ASD-A2伺服控制器在标签印刷机的应用

台达台达台达台达ASD-A2伺服在卷标印刷机上的应用伺服在卷标印刷机上的应用伺服在卷标印刷机上的应用伺服在卷标印刷机上的应用王江涛摘要：本案例系统为单辊纸箱标签印刷机，此类设备的控制难点在于待印刷的箱子等印刷品多为不连续，即随机供料。本文主要介绍利用台达A2伺服电子凸轮功能来解决这一难点，完成此设备之动作。关键词：电子凸轮同步区主动轴从动轴台达A2伺服方案，对于输送带和印刷辊建立主从关系，即A2伺服控制的输送带作为主动轴，标签印刷辊为从动凸轮轴，考虑到两个待印箱子之间的距离不均等，以及待印箱随机出现之情况，因此在印刷辊前面的输送带上安装一个光点来捕捉输送带上的箱子，以告知印刷辊启动印刷。为了便于调整，并在印刷辊安装原点DOG,系统结构如图1所示。系统架构及原理系统架构及原理系统架构及原理系统架构及原理1.主动轴印刷物品输送带为系统的主动轴，输送带运转时，送出脉冲信号给印刷辊轴，以控制印刷辊依据凸轮曲线动作2.从动凸轮轴凸輪轴将接受主轴的指挥，依主轴的节凑进行标签印刷，印刷时，印刷辊必须与印刷物品保持同速，稳定的运行；否则将产生残影等印刷不良3.凸轮启动传感器此传感器连接至印刷辊驱动器DI7，当DI7侦测到目标印刷物到逹时，会控制电子凸輪啮合，凸輪开始加速，到达与主轴相同速度时，印刷物恰好到达印刷位置，则开始印刷，印刷完成后，凸轮脱离等待下一印刷物，开始下一周期。本系统中送料轴可选用台达任意系列伺服，但印刷辊轴必须选用A2系列伺服，其系统配置如图2所示。标签印刷动作分析标签印刷动作分析标签印刷动作分析标签印刷动作分析当凸轮启动信号印刷物传感器感测到印刷物时（凸轮启动信号ON）,凸轮啮合印刷辊轴则跟随主轴先加速，当印刷物到达印版位置，则两者同速运转，当到达设定的主轴脉冲数，凸轮脱离完成标签印刷，等待下一触发信号。工艺程序规划伺服内部控制程序Pr规划如下：印刷时序分析凸轮曲线设计凸轮曲线设计凸轮曲线设计凸轮曲线设计凸轮曲线的规划，主要根据机械尺寸以及工艺规格要求进行设计机械结构尺寸，如图3所示D1=100mmD2=120mm标签长度=120mm由于输送带每转一圈送出10000ppr,齿轮比为1：1输送带滚轮直径为100mm,输送带每1mm对应脉冲数为10000/(3.1415926*100)=31.831pulse/mm印刷辊轴齿轮比为1：1，印刷辊直径为120mm,每圈走过的距离为π*120mm=377mm,可设定凸轮轴走一圈所需的PUU为37700puu/r,故设定电子齿轮比为p1-44=12800,p1-45=377，及凸轮轴每一毫米对应脉冲为100puu/mm。由于印刷辊辊子转一圈可以印刷两个标签，所以每一印刷物对应印刷辊走半圈。根据机械尺寸可得一周期凸轮轴所需走过脉冲数为37700/2=18850puu,由于有效工作区域为凸轮曲线的同步区，在规划凸轮曲线时需满足条件：同速工作运动距離凸輪轴运动距離主动轴运动距離。为了保证有够长的同速工作区以，以20000puu行程来规划凸轮曲线。由于机械尺寸的限制，本应用主要通过调整凸轮主动轴脉冲数p5-84来获得最佳的同速区。图4凸轮曲线建表方法选择界面根据设备机械尺寸，输送带分辨率为31.831pulse/mm,凸轮轴印刷辊分辨率为100puu/mm,将此两值输入之凸轮仿真信息框，如下图5所示图5.凸轮曲线仿真信息为了曲线建造得更加细腻，设定凸轮区域数目=300(一般大于300点)，根据工艺要求设定凸轮导程=20000puu，根据标签长度120mm可计算出，若箱子长度最短长度计算，主轴脉冲为120*31.831=3819.27，由于凸轮有加速区，且此案例主轴脉冲可改变，故先设定4000pulse凸轮曲线凸轮曲线凸轮曲线凸轮曲线建立建立建立建立1.加减速区域规划设计由于印刷标签长度为120mm,即12000puu,由凸轮轴导程为20000，所以等速区最少之比列为12000/20000=60%,印刷运转一周期结束时同步区PUU需大于18850puu,所以分配比例时尽可能让减速区和停止区最小，调整前的凸轮曲线如图8所说，然后做反复调整各区比例，以得到最大等速区和最漂亮的曲线.调整后的等速区比例为87%，即在凸轮到达18850puu时，等速区凸轮还处于等速区域内，其各区比列如图9所示。2.同步区曲线规划如图8可以看出，在凸轮等速区(4)和(5)不相等，此案列可通过调整主轴脉冲数p5-84，使得凸轮线速与主动轴线速相等。由于(5)大于(4)的速度，即凸轮轴线速度大于主动轴速度线速度，要使得凸轮线速变小，在从轴脉冲数一定得前提下，主动轴则需送出更多的脉冲给从动凸轮轴，所以增加p5-84的值，直到等速区域内，主轴线速与凸轮轴线速相等，即图9中(2)和(3)的数值基本相等，本案例以同时调整凸轮轴导程和主轴脉冲数P5-84来获得符合工艺的凸轮曲线，调整好后的凸轮曲线参数如图9所示。3.凸轮曲线分析借助台达ASDA-A2PC软件，可以很直观的得到印刷辊在与输送辊同步时的所走过的距离L,将鼠标分别移动到凸轮模拟图同步区的起始点和终点，在“从轴信息”的位置栏便会显示实际距离坐标：同步起始点S1=11.074mm（见图10）,同步区终点S2=180.200mm（见图11）,有此便可计算出同步区实际长度：L=S2-S1=180.200-11.074=169mm;有此可知标签长度小于同步区距离，故曲线满足要求图10同步区起始点坐标图11同步区终点坐标印刷位置调整印刷位置调整印刷位置调整印刷位置调整1.如果印刷物感测光电距离印刷开始点距离L1≧L2,可通过设定前置量P5-87来调整所要印同步區同步區刷的实际位置。2.如果印刷物感测光电距离印刷开始点距离L1≦L2,则需通过调整印刷物感测光电来获得印刷位置结论结论结论结论基于台达智能型伺服运动控制器ASDA-A2的卷标印刷控制系统解决方案，有效地解决了印刷物不连续的难题，PLC的省略大大降低了整个控制系统的成本；A2内建的电子凸轮以及灵活多变的PR程序，使得程序的规划更加简单;同时特有的密码功能，有效地解决了客户关键工艺程序被盗取的可能，安全性更佳。设备的效能更优。