张力衰减及张力补偿等，对薄膜收卷的质量影响很大。3汇川IS500伺服中转PB-B-CANopen总线桥与西门子S7-300通讯配置介绍轻装MDO方案中整体动力电控配置如下：