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臺達(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)動器完成項目，關(guān)鍵動作控制由該伺服驅(qū)動器的內(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)同時貼標(biāo)，同時還可以完成圓瓶的貼標(biāo)動作。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)動作或前、后標(biāo)同時動作，此時不需進(jìn)行瓶底檢測。

當(dāng)切換到貼圓瓶標(biāo)簽工作狀態(tài)時，由前標(biāo)側(cè)伺服電機(jī)執(zhí)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(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)動作。

2項目設(shè)計

根據(jù)設(shè)備工作要求，需要：①PLC進(jìn)行整體動作邏輯控制；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)動裝置；④傳送帶拖動設(shè)備；⑤輪附驅(qū)動設(shè)備。控制系統(tǒng)框圖如圖3所示。

圖3

貼標(biāo)機(jī)核心動作由伺服驅(qū)動器即A2伺服驅(qū)動器的運(yùn)動控制功能，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)動器，以根據(jù)工藝要求對相關(guān)驅(qū)動器參數(shù)，如速度和延時時間等參數(shù)進(jìn)行修改。

3路徑規(guī)劃及時序

根據(jù)臺達(dá)A2伺服運(yùn)動控制Pr模式設(shè)計伺服驅(qū)動器的動作路徑和觸發(fā)時序。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)動為例對這一應(yīng)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(dāng)檢測到工作物時，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A2伺服將根據(jù)事先內(nèi)部設(shè)置的該路徑動作參數(shù)驅(qū)動伺服電機(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。此時將以中斷方式輸出CTRG信號，觸發(fā)完成停止動作的路徑，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。其余動作實(shí)現(xiàn)方式的時序與此類似。

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)動作的位置精度最優(yōu)。

圖4

4結(jié)論

使用本文中的項目設(shè)計及實(shí)現(xiàn)方法，可以在出色完成控制任務(wù)的同時實(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)動器的內(nèi)置Pr運(yùn)動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)動器應(yīng)用技術(shù)手冊20090413.中達(dá)電通股份有限公司.2009

[2] DOP-B簡體編程手冊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

作者簡介

趙鵬飛：上海津信電氣有限公司應(yīng)用開發(fā)工程師，從事工業(yè)自動化、驅(qū)動控制的應(yīng)用和研究。聯(lián)系方式：上海市新市路248弄5號，郵編：200083，電話：021-65618877