高速套标机应用案例分享

客户信息

名称： 

张家港力某包装公司

所属行业：

包装行业

方案配置：

GXU5512+TM262M35+LXM32S*2+ATV12*3

机器介绍

机型：高速套标机

解决方案架构

新系统架构

原系统架构

技术信息

机械结构

1.送标伺服，LXM32S，伺服电机直接带动滚轮，实现可以通过HMI设定送标长度、选择定长送标模式或者色标追踪模式。

2.刀盘伺服，LXM32S，由4把刀片构成，回旋切标，伺服电机每转一圈，刀片跟着旋转一圈，把标签切断。

3.供标变频器（ATV12），主动拉膜，PID控制送标。

4.分瓶变频器（ATV12），带动螺杆，将连续的瓶子分成等间距，通过变频器调速，实现间距大小的调节。

5.送瓶皮带变频器（ATV12），将分好间距的瓶子送往套标机构。

6.刷下马达，将切好的标签，刷下并套到瓶子里面。

机型介绍

无序的瓶子经过减速堆积，然后通过分瓶螺杆，将连续的瓶子分成等间距进入套标机构，7号照瓶光电检测到来瓶信号（可前后移动），触发中断程序启动刀盘切标，切刀进入安全区域（完全不会堵标），装在刀盘的光电感应到同时触发送标，由于物理结构的原因，会先送完标，然后接着切断标签，之后6号刷下马达将切断的标签刷下并套准在瓶子里面。

传统套标机介绍

如果是透明标签，只需要选择定长模式，每次送标只要送固定长度就可以了。

如果是图案的标签，需要选择追标模式，此时8号色标传感器将起作用。送标动作将改变为送一段长标，如果色标传感检测到色标信号，控制伺服急停清除滞留脉冲，然后再切标，以此达到消除累计误差的目的。

高速套标机介绍

1.增加主轴编码器，安装在输送皮带上，实时检测瓶子的位置。

2.切标和送标，采用电子凸轮控制，可以更加精准的无缝匹配动作，提高效率。

3.通过照瓶光电，触发中断程序来启动电子凸轮。

4.由于送切标都采用凸轮曲线控制，因此色标模式，是无法采用原先的中断的方法，我们这里改用实时修改凸轮曲线的周期的方法实现色标模式。

5.送膜必须改为连续送膜，通过测距仪检测浮动辊距离作为反馈，PID控制送膜。

凸轮曲线设计

1.重新设计切刀的起点，从原先的切刀启动的时候切断，变为切刀走完一圈行程的是时候切断。

2.照瓶光电检测到来瓶的时候，切标和送标可以同时启动，但是送标控制在切刀进入刀盘之前必须送完停下来，这样就保证不堵标的前提下，效率最大化！

由于高速套标机的生产速度很快，因此不能通过前后移动照瓶光电开关实现标签的套准。如果照瓶光电离落标位置太近，速度快的时候响应会来不及，因此我们将照瓶光电放远离落标位置大约90mm，通过位置计算补偿不同速度引起的套标误差。

由于M262没有MasterOffset功能，所以在凸轮曲线需要加入一段Idle Segment来实现，如下图。

逻辑编码器的替代

由于M262没有了LMC058的逻辑编码器功能，因此我们只能建2根虚轴来替代逻辑编码器，功能上和逻辑编码器比还是有缺失的，但是可以满足这个设备的需求。

凸轮曲线启动

通过对VirtualEncoder进行Setposition，达到启动电子凸轮的目的。因为提高精准度，我们在照瓶光电有信号的时候，触发硬件中断，通过中断任务执行MC_Setposition。

需要注意的是，需要在中断任务和主任务都要放置MC_Setpostion功能块。

DI信号启用Capture功能，通过照瓶光电来捕捉主轴编码器的位置，用于精准计算瓶子的间距。

追标模式

大部分饮料的标签都是有图案的，因此需要用到追标模式，每次切标都需要切到固定的位置。由于送切标都是走凸轮曲线，原先定位送标，检测到色标中断停止并清除滞留脉冲的方法无法使用了。

我们需要设计一个寻标功能，在开启自动之前，按下寻标按钮，送标开始低速运行，检测到色标信号后，延迟HMI预设好的距离停下来，作为基准位置。

自动运行后，每次检测到色标信号，都执行TouchProbe功能获取送标的真实位置，与基准位置做比较，计算出偏差，修改送标轴的凸轮曲线终点位置，以此达到消除累计误差的目的。

供料系统

由于送标速度很快，因此我们在浮动辊下方安装一个激光测距仪，将浮动辊的实际位置反馈给M262，通过PID控制放卷的速度，将浮动辊稳定在预设好的位置，以保证合适的张力。

通过工艺的改进，算法的优化，以及M262的强劲的CPU性能加持，我们将传统套标机300瓶/分钟的速度提高到800瓶/分钟的极限性能（短时间运行），75MS的极短时间，就可以实现送标切标套标的动作循环。

追标模式的精度需要进一步的优化，现在由于客户在做口罩设备，后续工作可能要延期。

M262亮点

1.极快的运算速度，大大缩短了工程的扫描周期时间；

2.可以通过程序修改齿轮比，每转用户单位等机械参数；

3.MoveSupperImposed功能块无需放最后扫描，并且在使用MC_GearIn的时候变速都不会被打断；

4.没有CamOut和GearOut，可以用任何运动功能块打断退出凸轮和齿轮的同步状态，比058方便；

5.MC_CustomJob新功能的加入，让控制方式更加灵活；

6.更多的BufferMode，灵活性大大加强。

M262不仅仅是一台物联网PLC，更是一台性能强劲的运动控制器。

来源：工控邦，作者龙幸超，转载系知识分享，如原作者觉得不合适，请联系确认后删除。