近年來，啤酒飲料行業(yè)高速發(fā)展，競爭日趨激烈，追求內在品質的同時，產品外在的獨特而精美包裝已成為拉動其消費的不二法寶。產品在追求標新立異的背后，無疑對包裝領域的核心設備——貼標機提出了更高的要求。國內貼標機迎來了新一輪的技術革新浪潮，全伺服貼標機無疑是其中的絕對主角。

1. 丹佛斯ISD410伺服控制系統(tǒng)簡介

ISD410是丹佛斯基于低速高轉矩永磁同步伺服電機的集成伺服驅動系統(tǒng)。系統(tǒng)所有傳動點采用直流母線電壓供電。主控制器和各個傳動點間采用CAN總線通訊。電源線和通訊線集成于一根電纜。主控制器編程設計是基于IEC 61131-3編程語言體系。

2. 功能組件具體描述

2.1 AC/DC電源（PS）

ISD系統(tǒng)的主進線電壓為400 V AC；400VAC 經(jīng)整流后變?yōu)?00VDC直流母線電壓。最大電流10A對應最大功率為3.0kW，具有過流保護功能。

2.2 連接盒（CB）

300VDC 直流母線電壓輸入和CAN總線輸入。 直流母線和CAN總線組成一條混合電纜與ISD傳動點連接。具體來說，從連接盒中接出一根混合電纜連接到第一個傳動點， 之后依次用混合回路電纜串聯(lián)系統(tǒng)的后續(xù)各個傳動點。

2.3 編碼器盒（EB）

編碼器讀取外部引導值編碼器（SSI 編碼器）的數(shù)據(jù)。 信號經(jīng)編碼器盒檢查后作為引導值并附帶上時間戳信息5ms經(jīng)CAN總線直接發(fā)送給ISD電機。

2.4 主控制器（Main Controller）

可以選擇任何一款符合CoDeSys 硬件聯(lián)盟標準的主控制器，系統(tǒng)最低要求：CoDeSys 2.3 軟件，1xCAN，1xRSS232，USB，SD卡和1xEthernet 端口。主控制器控制傳動點動作，如包含診斷和故障處理功能的啟動、停止功能等。運動控制邏輯運行在ISD 傳動點中而非主控制器中。

2.5 ISD 410電機

ISD410電機是集成伺服驅動電機。電子電路和永磁電機部分封裝在一起。ISD電機的輸入電壓是300VDC。采用CAN總線通訊。每一臺ISD電機后端具有兩個連接頭，一個作為回路電纜進線，一個作為回路電纜出線。所有的控制算法和整個運動控制邏輯都集成在電機機身上的緊湊的伺服控制器中。為此，軌跡發(fā)生器由DSP實現(xiàn)，并通過CAN接收主編碼器的位置信號引導值，ISD電機會按照引導值編碼器的數(shù)據(jù)在凸輪模式下運行。

ISD電機具體參數(shù)如下：

?IP65防護等級

?旋變反饋

?電壓 300VDC

?最大轉矩 8 Nm

?最大電流 3.95 A

?最大轉速 1000 rpm

3.丹佛斯ISD410 伺服控制系統(tǒng)在高速回轉式貼標機中的應用

3.1 系統(tǒng)特點

ISD410系統(tǒng)菊花鏈式接線結構與回轉式貼標機完美結合，接線簡單、維護方便，如圖2所示。

由于運動控制電路與伺服電機集成在一起，所有的運動控制邏輯直接在電機內部運行，所以系統(tǒng)的響應時間極快，同步性能大大提高。伺服控制器與上位主控設備之間僅通過CAN總線傳輸很少的控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大大減少，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃源蟠筇岣摺?/p>

高速回轉式貼標機，分為固定部分和旋轉部分。兩部分之間的電力傳輸和數(shù)據(jù)交換需要滑環(huán)結構。ISD410系統(tǒng)，所有的復雜的運動控制數(shù)據(jù)直接存儲在集成伺服驅動器上，所以通過滑環(huán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量非常小，滑環(huán)結構大大簡化，只需電源連接模塊和CAN總線通訊模塊即可。

ISD410電機的接線端子全部采用不銹鋼結構，牢固耐用。

針對高速回轉式貼標機的應用特點，丹佛斯伺服研發(fā)團隊基于CoDeSys2.3軟件專門開發(fā)了一整套函數(shù)庫，并編寫了例程。方便用戶調試和系統(tǒng)維護。

3.2 系統(tǒng)結構

高速回轉式伺服貼標系統(tǒng)主要由三部分組成：

1） 主系統(tǒng)為回轉式貼標系統(tǒng)，以25臺ISD410集成伺服電機為核心。

2） 標站子系統(tǒng)。

3） 攝像系統(tǒng)/位置檢測系統(tǒng)。

下圖是 25軸回轉式貼標系統(tǒng)結構示意圖。其中25臺ISD電機平均分布在轉盤上，隨轉盤一起旋轉，其余ISD系統(tǒng)組件皆放置在固定的控制柜中，回轉機構通過滑環(huán)與CB模塊連接。

3.3 ISD 410回轉式貼標系統(tǒng)運行原理

每臺ISD電機對應一個瓶位，受電子凸輪曲線控制。電子凸輪曲線由Danfoss專用工具Curve Editor 編制。凸輪曲線由結點（Node）和曲線段（Segment）組成。根據(jù)客戶要求， 凸輪曲線段至少為12段。攝像檢測過程、瓶體角度調整過程和貼標過程為必須的關鍵過程。

4. 總結

丹佛斯 ISD410全伺服高速回轉式貼標機系統(tǒng)，具有速度高，定位精準，操作簡單，貼標靈活等優(yōu)點，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)機械式定位貼標機的全面超越。尤其是攝像系統(tǒng)定位的加入，使得異型瓶貼標變得異常簡單，極大豐富了啤酒飲料等終端用戶的包裝選擇。目前該系統(tǒng)已經(jīng)服務于多家啤酒飲料企業(yè)。
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