收放卷张力控制+标签视觉检测电气系统方案

时间：2020-09-21 11:23:15 点击：957

一、项目背景：
该项目为已经对印染完成的标签，通过收放卷进行展开，并依次通过视觉检测，通过配合上位机检测对印染不良品进行精准停留在工作台上，以方便人为进行替换不良品，在进行收卷成型的设备
二、项目要求：
收放卷：材料恒张力，无外部卷经摆臂等检测机构，通过锥度实现张力恒定控制，要求收放卷材料运行不抖动，不拉伸
定位精准：与视觉系统上位机采用Tcp通讯方式，对视觉系统检测出的不良品信号，对其进行精准位置分析，保证不良品可以准确停留在人工操作台上，以方便人为进行替换处理
三、硬件配置：
汇川设备：
序号	产品名称	型号	备注	数量
1	HMI	IT6070E	人机界面	1
2	PLC	H3U-3232MT	控制器	1
4	  伺服电机	ISMH1-75B30CB-U231Z	750W电机	5
5	伺服驱动器	IS620PS5R5I-IAB-C	750W驱动	5



四、方案拓扑：
如图1

五、方案说明：
采用Canlink方式通讯伺服，采用Tcp通讯触摸屏+视觉检测信号
（一）方案优点：
1、采用汇川Canlink通讯伺服，速率传输可达1M，节省了传统方式的接线，并且Canlink通讯方式给予485数据交互定义，对于伺服的参数读取以及调试方面更为方便
2、采用Tcp进行通讯触摸屏+视觉数据读取，Tcp采用自适应速率最高可达10M，且采用Tcp方式的控制模式下节省接线。


（二）现场难点问题及解决方案说明：
1、关于恒定张力设定问题
由于该现场针对收放卷的控制方式为转矩模式控制，且收放卷的卷经变化比较大，所以对于设定转矩变化对于收卷随着卷经变大应该加大，对于放卷则相反，所以对于锥度的转矩变化比例需要在程序进行对已知牵引的情况下通过NπD公式，求得收放卷的D，结合实际情况进行对设定转矩的叠加处理
2、关于与上位机的地址帧格式交互说明
由于与视觉系统的配合工作为采用Tcp通讯格式，对于上位机支持标准的Modbus  Tcp通讯帧格式，所以需要对PLC程序中的地址格式进行解码以及帧转化处理。并对上位机随机发送检测不良品停机位置进行整合，保证不良品可以充分停留在工作台上
六、关于后续客户使用效果说明：
（一）效率说明：
客户要求无视觉检测线速度可达150m/分，有视觉检测速度可达120m/分，采用汇川伺服基于Canlink通讯控制的情况下，对速度的控制方式为直接定义伺服转速，所以避免了传统基于脉冲控制，脉冲输出频率不足导致无法提升效率，以及过小脉冲数导致定位细分不准导致定位误差的情况出现
（二）效果说明：
该视觉检测卷绕机针对标签的不良检测稳定效果率不仅仅体现在视觉系统的检测机构，对于视觉系统检测的不良品误差不仅要求准确停在操作台上方便人工进行换料，也要保证在停止完成时收放卷张力稳定不出现材料变形的情况，针对汇川伺服在客户高速120m/分钟的表现来看，不仅对连续视觉检测给定不良品误差以及随机给定不良品误差，在经过9米的缓冲机构，仍能保证不良标签准确定位，满足客户的要求
（三）稳定说明：
该视觉系统的工作原理为收放卷动作，所以针对稳定性，客户提出除收放卷无料导致需要停机以外，其余状况尽量减少停机时间，使用汇川伺服的情况下，即便收放卷卷经变化较大（直径变化半米），也没有出现由于过大转矩出现伺服超载报警等问题
（四）一体化说明：
采用汇川H3uPLC自带以太网口，与上位机视觉系统进行数据交互，避免了传统采用io的性质，在生产过程中，更直观的反应当前的数据变化，更方便的减少了用户的接线流程。