CN106184956A - 一种高精度直线贴标机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度直线贴标机，包括贴标头、输送装置、检标电眼、检物电眼，贴标头的驱动动力采用步进电机，输送装置的驱动动力采用伺服电机，还包括PLC主控制器，PLC主控制器启动伺服电机，输送装置通过伺服电机带动被贴标物体运动，当检物电眼检测到被贴标物体经过时，PLC主控制器进入外部中断子程序，触发高速计数器，高速计数器读取伺服电机的脉冲输出口输出的脉冲数，高速计数器计数达到目标值后，PLC主控制器启动步进电机连续运动，直到检标电眼检测到标签间的缝隙后，控制步进电机运动到指定距离后停止，从而实现了贴标的功能；本发明增大了贴标精度，实现了无极调速，可以快速切换速度来配合整条生产线的生产速度，使生产线高效、顺畅。

Description

一种高精度直线贴标机

技术领域

本发明涉及产品包装技术领域，具体涉及一种高精度直线贴标机。

背景技术

对于需要产品包装的生产企业来说，贴标机是必不可少的机器。贴标机是将成卷的不干胶纸标签(纸质或金属箔)粘贴在PCB、产品或规定包装上的设备。贴标机是现代包装不可缺少的组成部分。

贴标机分为直线式贴标机和回转式贴标机，目前国内大部分的贴标机都是直线贴标机，直线贴标机主要由贴标头与输送装置组成，直线贴标机的贴标头驱动动力是伺服电机，输送装置的驱动动力是AC电机，直线贴标机在同一速度下的贴标误差是±1mm。不同速度下的贴标位置不一致，3m/min低速与30m/min高速的情况下的贴标位置误差达到5mm左右。

直线贴标机在同一速度下的贴标误差是±1mm，不同速度下的贴标位置不一致，3m/min低速与30m/min高速的情况下的贴标位置误差就达到5mm左右，整体的贴标精度不高。由此看见，现有技术还存在一定的不足。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中直线贴标机贴标精度不高的技术问题，本发明提出一种高精度直线贴标机。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种高精度直线贴标机，包括贴标头、输送装置、检标电眼、检物电眼，所述贴标头的驱动动力采用步进电机，所述输送装置的驱动动力采用伺服电机；

还包括PLC主控制器，所述PLC主控制器的两个高速脉冲输出口分别连接步进电机和伺服电机，检物电眼与检标电眼分别连接所述PLC主控制器的中断信号输入口，所述PLC主控制器的高速计数脉冲口连接伺服电机高速脉冲输出口；

所述贴标头用于通过步进电机带动标签的底纸运动；

所述输送装置用于通过伺服电机带动被贴标物体运动；

所述检标电眼用于检测到标签间的缝隙；

所述检物电眼用于检测到被贴标物体经过；

PLC主控制器启动伺服电机，输送装置通过伺服电机带动被贴标物体运动，当检物电眼检测到被贴标物体经过时，PLC主控制器进入外部中断子程序，触发高速计数器，高速计数器读取伺服电机的脉冲输出口输出的脉冲数，高速计数器计数达到目标值后，PLC主控制器启动步进电机连续运动，直到检标电眼检测到标签间的缝隙后，控制步进电机运动到指定距离后停止，从而实现了贴标的功能。

进一步地，所述步进电机为86式步进电机。

进一步地，所述伺服电机为750W的伺服电机。

进一步地，所述输送装置的皮带输送带采用链板式输送带。

进一步地，所述PLC主控制器采用西门子PLC S7-200SMART。

进一步地，所述高精度直线贴标机通过调节高速计数器计数的目标值，对贴标位置进行调节补偿，实现输送装置切换速度时，贴标位置保持一致，达到无极调速。

进一步地，所述高精度直线贴标机的对贴标位置进行调节补偿的具体方法如下：

确定一个速度为基准速度，假设基准速度为v₀，

s＝t×(v-v₀)

s为变换速度时贴标位置误差,t为加速时间,v为输送装置的速度，

贴标位置调节补偿的脉冲数计算公式为：

p＝s÷d÷π×n

p为贴标位置调节补偿的脉冲数,d为皮带轮直径,n为伺服电机电子齿轮比。

进一步地，所述基准速度设定为3m/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的直线贴标机增大了贴标精度，现有技术中直线贴标机贴标头的驱动动力使用750W的伺服电机，由于伺服电机在带负载的情况下，由静止加速到较高速度时，在加速的过程中会出现瞬间堵转的情况，在命令驱动动力电机运动到指定距离后到停止这一过程中，由于伺服电机具有自我反馈矫正功能，不会出现失步的情况，导致电机的停止距离会比实际的距离增大，即速度大的停标距离比速度小的停标距离大，导致出标速度改变的情况下，停标的位置不一致，本发明的直线贴标机贴标头的驱动动力采用步进电机，没有自我反馈矫正功能，不存在这个问题；相对AC电机作为输送装置的驱动动力，本发明输送装置选用750W的伺服电机作为驱动动力，输送装置中的皮带输送带采用链板式输送带具有速度稳定等优点，并且在变换输送带的速度的情况下，可以不需要利用编码器反馈实时的速度，减少安装编码器时引起的机械误差，进而增大了贴标精度。

