深圳市合信自動化技術有限公司 王永秋 方華志
摘要： 高速貼標機對速度和位置控制精度要求很高，傳統采用PLC檢知色標傳感器的定位控制方式性能欠佳。本文的新型控制系統采用合信技術E10系列伺服驅動器，利用其內置色標捕捉定長定位功能，由伺服驅動器獨立完成送標動作，極大地提高了貼標效率和精度。
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 E10 series servo drives of Co-Trust, 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.
關鍵詞： 貼標機伺服E10 Co-Trust PLC
Keywords: Labeler Servo E10 Co-Trust PLC
1.1 貼標機介紹
貼標機(Labeller)，是以粘合劑把紙或金屬箔標簽粘貼在規定的包裝容器上的設備。貼標簽機是現代包裝不可缺少的組成部分。目前我國生產貼標機的種類正在逐步增加，技術水平也有了很大的提高，已從手動、半自動貼標的落后局面，轉向自動化高速貼標機占據廣大市場的格局。
1.2 貼標機分類
產品的型式分為直線式貼標機和回轉式貼標機。
主要分類有：全自動立式圓瓶貼標機，全自動臥室圓瓶貼標機，全自動轉角貼標機，全自動紅酒貼標機，平面貼標機，上下不干膠貼標機，雙側氣動貼標機，單側貼標機，半自動平面貼標機等。
目前合信技術的產品已經成功用于全自動立式圓瓶貼標機、平面貼標機、上下不干膠貼標機、單側貼標機等機型。
1.3 貼標機控制原理
工作過程的開始是瓶子（紙盒）在傳送帶上以一個不變的速度向貼標機進給。機械上的固定裝置將瓶子之間分開一個固定的距離，并推動箱子沿傳送帶的方向前進貼標機的機械系統包括一個驅動輪， 一個貼標輪，和一個卷軸。驅動輪間歇性地拖動標簽帶運動，標簽帶從卷軸中被拉出，同時經過貼標輪貼標輪會將標簽通過不干膠粘帖在瓶子上。在卷軸上采用了開環的位移控制，用來保持標簽帶的張力因為標簽在標簽帶上是彼此緊密相連的，所以標簽帶必須不斷起停。
標簽是在貼標輪與箱子移動速度相同的情況下被貼在箱子上的。當傳送帶到達了某個特定的位置時，側物傳感器感應，標簽帶驅動輪會加速到與傳送帶匹配的速度，貼上標簽后，當檢測到色標傳感器時，伺服電機在走定定長距離，再減速到停止。
由于標簽帶有可能會產生滑動，所以它上面有登記標志，用來保證每一張標簽都被正確地放置。登記標志通過一個傳感器來讀取，在標簽帶減速階段，驅動輪會從新調整位置以修正標簽帶上的任何位置錯誤。
1.4 、控制方案
新型立式貼標機控制方案選用合信控制產品：CTSC 100系列PLC、E系列E10伺服驅動器、TP07 觸摸屏
控制系統框圖如左圖所示：
貼標機核心的送標控制部分由E10驅動器內置色標捕捉定長定位功能 實現；PLC完成貼標機的外部邏輯處理和進行對送標動作的觸發；觸摸屏擁有雙通訊口，一個通訊口同E10驅動器采用Modbus通訊，設置貼標動作的參數（如速度、位置以及延時時間等），并監視驅動器的狀態；另一個通訊口同PLC連接(PPI通訊協議)起來以進行機器的其它邏輯動作的控制和相關參數設置。
1.5 、驅動器內置路徑規劃與時序
在采用E10驅動器內置功能控制直線式貼標機時，E10驅動器工作在“特殊速度-位置模式”。將測物傳感器連接到伺服驅動器DI4,色標傳感器連接到伺服驅動器DIR-
觸發貼標動作的兩個傳感器為：測物傳感器與色標傳感器，測物傳感器連接到伺服驅動器 I/O 接口的DI4 ,色標傳感器連接到伺服驅動器I/O 接口的DIR-。
在啟動貼標機工作時，主軸傳送帶將需要貼標的瓶運送過來，當測物傳感器檢測到信號后，驅動其以設定的貼標速度控制電機運行；當電機運行經過設定的長度后，驅動器啟動連接色標傳感器的輸入，進入色標捕捉狀態(色標傳感器輸入連接的是E10驅動器的高速輸入接口，其信號采集周期為2微妙) ；當色標傳感器檢測到色標信號后，驅動器從速度模式平滑切換的到位置模式，根據在HMI上設置的運動脈沖數以及加減速時間完成定長運動。從而實現每次貼標的精準定位；當定產運行完成后，驅動器輸出一個動作完成信號，表示此次貼標動作完成，系統可以進行下一次貼標動在。通過實際的運用，可以很好的避免由于受干擾丟失脈沖的問題，而且不會出現重復誤差累積的問題。
1.1信號觸發時序圖
1.6 、方案對比
PLC+伺服（特殊速度-位置模式）
PLC+普通伺服
優點
合信伺服驅動器具有針對貼標機應用開發的”特殊速度-位置”模式，控制精準，響應快，無需PLC發脈沖控制，不受干擾影響。
缺點
無
伺服由PLC發脈沖控制，脈沖容易丟失，誤差相對較大；對色標傳感器響應慢；為了捕捉色標，電機需要快慢速，整體效率降低。
合信E10伺服驅動器內E10 驅動器內置色標捕捉定長定位功能 具有顯著的優點，能夠出色完成貼標機控制需求。在本文的立式貼標機中，這種方案出色完成控制任務，同客戶之前方案相比，設備生產效率提高30% ，并且適應性強，可以用于不同種類和動作要求的貼標設備。
