時間:2010-01-25 17:08:34來源:ronggang
摘 要:重點研討臺達ASDA-A2新型高精度網(wǎng)絡型交流伺服驅(qū)動器應用技術(shù)。通過簡化PLC程序?qū)崿F(xiàn)高速套標機的整體響應速度。
關鍵詞:套標機 伺服控制 送標 切標 調(diào)試
1 引言
快速消費品的商標包裝具有傳播商品信息的功能,是消費終端實現(xiàn)商品價值的重要競爭武器。上世紀90年代以來,我國的快速消費品包裝工業(yè)得到了迅速發(fā)展,快速消費品企業(yè)的生產(chǎn)集中度和自動化程度在不斷提高,包裝設備在向大型化、快速化、高效化、自動化方向發(fā)展。
套標機的用途是給瓶裝快速消費品套裝彩印商標薄膜。典型的套標瓶裝商品包括瓶裝飲料、化妝品、藥品、保健品等。套標速度標示著套標機技術(shù)水平和包裝裝備效益。國內(nèi)套標機主流套標速度集中在100-400瓶/分。400—800瓶/分速度屬于高速套標,各廠家都在積極研發(fā)自己的高速套標機,800瓶/分速度通常被看作接近機械系統(tǒng)的運行極限。套標機的使用大大降低了套標機環(huán)節(jié)的人力物力。例如在果汁加工生產(chǎn)線中,套標機是必不可少的設備。目前國內(nèi)400瓶/分的主流套標速度難以滿足果汁飲料啤酒等快速消費品生產(chǎn)需求,套標工序日益成為高端用戶的產(chǎn)能瓶頸。隨著食品類包裝行業(yè)的高速發(fā)展,有越來越多的世界品牌果汁飲料生產(chǎn)商希望通過提高整線生產(chǎn)速度獲得高速生產(chǎn)利潤。
2 套標工藝
2.1套標工藝路線
彩印廠熱塑塑膠商標包裝材料以卷材形式供料。套標機的功能是將筒標自動退卷切斷,準確套入容器實現(xiàn)套標包裝,轉(zhuǎn)入后道熱收縮工序,將標簽完美固定于容器適當位置,如圖1所示。
2.2套標工藝過程
?。?)套標機原理及工藝如下:Sensor 1:mark check;Sensor 2:cutter check;Sensor 3:bottle check;Servo 1:送標;Servo 2:切標。
?。?)工藝描述如下:當sensor 3感測到瓶時, motor1起動,開始送標;當sensor1感測到mark, motor1停止送標;motor2起動切標。送標,切標過程中瓶子不停止。套標自動化流程如圖2所示。
3.1 ASDA-A2伺服驅(qū)動系統(tǒng)
臺達公司2000年以后推出的ASDA-A2新型高精度網(wǎng)絡型交流伺服驅(qū)動器,是實現(xiàn)高速高精度自動化套標的關鍵運動控制系統(tǒng),特點如下:
(1)高分辨率編碼器規(guī)格:提供20bit增量型編碼器;符合需要精細定位控制的機械設備的需求。此外,ASDA-A2也另外支持絕對型編碼器,滿足客戶機臺斷電時可記憶現(xiàn)在位置,在位置控制上提供更廣泛的使用場合。
?。?)網(wǎng)絡型控制架構(gòu):針對目前全球工控界對于高速網(wǎng)絡的控制需求,ASDA-A2除了能夠提供標準Modbus的通訊規(guī)格,還支持CANopen(1M bps)和FlexRay(10M bps)兩種通訊規(guī)格。硬件接口為單進單出的RJ45接口,可以達到多軸幷聯(lián)高速控制。
?。?)強大的內(nèi)部位置模式:ASDA-A2提升標準ASDA-A系列的內(nèi)部位置模式功能,提供 「位置控制編輯器」;內(nèi)部位置緩存器由原先8點增加到64點,數(shù)字輸入點數(shù)(DI)增加到 14點,位置控制方式由簡易的點對點移動模式,晉升到可以由參數(shù)設定在兩點間進行速度變換,甚至不同位置點的跳躍設定。大大滿足了客戶對于「伺服驅(qū)動器」的功能需求。
?。?)電子凸輪編輯器:ASDA-A2提供電子凸輪行程規(guī)劃,軟件部分提供了行程編輯器可以讓操作者自行規(guī)劃路徑,參數(shù)部分則可選擇主動軸來源,滿足客戶多樣化的功能需求。
?。?)ASDA-Soft監(jiān)控軟件:4組頻道的監(jiān)控示波器,提供16bit的資料量資料,透過 USB1.1的硬件接口,可達到及時監(jiān)看的功能。在參數(shù)編輯器上,將參數(shù)資料量提高到32 bits,提供更多的功能設定。
3.2 送標與切標
送標及切標之伺服脫離上層控制系統(tǒng)PLC,由機臺傳感器通過DI觸發(fā)伺服控制器內(nèi)部程序?qū)崿F(xiàn)伺服的運動控制。減少不必要的時間損失,以滿足高速套標的要求。伺服控制模式:Pr 模式(內(nèi)部寄存器命令模式)
?。?)送標:采用PR模式,開起COMPARE,CAPTURE功能塊。送標起動:當感測到瓶子時,采用事件觸發(fā)EV1(sensor3)觸發(fā)送標伺服動作,開始送標,EV2觸發(fā)PR參數(shù)寫入COMPARE和CAPTURE控制參數(shù),開起CAPTURE功能進行色標抓取,由抓標sensor1來控制標長。送標停止:當sensor1感測到mark時,PR采用CAP定位命令插斷前路徑。
?。?)切標:采用PR命令,事件觸發(fā)。當送標完成后,利用送標伺服的目標位置到達信號DO直接觸發(fā)切標伺服動作。
4.2 切標伺服速度
Speed=650r/min (頻寬=150,JL=4)。一周期所走距離為1/4轉(zhuǎn) (轉(zhuǎn)速比1:1)如圖5所示。
5 結(jié)束語
本方案采用臺達高性能A2伺服內(nèi)部編程功能及特殊智能模塊后,整個送標、切標過程完全脫離上位機的控制,簡化PLC程序,使伺服對抓標、送標、切標信號的處理更加迅速,提高了整機的響應速度,經(jīng)測試,應用臺達A2高性能伺服,送標和切標的整個周期為80ms,可使套標速度達到750瓶/min。
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