項目背景

貼標機是自動瓶裝生產線的主要設備之一，適用于制藥、食品、化工等行業(yè)的玻璃瓶、塑料瓶或類似物體的貼標，能完成自動分瓶、送示帶、分離標簽、貼標等功能。其生產效率的高低和貼標質量的好壞直接關系著公司的生產效益。

在貼標行業(yè)的直線貼標機中，為了貼標的時候保持瓶子平穩(wěn)，要求在設備運行的過程中上頂壓皮帶與輸送板鏈之間能夠實時同步運行。如果上頂壓皮帶與輸送板鏈同步性不好，設備運行的過程中容易出現(xiàn)瓶子傾倒，擠壓，碎瓶等問題，會給生產廠家?guī)頁p失，影響產品的生產效率。

傳統(tǒng)的保持同步的方法是反復調整頂壓皮帶和輸送板鏈兩個變頻器的參數(shù)來實現(xiàn)上下同步，每次更換生產產品都需要對參數(shù)進行重現(xiàn)的調整，費時、費力給使用者帶來極大的不便。還有的廠家使用機械結構實現(xiàn)同步，機械易損，使用壽命有限，維護更換也極不方便。

客戶需求

貼標行業(yè)的直線貼標機設備由輸送板鏈、頂壓皮帶、分瓶器、理瓶器和三個標站組成，三個標站分別貼正標、背標、脖標，實現(xiàn)對全瓶身貼標的高貼標精度和高貼標速度需求。

為保證貼標時的平整度，防止褶皺情況出現(xiàn)，貼標的過程中要求標紙的張力要保持穩(wěn)定，標站采用張力桿保證標紙張力。

負責貼脖標的標站可以進行功能切換，在進行直線貼標的時候脖標標站和其他兩個標站配合，負責貼脖標單張標。如果設備切換到圓瓶定位或非定位貼標模式，脖標標站和橡膠輥配合貼正背一體標（正標和背標在一張標紙上），正標背標標站不工作。

由此，貼標機對精度要求較高，對自帶玻璃LOGO的瓶子，要求貼標波動范圍<1mm。對于XO的扁圓型瓶而言要求貼標波動范圍更小。

這就對設備機械部分和電控部分的運行穩(wěn)定性和對邏輯控制器的性能提出了更高的要求。如果在進行邏輯判斷時掃描周期過長，不可避免會產生較大的貼標誤差（同一個瓶子反復兩次貼標，兩次標簽重合度的差值）。為了保證貼標的穩(wěn)定性，應該盡量的減小掃描周期對邏輯程序的影響，使得每次觸發(fā)的時機幾乎相同，這樣才有可能保證貼標的準確度，減小貼標誤差。

除此之外，在貼標時，一張標簽貼完后，后一張標要提前有個欲出標量，這不僅要求PLC在運行的時候穩(wěn)定可靠，還要求伺服響應速度快。只有保證欲出標穩(wěn)定，每次都能按照設定的脈沖量準確停止，每次觸發(fā)貼標時時機準確，才能保證貼標精度滿足客戶要求的誤差范圍。

英威騰貼標機方案及特點

基于此，英威騰推出IVC3可編程控制器結合Goodrive20系列經濟型開環(huán)矢量變頻器與DA180系列基礎型交流伺服驅動器的方案。

3.1系統(tǒng)方案介紹

電氣方案拓撲圖

基于IVC3的電氣控制方案中用了四個伺服，分別用于頂壓皮帶、#1標站（正標標站），#2標站（背標標站），#3標站（脖標標站）。根據(jù)貼標工藝要求，在直線貼標時為了保證輸送瓶子的穩(wěn)定，頂壓皮帶運行時要與輸送板鏈保持同步。為了保證標簽的平整性，標站出標速度應該與板鏈的運行速度保持同步。

在圓瓶模式下貼標時，為保障標簽的平整，標站出標速度與橡膠輥（用步進驅動）運行速度保持同步。為了實現(xiàn)標站與板鏈，標站與橡膠輥，頂壓皮帶與板鏈的同步要求，在方案中利用IVC3具有的電子齒輪/凸輪來實現(xiàn)同步功能。

四個變頻器分別用于驅動板鏈、分瓶器、理瓶器、滾標四個部分運行。為了確保瓶子在進入頂壓之前。瓶身不發(fā)生傾斜，理瓶器的運行速度也應該與板鏈運行速度保持同步。理瓶器變頻器的運行頻率通過板鏈變頻器的運行輸出頻率給定，與板鏈的同步則是根據(jù)理瓶器與板鏈運行速度比通過調整理瓶器變頻器模擬量輸入的斜率來實現(xiàn)的。分瓶器和滾標的運行速度需要根據(jù)瓶距自行調整，采用電位器進行頻率控制，方便客戶操作。

系統(tǒng)邏輯中包含直線貼標的邏輯控制和圓瓶模式的邏輯控制，可以通過HMI畫面中的功能按鈕來實現(xiàn)直線貼標模式與圓瓶貼標模式的切換。

采用電子齒輪/凸輪的控制方案，在標站與板鏈的電子齒輪/凸輪功能觸發(fā)后，可以通過對板鏈的點動操作，實現(xiàn)標站的點動?？梢愿鶕?jù)觀察標簽與瓶子剛開始貼合時的情況，對標站進行調整，極大的縮短標站的調試時間。

3.2方案優(yōu)勢

提升了設備整機的生產效率：采用IVC3運動控制系統(tǒng)化編程處理，直線模式下進行貼標時最大貼標速度為5000-5300瓶/小時，在圓瓶定位/非定位貼標時最大貼標速度為3000-4000瓶/小時，大大提高了生產效率。

優(yōu)化程序及控制方式，大幅提升貼標精度，最大誤差可控制在0.05mm內。

售后維護更簡易，接線少，故障易排查。程序結構簡潔，運動控制功能塊省略了小型編程PLC的大量計算工作，方便客戶的更改及維護。

四、結束語

基于電子齒輪/凸輪的控制方案，解決了客戶頂壓皮帶與板鏈同步調整比較難的問題。保證了頂壓皮帶與板鏈運行的同步性。利用電子齒輪/凸輪保證標站與板鏈同步，提高了標簽的平整性，提高了貼標的精度。