在包裝機(jī)械，伺服電機(jī)多是用來拖動(dòng)物料進(jìn)行定位，常規(guī)的做法是用測(cè)量尺測(cè)量物料上圖案的規(guī)格長(zhǎng)度，然后根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)才能進(jìn)行定長(zhǎng)控制。有的時(shí)候，這一步驟非常麻煩 （如貼標(biāo)機(jī)），為了簡(jiǎn)化這一步驟，我們應(yīng)用了設(shè)備上面的現(xiàn)有元器件，通過博瑋BWS伺服內(nèi)部元件運(yùn)算測(cè)出標(biāo)帶的長(zhǎng)度。
該項(xiàng)目，為華北某制藥設(shè)備廠的一個(gè)藥瓶貼標(biāo)機(jī)貼標(biāo)控制部分，項(xiàng)目實(shí)施過程中，充分利用了博瑋BWS伺服的計(jì)算器、比較器、定時(shí)器、內(nèi)部表格參數(shù)和計(jì)數(shù)器等功能，故介紹給大家，使大家能更加熟悉和應(yīng)用我們的產(chǎn)品。
二．系統(tǒng)分析
貼標(biāo)機(jī)貼標(biāo)部分工作原理圖如下：
標(biāo)帶示意圖：
圖2：標(biāo)帶示意圖
測(cè)量工作原理：
BWS伺服電機(jī)牽引標(biāo)帶前進(jìn)的過程中，標(biāo)帶就在U型傳感器中移動(dòng)，通過標(biāo)帶和標(biāo)縫的透光度不一樣，傳感器感應(yīng)標(biāo)簽信號(hào)。貼標(biāo)原理為：感應(yīng)到標(biāo)縫到標(biāo)帶的邊沿后，電機(jī)牽引標(biāo)帶走定長(zhǎng)，如圖1中標(biāo)注的長(zhǎng)度a （手動(dòng)對(duì)好標(biāo)帶分離的位置，傳感器和標(biāo)帶的對(duì)應(yīng)位置如上圖所示）。由于傳感器的光源有一定的發(fā)散性，即便通過手動(dòng)測(cè)量，測(cè)量出來的長(zhǎng)度 a也會(huì)有很大的誤差，由此我們就想到了用伺服編程來實(shí)現(xiàn)該長(zhǎng)度測(cè)量。
基于控制機(jī)理要知道如圖所示長(zhǎng)度a，從圖中我們知道a和b分別是一個(gè)標(biāo)帶和標(biāo)縫長(zhǎng)度，c是a和b之和，那么通過測(cè)量長(zhǎng)度b和c，由c減去b即可得到a。如果要得到b和c的長(zhǎng)度，就要知道2、3和4位置的值。 測(cè)量時(shí)，首先將電機(jī)當(dāng)前位置值2存入變量Var1，然后讓伺服以一個(gè)極低的速度牽引標(biāo)帶，到了3號(hào)位置（由U型傳感器感應(yīng)）將電機(jī)位置值存入變量Var2，到了4號(hào)位置存入Var3，最后根據(jù)這3個(gè)值計(jì)算出a，這樣伺服每次貼標(biāo)運(yùn)動(dòng)末端都走一個(gè)定位長(zhǎng)度a，然后停在如圖所示2的位置。
三．電氣框架
系統(tǒng)電氣框架圖如下：
圖3：電氣框架圖
說明：該貼標(biāo)機(jī)設(shè)備的控制系統(tǒng)主要為“伺服”＋“觸摸屏”，伺服不但起到驅(qū)動(dòng)器的作用，同時(shí)也承擔(dān)著方案中控制器的功能，相比較原有方案，省略了PLC，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
四．軟件編程及說明
輸入端子分配調(diào)用如下:
說明：DIN1的上升沿調(diào)用Sequence 1（“手動(dòng)”啟動(dòng)測(cè)量），DIN2的下降沿調(diào)用Sequence3（DIN2直接接PNP傳感器，既該傳感器信號(hào)的下降沿調(diào)用Sequence 3）。
軟件編程及說明如下：
Sequence 1程序：
說明：把當(dāng)前標(biāo)帶（圖2）中“2”位置對(duì)應(yīng)的電機(jī)位置值寫入到驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部地址2D000020中存儲(chǔ)。
Sequence 2程序：
說明：電機(jī)低速運(yùn)行，清除地址2D010020和2D020020中的位置值，同時(shí)使Sequence 3 有效 （該段程序由傳感器信號(hào)調(diào)用，在貼標(biāo)正常工作時(shí)屏蔽，在進(jìn)行測(cè)量標(biāo)長(zhǎng)時(shí)有效）
