本文主要是針對(duì)臺(tái)達(dá)ASDA A2在貼標(biāo)機(jī)上的應(yīng)用，此貼標(biāo)機(jī)利用電子凸輪控制送標(biāo)速度，使其能與傳送帶上的被貼標(biāo)物品運(yùn)動(dòng)速度相同，進(jìn)行貼標(biāo)，可以把此類應(yīng)用歸類到追剪的變化。此系統(tǒng)要求標(biāo)簽長度可調(diào)，送標(biāo)時(shí)必須位置準(zhǔn)確，速度與主傳送帶同步
一、方案綜述
本控制所有的調(diào)整以移動(dòng)傳感器位置來完成，沒有上位機(jī)及人機(jī)界面，只需一臺(tái)A2即可滿足所有功能。在ASDA A2伺服上，以電子凸輪配合PR程序，可以輕易實(shí)現(xiàn)該控制要求。
主動(dòng)軸為傳送帶，傳送被貼標(biāo)物，凸輪軸則依據(jù)主軸所送出的脈沖速度控制貼標(biāo)機(jī)的節(jié)奏，如圖1所示。在這個(gè)應(yīng)用上，出標(biāo)的等待位置（由標(biāo)簽定位傳感器控制）必須非常的準(zhǔn)確，每次的偏差量只能在1mm內(nèi)，而凸輪軸上的凸輪曲線與功能設(shè)計(jì)，也必須考慮到標(biāo)簽的長度可變，所以凸輪軸的設(shè)計(jì)將由此系統(tǒng)所要操作的最長的標(biāo)簽長度決定。
主動(dòng)軸傳送被貼標(biāo)物，移動(dòng)時(shí)將同時(shí)發(fā)出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)凸輪軸動(dòng)作，用以控制貼標(biāo)速度。
凸輪軸接收來自主軸的脈沖信號(hào)，依主軸節(jié)奏進(jìn)行貼標(biāo)動(dòng)作，傳送標(biāo)簽時(shí)需很準(zhǔn)確平穩(wěn)，在粘貼標(biāo)簽時(shí)，必須要能穩(wěn)定控制運(yùn)行速度與主軸同步，否則標(biāo)簽貼起來會(huì)不平順。
標(biāo)簽檢測(cè)傳感器決定標(biāo)簽等待粘貼時(shí)的突出長度，調(diào)整傳感器位置可加以突出長度調(diào)整。
當(dāng)DI7（接貼標(biāo)機(jī)啟動(dòng)傳感器）信號(hào)偵測(cè)到目標(biāo)物到達(dá)時(shí)，會(huì)控制電子凸輪嚙合，凸輪軸與主動(dòng)軸同動(dòng)，凸輪開始加速，到達(dá)與主軸相同速度時(shí)，標(biāo)簽剛好開始粘附在被貼標(biāo)物上，直到貼標(biāo)簽完成，才脫離凸輪。
二、動(dòng)作分析
當(dāng)傳送帶上的物品碰到“貼標(biāo)啟動(dòng)傳感器”后，凸輪啟動(dòng)，標(biāo)簽軸跟隨主軸移動(dòng)，直到貼標(biāo)完成，凸輪軸脫離則由“標(biāo)簽定位傳感器控制”，如圖2所示。
三、凸輪曲線設(shè)計(jì)
當(dāng)傳送帶上的物品碰到“貼標(biāo)啟動(dòng)傳感器”后，凸輪啟動(dòng)，所以在進(jìn)行貼標(biāo)動(dòng)作時(shí)，主軸跟凸輪軸必須是同一速度，如此才可保證在貼標(biāo)過程中不會(huì)出現(xiàn)拉扯現(xiàn)象。
由實(shí)際機(jī)械得知，主軸傳送帶的滾筒直徑為5cm，每轉(zhuǎn)一圈，編碼器送出1600個(gè)脈沖，由此可知主軸每1mm所送出的脈沖數(shù)為1600pulse/π/50=10.185916(pulse/mm)。
凸輪軸的送標(biāo)滾筒直徑為5cm，凸輪軸的傳送皮帶齒輪比為1:1。滾筒轉(zhuǎn)一圈其周長送出的標(biāo)簽長度為π*5cm=15.708cm，若要設(shè)計(jì)最長23cm的貼標(biāo)需求，則曲線的構(gòu)造要長于23cm，因?yàn)楸仨毩舫黾訙p速時(shí)間，23cm指的是主動(dòng)軸與凸輪軸同速運(yùn)行的距離。主動(dòng)軸速度恒定，而凸輪軸有加減速，在同一段時(shí)間內(nèi)，若考慮凸輪的加減速時(shí)間，則主動(dòng)軸所移動(dòng)的距離會(huì)高于凸輪軸。所以在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)上，凸輪必須提早啟動(dòng)，在進(jìn)入同步區(qū)時(shí)剛好貼上標(biāo)簽。總而言之，同步工作移動(dòng)距離<凸輪軸移動(dòng)距離<主動(dòng)軸移動(dòng)距離。
可以通過凸輪軸電子齒輪比的設(shè)定，讓系統(tǒng)除了符合命令的解析精度外，同時(shí)也增加系統(tǒng)的可讀性。故可以設(shè)定凸輪走一圈的PUU為157080，于是每一PUU代表位移0.001mm，因此凸輪軸設(shè)定的齒輪比為P1-44=128000，P1-45=15708。
使用臺(tái)達(dá)伺服軟件輔助構(gòu)建凸輪曲線：
1、打開E-CAM編輯器，選擇建表方式為速度區(qū)域建表。
2、設(shè)定實(shí)際機(jī)械尺寸，包括單位，從軸脈沖數(shù)、主軸脈沖數(shù)。
3、設(shè)定貼標(biāo)的最長行程，此處為23cm，考慮加減速的距離在內(nèi)，所以必須設(shè)計(jì)比23cm更長的曲線，若以30cm為估算（經(jīng)驗(yàn)值，約多10%，加減速各5%），則計(jì)算如下，300(mm)*1000(pulse/mm)=300000pulse，將此值填入導(dǎo)程框；填入“P5-81資料陣列起始位置”為100（可依實(shí)際情況設(shè)定）。P5-82凸輪區(qū)域數(shù)目=200，此值越大則凸輪曲線構(gòu)造出來越漂亮。
4、設(shè)定主軸行程，先估主軸移動(dòng)33cm（經(jīng)驗(yàn)值，多10%），所以5-83=1，則P5-84=10.185916(pulse/mm)*330(mm)=3361。
5、設(shè)定“等待區(qū)”、“加速區(qū)”、“等速區(qū)”、“減速區(qū)”、“停止區(qū)”等曲線運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，其中，加減速區(qū)的設(shè)定需考慮到電機(jī)的實(shí)際慣量是否依此設(shè)定的加減速曲線而工作，若電機(jī)慣量比較大時(shí)，同時(shí)加減速曲線比較陡，則可能造成命令落后，電機(jī)跳過載或回生錯(cuò)誤，所以可于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試調(diào)整。建立曲線的過程之中，盡可能的保持較長的“等速區(qū)”，因?yàn)檫@是真正工作的區(qū)域，同時(shí)，最好留有一定的停止區(qū)，否則有時(shí)會(huì)造成曲線無法回到原點(diǎn)。
四、結(jié)論
經(jīng)實(shí)際使用，表明該方案性能好、精度高且經(jīng)濟(jì)、可靠。
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