OMRON Compact Solution案例精選集——套

　　套標機是一種將筒標自動切斷，準確套入容器的包裝機械，配合后道熱收縮工序，將標簽完好地固定于容器適當位置。套標機的使用大大降低了套標環節的人力物力，現已廣泛應用于啤酒飲料、化工、醫藥等行業，尤其在果汁加工生產線中，是必不可少的設備。

　　目前國內生產的套標機能達到的最高速度多數在400bpm（瓶/分鐘）左右，能滿足普通用戶的需求。但隨著世界食品包裝行業的高速發展，越來越多的世界知名果汁飲料生產商希望通過提高整線生產速度獲得更大利潤。
　　經過實踐，OMRON以CP1H為核心的系統配置，可以幫助客戶穩定實現600bpm的速度。
　　套標機的工藝流程如下圖所示：
　　

　　

　　套標機的工藝難點主要有4點：
　　Ⅰ.要使整機速度達到600bpm，每0.1秒就要完成一次套標動作，這意味著下標電機在70ms內需完成150mm的位移，切刀電機在30mS之內完成一轉，且下標與切標電機必須頻繁起停，定位精準；
　　Ⅱ.下標由兩對小的導標滾輪向內側旋轉，靠滾輪與薄膜的摩擦力將標下拉，雖然采用特殊材質后可使摩擦系數加大，但在高速下標時還是很難避免打滑情況的發生，這樣即使下標電機定位精準，也會出現下標長度不齊的現象；
　　Ⅲ.切標電機旋轉帶動刀盤旋轉一周完成切標動作，切標電機的定位不準會使刀盤過沖，最終導致刀盤堵標；
　　Ⅳ.與4臺變頻器通訊會增加程序所占內存，延長程序的循環掃描時間，延誤切標與下標的動作時間。
　　
　　OMRON對工藝難點進行分析后，最終使用2臺伺服系統控制下標和切標電機，使用4臺變頻器分別控制馬達、定位皮帶、進瓶螺桿、桿簽供應電機，這四臺變頻器與OMRON小型PLC CP1H進行通訊，可通過人機界面NS8設定參數調節電機轉速。系統構成如下圖所示：
　　

　　在本方案中，控制器采用了OMRON的小型PLC CP1H，它有著高速的指令運算，內置了4路100kHZ的高速脈沖輸出，且配有PLS2指令(脈沖輸出梯形加減速定位指令)，無需另加定位模塊即可輕松完成4軸伺服同時定位，為客戶大大節省了電氣成本。
　　CP1H可同時添加RS232、RS422/485兩種串口，且與OMRON本廠的變頻器通訊可直接調用Smart FB(功能塊)，省去了客戶繁瑣的通訊程序編寫步驟。而且，CP1H還具有強大的中斷功能，客戶的下標和切標程序可放在輸入中斷的中斷程序內，當PLC接收到切標和下標執行信號時立刻轉入中斷程序執行切標和下標動作，使得這兩個動作不受程序循環掃描周期的影響，快速完成，將整體時間控制在0.1S內。
　　在本方案里選用OMRON W系列伺服控制下標，具有定位時間短，定位精度高的特點。A系列簡易伺服控制切標，在確速度與定位精度的同時，操作簡單，縮短了設備的調試時間。伺服電機的Z相信號可取代原先的凸輪為下標環節送出切標定位完成信號。W系列與A系列的伺服都可以通過數據線與OMRON的伺服監控軟件Cx-Driver相連，可實現參數的快速設置以及伺服運行時性能的實時監控，幫助客戶在故障產生時快速準確地找到問題所在。
　　因為本方案中用到的變頻器還需要與PLC進行通訊，因此選用了OMRON的3G3MV系列變頻器。該變頻器內置RS-422和RS485通信功能，結合CP1H支持的Smart FB功能，與PLC的通信顯得非常方便。
　　OMRON的彩色觸摸屏NS使用在套標機上，通過其獨有的SAP程序庫、支持多達1000種配方以及多語言切換功能，與歐姆龍控制器與器件之間進行了簡易化的連接和畫面制作，大幅度節約了產品開發時間。
　　考慮到下標的打滑問題，OMRON還使用了對射式光纖傳感器E3X-DA對下標伺服電機送出下標完成信號來控制標長，取代了原先設想的用伺服定位控制下標長度，盡可能地減小了打滑對下標產生的影響。　
　　從系統產品到高端視覺傳感器，OMRON完善的產品體系幾乎涵蓋了整個泡罩包裝機械上需要的工控產品，且每樣產品既具有其自身的獨立優勢，又具有本廠產品之間高度的兼容性。客戶采用OMRON整套系統解決方案后，套標機使用150mm標簽時每分鐘可達到600bpm的速度并能穩定運行, 每個瓶子的套標動作周期低于0.1S。這不僅節省了工作量與開發成本，又同時大大提高了機械的整體性能。