前言       月餅是漢族人民喜愛的傳統(tǒng)節(jié)日特色食品，月圓餅也圓，又是合家分吃，象征著團(tuán)圓和睦，在中秋節(jié)這一天是必食之品。古代月餅被作為祭品于中秋節(jié)所食。據(jù)說中秋節(jié)吃月餅的習(xí)俗于唐朝開始。北宋之時(shí)，該種餅被稱為“宮餅”，在宮廷內(nèi)流行，但也流傳到民間，當(dāng)時(shí)俗稱“小餅”和“月團(tuán)”。發(fā)展至明朝則成為全民共同的飲食習(xí)俗。時(shí)至今日，品種更加繁多，風(fēng)味因地各異。其中京式、蘇式、廣式、潮式等月餅廣為我國(guó)南北各地的人們所喜食。

圖1月餅

      以前月餅的生產(chǎn)主要靠手工制作、效率低和產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊；目前人力成本逐年升高，食品安全的要求越來越高，機(jī)器代替手工成為了一種不可阻擋的趨勢(shì)，因此數(shù)控高速立式月餅機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。       數(shù)控高速立式月餅機(jī)介紹       數(shù)控立式高速月餅機(jī)集三個(gè)單機(jī)（包餡機(jī)、成型機(jī)、排列機(jī)）上、中、下、立式緊湊排列為一體，無需傳輸帶裝置。

圖2數(shù)控高速立式月餅機(jī)

      1.包餡機(jī)包括皮子系統(tǒng)和餡子系統(tǒng)。皮子和餡子電機(jī)通過減速比為60的減速機(jī)帶動(dòng)雙螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而擠出皮子和餡子。

圖3 皮子系統(tǒng)、餡子系統(tǒng)

      為了保證月餅重量、體積均勻，要求擠出雙螺桿速度波動(dòng)小。MD380為匯川高性能矢量變頻器，在開環(huán)矢量控制方式下，可以獲得優(yōu)異的控制性能，其穩(wěn)速精度可達(dá)0.5%，滿足皮子和餡子擠出的要求。 2.成型機(jī)包括切刀系統(tǒng)和模印系統(tǒng)。切刀電機(jī)通過減速比為20減速機(jī)帶動(dòng)曲軸連桿，使切刀做開合運(yùn)動(dòng)。切刀每次開合，在軸承底部安裝的接近開關(guān)便感應(yīng)一次。 月餅機(jī)生產(chǎn)要求為60個(gè)/分，故接近開關(guān)感應(yīng)60次/分。 月餅機(jī)生產(chǎn)工藝要求切刀要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)位置的定位： （1）切刀回零（切刀開口張開最大） （2）切刀閉合（切刀開口完全閉合） 切刀功能豐富，具有點(diǎn)動(dòng)、微動(dòng)、切刀回零、重大產(chǎn)品等功能。

圖4 切刀系統(tǒng)

      模印系統(tǒng)為數(shù)控高速立式月餅機(jī)的關(guān)鍵部件，模印系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)可分解為：

圖5 模印系統(tǒng)

圖6 模印系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)流程圖

      排列機(jī)可以進(jìn)行兩種運(yùn)動(dòng)，分別為整齊排列和交錯(cuò)排列，并且適應(yīng)四頭的月餅機(jī)。       排列機(jī)功能靈活，在排列過程中，如果發(fā)現(xiàn)位置有偏差，可以在線進(jìn)行修正。

圖7排列機(jī)