本发明的直线贴标机实现了无极调速的功能，直线贴标机工作在不同速度下的贴标位置误差是±0.5mm，实际生产过程中，贴标机可以先在低速的工作情况下进行机器调试，机器调试完成后提高贴标机速度以到达实际工作速度，降低了调试难度，节省材料，提高工作效率等，由于直线贴标机实现了无极调速的功能，可以快速切换速度来配合整条生产线的生产速度，使得生产线高效、顺畅的生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明高精度直线贴标机控制原理图；

图2是本发明高精度直线贴标机贴标流程图；

图3是本发明高精度直线贴标机结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1-3所示，一种高精度直线贴标机，包括贴标头、输送装置、检标电眼、检物电眼，所述贴标头的驱动动力采用步进电机，所述输送装置的驱动动力采用伺服电机；

还包括PLC主控制器，所述PLC主控制器的两个高速脉冲输出口分别连接步进电机和伺服电机，检物电眼与检标电眼分别连接所述PLC主控制器的中断信号输入口，所述PLC主控制器的高速计数脉冲口连接伺服电机高速脉冲输出口；

所述贴标头用于通过步进电机带动标签的底纸运动；

所述输送装置用于通过伺服电机带动被贴标物体运动；

所述检标电眼用于检测到标签间的缝隙；

所述检物电眼用于检测到被贴标物体经过；

PLC主控制器启动伺服电机，输送装置通过伺服电机带动被贴标物体运动，当检物电眼检测到被贴标物体经过时，PLC主控制器进入外部中断子程序，触发高速计数器，高速计数器读取伺服电机的脉冲输出口输出的脉冲数，高速计数器计数达到目标值后，PLC主控制器启动步进电机连续运动，直到检标电眼检测到标签间的缝隙后，控制步进电机运动到指定距离后停止，从而实现了贴标的功能。

本实施例中，所述步进电机为86式步进电机，所述伺服电机为750W的伺服电机，所述输送装置的皮带输送带采用链板式输送带，所述PLC主控制器采用西门子PLC S7-200SMART。

本发明的直线贴标机主要由贴标头、输送装置、检标电眼与检物电眼组成，直线贴标机的贴标头驱动动力是86式步进电机，输送装置的驱动动力是750W的伺服电机，直线贴标机的贴标分为两个过程，贴标头的停标过程和贴标过程。

贴标头通过步进电机带动标签的底纸运动，直到检标电眼检测到标签间的缝隙后，命令步进电机运动到指定距离后停止，从而实现了停标的功能。

如果直线贴标机贴标头的驱动动力使用750W的伺服电机，由于伺服电机在带负载的情况下，由静止加速到较高速度时，在加速的过程中会出现瞬间堵转的情况，在命令驱动动力电机运动到指定距离后到停止这一过程中，由于伺服电机具有自我反馈矫正功能，不会出现失步的情况，导致电机的停止距离会比实际的距离增大，即速度大的停标距离比速度小的停标距离大，导致出标速度改变的情况下，停标的位置不一致，本发明的直线贴标机贴标头的驱动动力采用步进电机，没有自我反馈矫正功能，不存在这个问题，所以就选用了86式步进电机。

相对AC电机作为输送装置的驱动动力，本发明输送装置选用750W的伺服电机作为驱动动力，输送装置中的皮带输送带采用链板式输送带具有速度稳定等优点，并且在变换输送带的速度的情况下，可以不需要利用编码器反馈实时的速度，减少安装编码器时引起的机械误差，进而增大了贴标精度。

本发明的直线贴标机选用西门子PLC S7-200SMART作为主控制器，PLC主控制器的两个高速脉冲输出口分别连接步进电机和伺服电机，检物电眼与检标电眼分别连接所述PLC主控制器的中断信号输入口，所述PLC主控制器的高速计数脉冲口连接伺服电机高速脉冲输出口，用于位置脉冲的追踪(调节贴标位置)。

