伺服机在高速贴标机上的设计与应用

　　高速贴标机对速度和位置控制要求很高，传统采用PLC直接发送脉冲的方式性能欠佳。我们设计的新型控制系统采用台达A2系列型伺服驱动器，利用其内置运动控制功能，弥补了PLC脉冲控制方式因扫描周期带来的不足，具有高速、高、经济和可以快速适应市场需求变化等优点。经实践检验，效果相当理想。

　　引言：

　　随着生产效率的提升和产品形象提升的需要，企业对产品包装上产品标签的贴置速度和有了相当高的要求，这就给贴标设备生产商带来了挑战性的问题，既要生产出有市场竞争力的产品，又要尽可能的降低成本。我们采用台达DVP28SV11T型PLC、DOP-B05S100型触摸屏和ASD-A2-0421-B型伺服驱动器完成项目，同时还可以完成圆瓶的贴标动作。经实践检验，效果相当理想。设备如图1所示。

　　一、高速贴标机工作原理：

　　高速贴标机不干胶贴标机电机驱动、分别调速，光电控制。采用先进的步进电机，能自锁，定位可靠、灵敏度高。主要控制零部件采用美国、日本、德国电器产品，配合与维修方便。根据用户需要求可以安装热打码机，选用不同的色带随时可以打印各种色彩的批号、字迹清楚、牢固。

　　高速贴标机原理简图如图2所示。贴标机上装有工作物检测、前标标签检测、后标标签检测、前标存量检测、后标存量检测和瓶底检测传感器。

　　当切换到贴圆瓶标签工作状态时，由前标侧伺服电机执行动作，且需要卡瓶气缸动作使用轮附卡住工作物。工作物传送带有低速和高速两种状态，故伺服驱动器亦有低速和高速两种状态，需要根据传送带的速度选择调节参数以协调贴标动作。

　　二、项目设计：

　　根据设备工作要求，需要：①PLC进行整体动作逻辑控制；②触摸屏以进行设备操作和参数调整；③前标和后标两套伺服驱动装置；④传送带拖动设备；⑤轮附驱动设备。控制系统框图如图3所示。

 

　　贴标机动作由伺服驱动器即A2伺服驱动器的运动控制功能，即Pr模式实现；PLC完成传感器信号的逻辑处理和进行A2 PATH路径选择及路径触发。采用RS-232通讯将触摸屏和PLC连接起来以进行机器的动作逻辑控制；采用RS-485通讯连接触摸屏和前标、后标两台A2伺服驱动器，以根据工艺要求对相关驱动器参数，如速度和延时时间等参数进行修改。

　　三、路径规划及时序：

　　根据台达A2伺服运动控制Pr模式设计伺服驱动器的动作路径和触发时序。图4为该工况的时序。在PLC程序中该动作程序分支中输出需要的路径选择电平，当检测到工作物时，以中断方式触发，输出CTRG触发信号，即A2伺服路径的触发脉冲，此时A2伺服将根据事先内部设置的该路径动作参数驱动伺服电机。其余动作实现方式的时序与此类似。对于停止路径，为了使电机停止平稳，且每次的停止距离相等，在A2伺服该路径的相关参数中设置一定的停止距离，以使每次的停止曲线如图4阴影部分所示。这样做的目的就是使每贴标动作的位置。

 

　　四、结论：

　　使用本文中的项目设计及实现方法，可以在出色完成控制任务的同时实现低成本，并且可快速适应市场需求而生产完成不同动作要求的贴标设备。中达电通股份有限公司的A2高性能伺服驱动器的内置Pr运动控制功能以其出众的性能使用户得到了的经济效益。