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臺達A2系列伺服在高速貼標機上的應用

2009/12/8 12:17:00

引言

隨著生產效率的提升和產品形象提升的需要，企業對產品包裝上產品標簽的貼置速度和精度有了相當高的要求，這就給貼標設備生產商帶來了挑戰性的問題，既要生產出有市場競爭力的產品，又要盡可能的降低成本。該項目中高速貼標機要求完成前標、后標或圓瓶的高速貼標動作，我們采用臺達DVP28SV11T型PLC、DOP-B05S100型觸摸屏和ASD-A2-0421-B型伺服驅動器完成項目，關鍵動作控制由該伺服驅動器的內置Pr位置控制功能實現，可獨立完成前標、后標或前、后標同時貼標，同時還可以完成圓瓶的貼標動作。經實踐檢驗，效果相當理想。設備如圖1所示。

圖1

1高速貼標機工作原理

圖2

高速貼標機原理簡圖如圖2所示。貼標機上裝有工作物檢測、前標標簽檢測、后標標簽檢測、前標存量檢測、后標存量檢測和瓶底檢測傳感器。

貼標機可單獨進行前標、后標貼標動作或前、后標同時動作，此時不需進行瓶底檢測。

當切換到貼圓瓶標簽工作狀態時，由前標側伺服電機執行動作，且需要卡瓶氣缸動作使用輪附卡住工作物。可在一個工作物上貼一張或兩張標簽，為了標簽位置美觀，底部有凹痕等特征的工作物需要確定標簽位置，此時需要瓶底檢測傳感器信號參與控制。工作物傳送帶有低速和高速兩種狀態，故伺服驅動器亦有低速和高速兩種狀態，需要根據傳送帶的速度選擇調節參數以協調貼標動作。

2項目設計

根據設備工作要求，需要：①PLC進行整體動作邏輯控制；②觸摸屏以進行設備操作和參數調整；③前標和后標兩套伺服驅動裝置；④傳送帶拖動設備；⑤輪附驅動設備。控制系統框圖如圖3所示。

圖3

貼標機核心動作由伺服驅動器即A2伺服驅動器的運動控制功能，即Pr模式實現；PLC完成傳感器信號的邏輯處理和進行A2 PATH路徑選擇及路徑觸發；觸摸屏可進行貼標機的各種動作操作及A2內相關控制參數的監控和修改。采用RS-232通訊將觸摸屏和PLC連接起來以進行機器的動作邏輯控制；采用RS-485通訊連接觸摸屏和前標、后標兩臺A2伺服驅動器，以根據工藝要求對相關驅動器參數，如速度和延時時間等參數進行修改。

3路徑規劃及時序

根據臺達A2伺服運動控制Pr模式設計伺服驅動器的動作路徑和觸發時序。規劃PLC的Y1、Y2和Y3分別連接A2的DI2（POS4）、DI3（POS3）和DI4（POS2）。

下面以前伺服低速狀態的驅動為例對這一應用思想加以說明。圖4為該工況的時序。在PLC程序中該動作程序分支中輸出需要的路徑選擇電平，當檢測到工作物時，以中斷方式觸發，輸出CTRG觸發信號，即A2伺服路徑的觸發脈沖，此時A2伺服將根據事先內部設置的該路徑動作參數驅動伺服電機。當貼標完成，會檢測到下一張標簽信號，說明之前的標簽已貼置完成。此時將以中斷方式輸出CTRG信號，觸發完成停止動作的路徑，路徑選擇相關的輸出電平之前已經在PLC相應的分支程序中輸出。其余動作實現方式的時序與此類似。

對于停止路徑，為了使電機停止平穩，且每次的停止距離相等，在A2伺服該路徑的相關參數中設置一定的停止距離，以使每次的停止曲線如圖4陰影部分所示。這樣做的目的就是使每一次貼標動作的位置精度最優。