实际生产过程中，由于贴标机在不同速度工作情况下的贴标位置不一致，所以调试机器时是以较高的实际工作速度下进行调试机器，增加了调试难度以及浪费材料等。

本发明的高精度直线贴标机通过调节高速计数器计数的目标值，对贴标位置进行调节补偿，实现输送装置切换速度时，贴标位置保持一致，达到无极调速。

被贴标物体在输送带上运动是匀速运动的，而标签是从静止加速到与输送带速度一致时，标签才会贴附在物体上，当输送带在变换速度的情况下，由于标签要经过一定的加速时间才能到达目标速度，所以导致了不同速度下的贴标位置不一致，为了实现切换速度的情况下，贴标位置一致，实现无极调速功能，我们需要对贴标位置进行补偿，可以通过调节高速计数器计数的目标值，实现对贴标位置调节补偿。

高精度直线贴标机的对贴标位置进行调节补偿的具体方法如下：

确定一个速度为基准速度，假设基准速度为v₀，

s＝t×(v-v₀)

s为变换速度时贴标位置误差,t为加速时间,v为输送装置的速度，

贴标位置调节补偿的脉冲数计算公式为：

p＝s÷d÷π×n

p为贴标位置调节补偿的脉冲数,d为皮带轮直径,n为伺服电机电子齿轮比，

所述基准速度可设定为3m/min。

变换速度时，直线贴标机通过识别运算后，对贴标位置进行补偿，实际调试机器时，要经过对比实际效果，对直线贴标机的补偿进行细微调整，以达到最佳的贴标精度。

本发明的直线贴标机实现了无极调速的功能，直线贴标机工作在不同速度下的贴标位置误差是±0.5mm，实际生产过程中，贴标机可以先在低速的工作情况下进行机器调试，机器调试完成后提高贴标机速度以到达实际工作速度，降低了调试难度，节省材料，提高工作效率等，由于直线贴标机实现了无极调速的功能，可以快速切换速度来配合整条生产线的生产速度，使得生产线高效、顺畅的生产。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种高精度直线贴标机，其特征在于，包括贴标头、输送装置、检标电眼、检物电眼，所述贴标头的驱动动力采用步进电机，所述输送装置的驱动动力采用伺服电机；

还包括PLC主控制器，所述PLC主控制器的两个高速脉冲输出口分别连接步进电机和伺服电机，检物电眼与检标电眼分别连接所述PLC主控制器的中断信号输入口，所述PLC主控制器的高速计数脉冲口连接伺服电机高速脉冲输出口；

所述贴标头用于通过步进电机带动标签的底纸运动；

所述输送装置用于通过伺服电机带动被贴标物体运动；

所述检标电眼用于检测到标签间的缝隙；

所述检物电眼用于检测到被贴标物体经过；

PLC主控制器启动伺服电机，输送装置通过伺服电机带动被贴标物体运动，当检物电眼检测到被贴标物体经过时，PLC主控制器进入外部中断子程序，触发高速计数器，高速计数器读取伺服电机的脉冲输出口输出的脉冲数，高速计数器计数达到目标值后，PLC主控制器启动步进电机连续运动，直到检标电眼检测到标签间的缝隙后，控制步进电机运动到指定距离后停止，从而实现了贴标的功能。

2.根据权利要求1所述的高精度直线贴标机，其特征在于，所述步进电机为86式步进电机。

3.根据权利要求1所述的高精度直线贴标机，其特征在于，所述伺服电机为750W的伺服电机。

4.根据权利要求1所述的高精度直线贴标机，其特征在于，所述输送装置的皮带输送带采用链板式输送带。

5.根据权利要求1所述的高精度直线贴标机，其特征在于，所述PLC主控制器采用西门子PLC S7-200SMART。

6.根据权利要求1所述的高精度直线贴标机，其特征在于，所述高精度直线贴标机通过调节高速计数器计数的目标值，对贴标位置进行调节补偿，实现输送装置切换速度时，贴标位置保持一致，达到无极调速。

7.根据权利要求1所述的高精度直线贴标机，其特征在于，所述高精度直线贴标机的对贴标位置进行调节补偿的具体方法如下：

确定一个速度为基准速度，假设基准速度为v₀，

s＝t×(v-v₀)

s为变换速度时贴标位置误差,t为加速时间,v为输送装置的速度，

贴标位置调节补偿的脉冲数计算公式为：

p＝s÷d÷π×n

p为贴标位置调节补偿的脉冲数,d为皮带轮直径,n为伺服电机电子齿轮比。

8.根据权利要求7所述的高精度直线贴标机，其特征在于，所述基准速度设定为3m/min。