臺(tái)達(dá)A2系列伺服在高速貼標(biāo)機(jī)上的應(yīng)用
2009/12/8 12:17:00
引言
隨著生產(chǎn)效率的提升和產(chǎn)品形象提升的需要，企業(yè)對(duì)產(chǎn)品包裝上產(chǎn)品標(biāo)簽的貼置速度和精度有了相當(dāng)高的要求，這就給貼標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)商帶來(lái)了挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，既要生產(chǎn)出有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，又要盡可能的降低成本。該項(xiàng)目中高速貼標(biāo)機(jī)要求完成前標(biāo)、后標(biāo)或圓瓶的高速貼標(biāo)動(dòng)作，我們采用臺(tái)達(dá)DVP28SV11T型PLC、DOP-B05S100型觸摸屏和ASD-A2-0421-B型伺服驅(qū)動(dòng)器完成項(xiàng)目，關(guān)鍵動(dòng)作控制由該伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)置Pr位置控制功能實(shí)現(xiàn)，可獨(dú)立完成前標(biāo)、后標(biāo)或前、后標(biāo)同時(shí)貼標(biāo)，同時(shí)還可以完成圓瓶的貼標(biāo)動(dòng)作。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，效果相當(dāng)理想。設(shè)備如圖1所示。 
圖1
1高速貼標(biāo)機(jī)工作原理
圖2
高速貼標(biāo)機(jī)原理簡(jiǎn)圖如圖2所示。貼標(biāo)機(jī)上裝有工作物檢測(cè)、前標(biāo)標(biāo)簽檢測(cè)、后標(biāo)標(biāo)簽檢測(cè)、前標(biāo)存量檢測(cè)、后標(biāo)存量檢測(cè)和瓶底檢測(cè)傳感器。
貼標(biāo)機(jī)可單獨(dú)進(jìn)行前標(biāo)、后標(biāo)貼標(biāo)動(dòng)作或前、后標(biāo)同時(shí)動(dòng)作，此時(shí)不需進(jìn)行瓶底檢測(cè)。
當(dāng)切換到貼圓瓶標(biāo)簽工作狀態(tài)時(shí)，由前標(biāo)側(cè)伺服電機(jī)執(zhí)行動(dòng)作，且需要卡瓶氣缸動(dòng)作使用輪附卡住工作物?？稍谝粋€(gè)工作物上貼一張或兩張標(biāo)簽，為了標(biāo)簽位置美觀，底部有凹痕等特征的工作物需要確定標(biāo)簽位置，此時(shí)需要瓶底檢測(cè)傳感器信號(hào)參與控制。工作物傳送帶有低速和高速兩種狀態(tài)，故伺服驅(qū)動(dòng)器亦有低速和高速兩種狀態(tài)，需要根據(jù)傳送帶的速度選擇調(diào)節(jié)參數(shù)以協(xié)調(diào)貼標(biāo)動(dòng)作。
2項(xiàng)目設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)備工作要求，需要：①PLC進(jìn)行整體動(dòng)作邏輯控制；②觸摸屏以進(jìn)行設(shè)備操作和參數(shù)調(diào)整；③前標(biāo)和后標(biāo)兩套伺服驅(qū)動(dòng)裝置；④傳送帶拖動(dòng)設(shè)備；⑤輪附驅(qū)動(dòng)設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)框圖如圖3所示。 
圖3
貼標(biāo)機(jī)核心動(dòng)作由伺服驅(qū)動(dòng)器即A2伺服驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)控制功能，即Pr模式實(shí)現(xiàn)；PLC完成傳感器信號(hào)的邏輯處理和進(jìn)行A2 PATH路徑選擇及路徑觸發(fā)；觸摸屏可進(jìn)行貼標(biāo)機(jī)的各種動(dòng)作操作及A2內(nèi)相關(guān)控制參數(shù)的監(jiān)控和修改。采用RS-232通訊將觸摸屏和PLC連接起來(lái)以進(jìn)行機(jī)器的動(dòng)作邏輯控制；采用RS-485通訊連接觸摸屏和前標(biāo)、后標(biāo)兩臺(tái)A2伺服驅(qū)動(dòng)器，以根據(jù)工藝要求對(duì)相關(guān)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，如速度和延時(shí)時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行修改。
3路徑規(guī)劃及時(shí)序
根據(jù)臺(tái)達(dá)A2伺服運(yùn)動(dòng)控制Pr模式設(shè)計(jì)伺服驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作路徑和觸發(fā)時(shí)序。規(guī)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(tài)的驅(qū)動(dòng)為例對(duì)這一應(yīng)用思想加以說(shuō)明。圖4為該工況的時(shí)序。在PLC程序中該動(dòng)作程序分支中輸出需要的路徑選擇電平，當(dāng)檢測(cè)到工作物時(shí)，以中斷方式觸發(fā)，輸出CTRG觸發(fā)信號(hào)，即A2伺服路徑的觸發(fā)脈沖，此時(shí)A2伺服將根據(jù)事先內(nèi)部設(shè)置的該路徑動(dòng)作參數(shù)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。當(dāng)貼標(biāo)完成，會(huì)檢測(cè)到下一張標(biāo)簽信號(hào)，說(shuō)明之前的標(biāo)簽已貼置完成。此時(shí)將以中斷方式輸出CTRG信號(hào)，觸發(fā)完成停止動(dòng)作的路徑，路徑選擇相關(guān)的輸出電平之前已經(jīng)在PLC相應(yīng)的分支程序中輸出。其余動(dòng)作實(shí)現(xiàn)方式的時(shí)序與此類(lèi)似。
對(duì)于停止路徑，為了使電機(jī)停止平穩(wěn)，且每次的停止距離相等，在A2伺服該路徑的相關(guān)參數(shù)中設(shè)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(biāo)動(dòng)作的位置精度最優(yōu)。 
圖4
4結(jié)論
使用本文中的項(xiàng)目設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法，可以在出色完成控制任務(wù)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低成本，并且可快速適應(yīng)市場(chǎng)需求而生產(chǎn)完成不同動(dòng)作要求的貼標(biāo)設(shè)備。中達(dá)電通股份有限公司的A2高性能伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)置Pr運(yùn)動(dòng)控制功能以其出眾的性能使用戶(hù)得到了最好的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1] ASDA-A2系列高性能通訊型伺服驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)20090413.中達(dá)電通股份有限公司.2009
[2] DOP-B簡(jiǎn)體編程手冊(cè)080313. 中達(dá)電通股份有限公司.2008
[3] DVP-PLC Application Manual Programming Revision III 20070801.中達(dá)電通股份有限公司.2007
作者簡(jiǎn)介
趙鵬飛：上海津信電氣有限公司 應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師，從事工業(yè)自動(dòng)化、驅(qū)動(dòng)控制的應(yīng)用和研究。聯(lián)系方式：上海市新市路248弄5號(hào)，郵編：200083，電話：021-65618877
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