Sequence 3程序說明：
Sequence 3說明：電機(jī)拖動(dòng)標(biāo)帶低速運(yùn)行，把標(biāo)簽傳感器第1次檢測(cè)到的位置（圖2中“3”位置）寫入內(nèi)部表格地址（2D010020）。同時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)值加1，在本段程序中最后一行調(diào)用了比較器0（Comparator 0），比較器0的設(shè)置如下，比較器判斷計(jì)數(shù)器內(nèi)的值（21900220）=2時(shí)調(diào)用Sequence 4，而21900220是用于保存標(biāo)簽傳感器（PNP）的下降沿信號(hào)次數(shù)（也就是邊沿位置寫入次數(shù)），21900220＝1，說明檢測(cè)到圖2中對(duì)應(yīng)的“3”位置，21900220＝2，說明檢測(cè)到圖2中的“4”位置，之所以“2”、“3”和“4”位置值能夠被自動(dòng)保存到2D000120、2D000220、2D000320中，是利用了“Tabulator”功能， “Tabulator”為驅(qū)動(dòng)器內(nèi)用于保存批量數(shù)據(jù)的一塊地址區(qū)域，類似于一個(gè)數(shù)組，共有256個(gè)連續(xù)地址用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)保存到該地址區(qū)域，需要利用“21B0”這個(gè)對(duì)象， 每寫入1次，該對(duì)象指向的地址（用于保存數(shù)據(jù)的地址）將自動(dòng)增加1。如本例，每保存1次“60630020”的值，保存的地址將自動(dòng)增加1，為了測(cè)量標(biāo)帶長(zhǎng)，只需要保存3次“60630020”的值，一旦完成，將跳轉(zhuǎn)到Sequence 4。
比較器編程如下圖：
這樣加上啟動(dòng)時(shí)的一次，總共內(nèi)部表格地址就寫入了三個(gè)參數(shù)，分別對(duì)應(yīng)我們的標(biāo)帶示意圖中的2、3和4位置的值。
Sequence 4程序：
說明：對(duì)計(jì)數(shù)器清零，對(duì)采集到的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。利用計(jì)算器元件0（Calculator 0）的復(fù)制（Copy）功能，將“2D000020”中的值設(shè)置為“減數(shù)”。
Sequence 5程序：
說明：利用計(jì)算器的減法功能，把標(biāo)帶示意圖位置3 （保存在0x2D010020地址內(nèi)）對(duì)應(yīng)的值減去位置2（保存在0x2D000120地址內(nèi)）對(duì)應(yīng)的值，結(jié)果為“b”長(zhǎng)度。由于減法計(jì)算需要計(jì)算時(shí)間，故這里應(yīng)用了一個(gè)定時(shí)器延時(shí)進(jìn)入下一次計(jì)算。
類似的方法，編程計(jì)算得出“c”和“a”的值，并將“a”值寫入“607A0020”（位置模式下的“目標(biāo)位置”），每次貼標(biāo)時(shí)當(dāng)檢測(cè)到“1”的位置后將轉(zhuǎn)入1個(gè)相對(duì)定位，定位長(zhǎng)度為“a”值，從而實(shí)現(xiàn)貼標(biāo)的要求。Sequence A為用于相對(duì)定位的程序。
五．人機(jī)界面編程
說明：畫面簡(jiǎn)單，操作方便，直接實(shí)現(xiàn)觸摸屏對(duì)博瑋BWS伺服的操控，完成貼標(biāo)的參數(shù)設(shè)置和動(dòng)作控制。
六．總結(jié)
本系統(tǒng)通過sequence編程和博瑋BWS伺服內(nèi)部多個(gè)元件的功能配合成功的實(shí)現(xiàn)了標(biāo)帶相關(guān)控制長(zhǎng)度的測(cè)量，達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果。也去除了原有系統(tǒng)需要測(cè)試大量標(biāo)長(zhǎng)才能測(cè)試出數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)，減少了對(duì)標(biāo)帶的浪費(fèi)。同時(shí)也簡(jiǎn)化了客戶的操作，方便了客戶的操作。