1引言

在冰淇淋灌裝機上利用臺達機電產品之間的便利通訊功能，實現了主傳動電機與拉花電機在觸摸屏上直接啟/停與調速，實現了伺服與主電機之間的速度跟隨。使得操作人員的操作直觀方便。利用臺達伺服的PR模式（內部多段位置模式），將客戶機械拉花變成電氣控制，拉花的距離和速度可由最終用戶在觸摸屏上調整。使得客戶的拉花花型調整變的便利靈活。大大提高了生產效率。

人機界面（又稱用戶界面或使用者界面）是系統和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。凡參與人機信息交流的領域都存在著人機界面。人機界面（Human–Machine Interaction，簡稱HMI），是人與計算機之間傳遞、交換信息的媒介和對話接口，是計算機系統的重要組成部分。是指人和機器在信息交換和功能上接觸或互相影響的領域或稱界面所說人機結合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機器的硬接觸和軟觸，此結合面不僅包括點線面的直接接觸，還包括遠距離的信息傳遞與控制的作用空間。

人機結合面是人機系統中的中心一環節，主要由安全工程學的分支學科安全人機工程學去研究和提出解決的依據，并過安全工程設備工程學，安全管理工程學以及安全系統工程學去研究具體的解決方法手段措施安全人機學。它實現信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。凡參與人機信息交流的領域都存在著人機界面。現在大量運用在工業與商業上，簡單的區分為“輸入”（Input）與“輸出”（Ouput）兩種，輸入指的是由人來進行機械或設備的操作，如把手、開關、門、指令(命令)的下達或保養維護等，而輸出指的是由機械或設備發出來的通知，如故障、警告、操作說明提示等，好的人機接口會幫助使用者更簡單、更正確、更迅速的操作機械，也能使機械發揮最大的效能并延長使用壽命，而目前市面上所指的人機接口則多界狹義的指在軟件人性化的操作接口上。

冰淇淋灌裝機通常主要由4個部分組成：

（1）主傳動部分。主傳動采用間歇式減速箱輸出帶動鏈輪傳動，帶動輸送板進行逐工位物料輸送，主傳動電機2.2KW,采用DELTA變頻器調速控制，減速箱的減速比為30：1，主電機轉30圈減速箱輸出1圈，輸送板移動一個工位，之后減速箱會有一個約1.5秒的空行程，留給各個工位進行各種工藝動作。簡單穩定。

（2）灌裝部分。灌裝部分由十幾個直線排列的灌裝工位組成，執行不同的由相應的氣閥控制，PLC接受主傳動編碼器傳送過來的角度信號（360線，對應一個輸送周期），臺達ES系列PLC是整個機器的控制中心，根據設定的角度值控制閥的開閉。

（3）冰淇淋有平杯和蛋筒之分，拉花指的是蛋筒部分，平杯無須拉花。冰淇淋拉花部分主要功能是將灌裝好的冰淇淋澆上樣式好看的奶油，拉花控制主要控制兩個部分，一個是不停旋轉的拉花電機帶動拉花頭旋轉澆奶油，另一個是帶動拉花頭做升降運動的部分，國內大部分廠家都是采用機械凸輪結構，當花型需要改動的時候，只有更換不同形狀的機械凸輪，這樣就會大大影響機器的生產效率。用戶在調節好每種花型的參數后，可通過屏的配方功能進行保存，下次使用只需調用出來就好了。

（4）溫控部分。冰淇淋灌裝有三個地方需要進行溫度控制：淋巧克力，噴巧克力，熱封。均采用大功率加熱管，K分度熱電偶溫度檢測。溫度上限為300度。如果采用PLC上控制溫度，必須要加上溫度檢測或者控制模塊。這些模塊通常價格不低，需要在主機編程。從經濟角度和互換性角度考慮，采用了臺達溫控器。

2系統設計

2.1控制工藝分析

（1）保證主機和伺服的電氣零位和機械零位一致。

（2）灌裝的起始與關閉通過編碼器的角度信號控制，可在觸摸屏上設定。

（3）伺服跟隨主機運轉，運轉位置和速度由觸摸屏上人工調整。

（4）主機速度能在觸摸屏上調節。

（5）生產計數控制功能。

2．2硬件體系結構設計

硬件體系結構示意如圖1所示。主體自動化設備選型參見表1。

圖1硬件體系結構示意

表1 主體自動化設備選型

2.3軟件流程設計

軟件流程設計參見圖2。

圖2軟件流程

3系統調試

3.1系統零點調試

本項目在初始調試的時候，沒有做主機找零，結果調試的時候發現，機器運轉的時間稍長，編碼器的角度就和機械的位置對應產生累積偏差。伺服與主機零點對應的機械位置是變化的，因此伺服在找完零點后立即反向找與主機零點位置的對應的起始位置，這個位置是由客戶在屏上設定，這期間主機禁止運轉。

3.2主機限速

主機和變頻器之間采用通訊連接，因伺服跟隨主機運轉，速度有倍數關系，因此主機在滿足客戶生產速度的前提下做了限速處理。

4結束語

項目已經通過調試，機器的功能完全達到要求。項目充分展示了臺達電氣產品在包裝行業機電一體化應用的技術能力。