圖8排列機(jī)運(yùn)動(dòng)流程圖 圖9月餅排列圖案

數(shù)控高速立式月餅機(jī)匯川解決方案 1、系統(tǒng)配置

圖10系統(tǒng)配置圖

2、PLC端子定義

3、切刀定位 切刀采用變頻器控制，但是要求定位，故切刀的準(zhǔn)確定位為本方案的難點(diǎn)之一。

圖12切刀運(yùn)動(dòng)軌跡

圖13切刀PLC程序

圖14切刀觸摸屏畫面

      當(dāng)切刀回零或重大產(chǎn)品功能有效時(shí)，切刀首先以正常運(yùn)行速度運(yùn)行，到達(dá)X6下降沿時(shí)，切換到“回歸速度”運(yùn)行“回零高速距離”后，再切換到爬行速度運(yùn)行，到達(dá)X6的上升沿后，根據(jù)定位角度需要延時(shí)運(yùn)行一段時(shí)間。 4、特色功能——在線修正排列機(jī)位置偏差

圖15在線修正排列機(jī)位置偏差

      排列機(jī)在確定起點(diǎn)位置時(shí)，有可能最初確定的起點(diǎn)位置有偏差，需要在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行修正，匯川PLC控制程序具備這個(gè)功能。 6、特色功能——托盤自適應(yīng)切刀動(dòng)作

圖16月餅機(jī)（左）湯圓機(jī)（右）

      月餅機(jī)的模印裝置更換成湯圓機(jī)的搓圓裝置，就可以生產(chǎn)湯圓了。       生產(chǎn)湯圓時(shí)，排列機(jī)跟隨著切刀動(dòng)作，當(dāng)切刀停止，排列機(jī)亦停止。但是當(dāng)切刀動(dòng)作快于排列機(jī)時(shí)，當(dāng)按下“停止”開關(guān)，兩者同時(shí)停止，則搓圓裝置內(nèi)存留的湯圓則會(huì)堆積在排列機(jī)的同一位置。

圖16托盤自適應(yīng)切刀動(dòng)作PLC程序

      分別記錄切刀動(dòng)作次數(shù)、排列機(jī)動(dòng)作次數(shù)，當(dāng)按下“停止”開關(guān)后，求取切刀和排列機(jī)動(dòng)作的差值，然后讓排列機(jī)按照一定的規(guī)律繼續(xù)走完少走的位置。

客戶原先方案 原系統(tǒng)包括皮子、餡子和切刀等全套均采用三菱伺服驅(qū)動(dòng)，成本極高； 模印系統(tǒng)和排列系統(tǒng)均跟隨切刀動(dòng)作，模印系統(tǒng)和排列系統(tǒng)在時(shí)序上的匹配調(diào)試麻煩； 在線修正排列機(jī)位置偏差時(shí)，排列機(jī)易出現(xiàn)崩潰； 當(dāng)切刀快于排列機(jī)動(dòng)作時(shí)，按下“停止”開關(guān)，湯圓出現(xiàn)堆積現(xiàn)象。

匯川方案優(yōu)勢(shì) （1） 皮子、餡子和切刀采用變頻器驅(qū)動(dòng)，滿足應(yīng)用要求且大大降低成本； （2） 模印系統(tǒng)跟隨切刀動(dòng)作，排列系統(tǒng)跟隨模印動(dòng)作，從而形成切刀動(dòng)作——>模印動(dòng)作——>排列動(dòng)作的鏈?zhǔn)疥P(guān)系，調(diào)試方便，易用性上得到大大提升； （3） 當(dāng)排列機(jī)位置有偏差時(shí)，可以在運(yùn)行過程中在線修正位置偏差； （4） 當(dāng)切刀動(dòng)作快于排列機(jī)動(dòng)作時(shí)，排列機(jī)自適應(yīng)切刀動(dòng)作，避免停機(jī)時(shí)產(chǎn)生湯圓堆積現(xiàn)象； （5） 系統(tǒng)集成，全系列匯川產(chǎn)品兼容性好，故障率降低。

參考文獻(xiàn) H2U系列可編程序邏輯控制器用戶手冊(cè) H1U/H2U系列可編程控制器指令及編程手冊(cè) V2.0 IS500伺服驅(qū)動(dòng)器用戶手冊(cè)V1.3 MD380矢量型變頻器用戶手冊(cè)V2.0