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一、引言

要說2020年最熱門的自動化設備，那一定是口罩機。全球新冠肺炎疫情肆虐，醫療物質和日常防護大量消耗，海內外對口罩的需求量暴漲。口罩需求的暴漲，也直接導致了市場上對口罩機需求的增加。

由于口罩機線體長，零部件多，口罩又是軟件產口，穩定性較差，要做運勁自如，壓合精準，達成良品率和機器故障率等核心指標并不容易。面對市場上的魚龍混雜和巨大的供需缺口，為保障口罩企業高效高速高質運轉，英威騰結合自身優勢，深度研發工藝流程，集合專業優勢力量，以英威騰控制器、伺服、變頻器、觸摸屏為核心，打造出通用的無紡布平面口罩機生產線控制系統應用方案。該方案不僅滿足客戶的使用需求，而且大幅度提升設備產能和品質，讓科技助力口罩生產更加智能高效。

在抗疫陣線中，英威騰人雖然不是醫療工作者，但我們愿以實際行動盡社會責任，成為口罩機生產廠家的可靠后援，以科技賦力，讓防控戰疫更加硬核。

二、設備（或系統）工藝及控制要求

1. 無紡布平面口罩機工藝：

平面口罩是由口罩本體和耳帶組合而成，傳統口罩設備是指負責口罩本體成型、打片的本體機和負責耳帶焊接的耳帶機組成，而本體機的效率較高 (120-150 片/分鐘) ，耳帶焊接機則相對較低 (40-60 片/分鐘) ，為了實現本體機與耳帶焊接機產量的完美配合，需要一臺本體機搭配 2 到 3 臺耳帶焊接機，在全自動的一體化設備中，一般一臺口罩本體機也是連線 2 到 3 臺耳帶焊接機。

圖1 無紡布平面口罩機工藝圖

2. 無紡布平面口罩機控制要求：

應用方案主要包含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。

原材料經被動拖動放卷裝置，變頻器實現較恒定的張力供料；口罩定型通過專用的機械模具，配合超聲波模具印出相應圖案；分左右兩工位的耳帶熔接工位，通過控制耳帶開/關夾、耳帶剪斷、平臺升降等多工位配合，將耳帶焊接在口罩上；兩邊折疊定型，水平軸將機型伸出結構將口罩成兩半，折疊在一起；熔接工位及折疊定型工位，需要保持平臺與原料同步焊接，伺服系統應用電子凸輪追剪功能實現往返操作。

圖2無紡布平面口罩機電氣系統應用示意圖

圖2是無紡布平面口罩機電氣系統應用示意圖；該系統是PLC與伺服驅動器通過EtherCAT通訊總線實現多軸控制，與觸摸屏通過 Modbus TCP 通訊；具有可靠的穩定性，速度快，兼容性高的特點；主傳送帶采用變頻器調節電機輸送、步進馬達翻轉，在焊接及折疊過程中有兩軸需往返跟隨主軸運行，需支持較復雜的同步指令。傳動精確，控制穩定，速度可調。簡易調節裝置，換料方便，穩定性高故障率低。

3. 方案特點：

* 方便接線：本方案采用EtherCAT總線方案，控制器與伺服通過網線連接，節約大量接線時間，提高生產速度；

* 簡便排障：總線方式通訊反饋各軸故障情況，節約故障排查難度與時間；

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

* 提高產能：伺服相對氣缸擁有更高的響應與運行速度，英威騰DA200高性能伺服驅動器2.0kHz響應頻寬、快速跟隨系統指令。

三、設備（或系統）應用方案設計及效果說明

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. 無紡布平面口罩機圖片：

圖3：無紡布平面口罩機整體外觀

圖4：無紡布平面口罩機正面部分

圖5：無紡布平面口罩機側面部分

四、英威騰無紡布平面口罩機控制系統應用方案優勢簡介

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，支持大規模分布式I/O；標配多種通訊接口，具備強大的組網能力，適用于多種應用場合。集成高性能的運動控制，電子凸輪，電子齒輪，飛剪，追剪等功能齊全，能滿足用戶實時、高速、高精度和個性化控制需求，只需通過簡單的參數設定和程序編寫，就可輕松實現定位控制、高度同步控制和凸輪控制等，控制伺服，步進，變頻器協同工作。

2．英威騰PLC運算速度極快，位指令1ns，浮點運算指令150ns。與伺服采用EatherCat通訊，通訊速率高達100Mbps,抗干擾能力強，同時省去很多復雜的接線。

3．英威騰DA200高性能伺服滿足高速、高精、柔性的應用要求，生產速度更快，裁切與焊耳定位精度更高，易用性和拓展性強更強，支持大規模分布式擴展，支持32軸多軸運動。

4．核心電氣部件全套采用英威騰產品，系統性能穩定可靠；同時支持各種編程語言，梯形圖，ST語言等簡便易懂。

五、結束語

英威騰無紡布平面口罩機控制系統應用方案的成功應用，提供了更高性價比的無紡布平面口罩機系統的解決方案，有效的解決了傳統控制電氣布線復雜，效率低、故障率高等問題，實現了許多傳統控制無法實現的功能。英威騰產品的易用性使得口罩機調試維護變得輕松快捷。基于EtherCAT工業以太網，大幅度提升生產效率，滿足疫情期間的口罩緊急需求。

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