臺達(dá)A2系列伺服在高速貼標(biāo)機(jī)上的應(yīng)用
摘 要： 高速貼標(biāo)機(jī)對速度和位置控制精度要求很高，傳統(tǒng)采用PLC直接發(fā)送脈沖的方式性能欠佳。我們設(shè)計(jì)的新型控制系統(tǒng)采用臺達(dá)A2系列型伺服驅(qū)動(dòng)器，利用其內(nèi)置運(yùn)動(dòng)控制功能，彌補(bǔ)了PLC脈沖控制方式因掃描周期帶來的不足，具有高速、高精度、經(jīng)濟(jì)和可以快速適應(yīng)市場需求變化等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，效果相當(dāng)理想。
Abstract: High-speed Labeler requests high precision of speed and position control, the common way of PLC sends pulses directly with poor performance. We design the new control system with A2 series servo drives of Delta company, to use its built-in motion control functions, making up the drawbacks of PLC scan cycle due to pulse-control mode, the new system is high-speed, high precision, economy and can adapt to market demand changes quickly. After the test of practice, the performance is rather satisfactory.關(guān)鍵詞： 貼標(biāo)機(jī) 伺服 A2 PLC Key words: Labeler Servo A2 PLC
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)商帶來了挑戰(zhàn)性的問題，既要生產(chǎn)出有市場競爭力的產(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。
一、高速貼標(biāo)機(jī)工作原理：
高速貼標(biāo)機(jī)原理簡圖如圖2所示。貼標(biāo)機(jī)上裝有工作物檢測、前標(biāo)標(biāo)簽檢測、后標(biāo)標(biāo)簽檢測、前標(biāo)存量檢測、后標(biāo)存量檢測和瓶底檢測傳感器。
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。
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。可在一個(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(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。
二、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。控制系統(tǒng)框圖如圖3所示。
<>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A2伺服驅(qū)動(dòng)器，以根據(jù)工藝要求對相關(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。
三、路徑規(guī)劃及時(shí)序：
根據(jù)臺達(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)為例對這一應(yīng)用思想加以說明。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)檢測到工作物時(shí)，以中斷方式觸發(fā)，輸出CTRG觸發(fā)信號，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，會檢測到下一張標(biāo)簽信號，說明之前的標(biāo)簽已貼置完成。此時(shí)將以中斷方式輸出CTRG信號，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)序與此類似。對于停止路徑，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)。
四、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20090413.中達(dá)電通股份有限公司.2009
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