模切機系統(tǒng)是一個對電機的動態(tài)響應(yīng)要求很高的一種機械設(shè)備,要求伺服系統(tǒng)能夠提供非??焖俚膭討B(tài)響應(yīng)能力和精確的定位能力。我們所做的這套系統(tǒng)是就是根據(jù)ED伺服驅(qū)動器和電機所具有的高動態(tài)響應(yīng)能力來實現(xiàn),同時還采用了ED伺服內(nèi)部所具有的編程能力,還把系統(tǒng)中以前所使用的具有高速脈沖輸出能力的PLC換成了一般的普通PLC,為客戶節(jié)約了成本。下面是我們驅(qū)動器的一些功能特點:
1、全數(shù)字化的速度和位置控制功能,并提供位置、速度和扭矩的控制功能,具有很高的動態(tài)響應(yīng)能力;
2、靈活多變的跟蹤控制方式,提供高靈敏度的跟蹤效果;
3、可編程控制的數(shù)字輸入輸出;
4、可監(jiān)控電機短路、電壓、溫度、編碼器、位置跟蹤和電流過高等故障;
5、可通過RS232、RS485、Profibus、CAN通訊口進行參數(shù)設(shè)定;
因此我們的伺服驅(qū)動器完全有能力勝任這份工作,下面大致介紹下這套系統(tǒng):
一、模切機機械機構(gòu)簡圖
二、設(shè)備工藝
1:伺服電機拖動塑膠薄膜的運行軌跡。如下圖:
工藝說明:有兩種主要的切膜方式。
1:光標(biāo)切膜:就是
如上面的運行軌跡一樣,S1區(qū)進行跟隨,然后進入"尋找色標(biāo)"區(qū),等待色標(biāo),當(dāng)檢測到色標(biāo)之后,進入定位模式,走一個定長。
2:程控切膜:就是每次都有一個設(shè)定好的長度。程控切膜又分為兩種。1:定長切,就是每次切的距離都是一樣的。2:變長切,就是事先設(shè)定好多個長度,然后按照設(shè)定的多段長度來切。
3:還有一些結(jié)合運用的。如:光控+程控。就是第一次切用光控來定位然后用程控來控制,但這都是一些功能上的應(yīng)用在這里就不具體說明。
三、運動軌跡控制要點
變頻器來控制"模切頭"。因為變頻器最快50Hz,可以控制模切頭300inc/min,所以伺服控制器,也要300次啟停/min。因為在模切頭在切的時候是絕對不允許拖動的。所以伺服運行時間是當(dāng)模切頭碰到"提升感應(yīng)器"開始運行,然后在模切頭碰到"頂部感應(yīng)器"之前完成拖膜。如果在模切頭碰到"頂部感應(yīng)器"的時候還沒有收到伺服的"拖膜完成信號"就認為拖膜的速度太慢,就要報警。
四、伺服程序編寫
光控流程:先進入"速度模式",同時比較運行距離,當(dāng)運行距離超出了S1,就啟動快速捕捉口來捕捉色標(biāo),1如果捕捉到色標(biāo)就將速度模式下的速度(60ff0020)發(fā)送給伺服的定位模式的最高速度(60810020),然后進入絕對定位。定位到達后out1輸出。2如果在最大允許運行長度內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)色標(biāo),就out2輸出,并且伺服停止。
Din1觸發(fā)啟動,調(diào)用seq10
Seq10(將當(dāng)前位置+S1來設(shè)定觸發(fā)快速捕捉口的位置,同時將比較器1和比較器2停止)
21A00120 60630020
21A00320 80000 (S1長度,HMI設(shè)定)
21A00410 1
21A00220 21800420
21810610 0 (取消比較器1)
21820610 0 (取消比較器2)
21180008 F
SeqF(設(shè)定:如果在"每次運行的最大長度"內(nèi)都沒有找到色標(biāo),電機停止,然后報錯)
21A00120 60630020
21A00320 100000 (每次運行的最大長度,HMI設(shè)定)
21A00410 1
21A00220 21810420
21180008 11
Seq11(先進行勻速運動。)
60600008 3
60FF0020 10000
60830220 1600000
60840220 1600000
60400010 F
21180008 13
Seq13(開始比較器1,比較實際位置,判斷是否開始觸發(fā)快速捕捉口)
21800120 60630020
21800220 0
21800320 FFFFFFFF
?。?1800420在seq10已經(jīng)設(shè)定)
21800520 5
21800620 8014
Seq14(開始比較器2,比較實際位置,判斷是否超出"每次運行的最大長度"同時觸發(fā)快速捕捉口)
21810120 60630020
21810220 0
21810320 FFFFFFFF
?。?1810420在seq0F已經(jīng)設(shè)定)
21810520 5
21810620 8020(超程跳轉(zhuǎn)seq20)
21C00110 8015(快速捕捉口開始觸發(fā),等待N信號)
21C00220 0
Seq15
60600008 1
21A00120 20110520(將3模式的速度放到1模式中)
21A00410 0 (copy)
21A00220 60810020
607A0020 10000(檢測到N信號后要多運行的S2長度,)
60400010 F
21810610 0(取消超程比較器2)
21180008 16
Seq16
60400010 5F(進行相對定位)
Seq20(超程報警輸出)
21600520 01 (out1輸出,因為我在輸出進行了設(shè)置,見程序)
21300110 8021
21300220 1000(延時1S)
Seq21
21600520 00 (out1停止輸出)
程控就是不斷的更改定位長度。在這就不寫了,見程序。
五、電器圖
六、調(diào)試情況
下圖是光控300個/min的時候采集的伺服運動曲線:
七、總結(jié)
由于伺服內(nèi)部可以進行編程,因此就避免了編寫復(fù)雜的PLC程序,同時還減輕了PLC的負擔(dān),可以換成一個很小的PLC,另外KINCO伺服還可以通過模擬量輸出接口去控制變頻器,更加減小了系統(tǒng)成本。目前該模切機完成300個/min的速度是沒有任何問題的,精度完全滿足客戶的要求,經(jīng)過2個月的試機,客戶對ED伺服的穩(wěn)定性很滿意,沒有出現(xiàn)任何故障。模切機這樣高速啟停設(shè)備(基本上60個/S),模切頭基本上都不會停下來讓伺服來運行,當(dāng)伺服停止之后才重新啟動,這樣會造成整個系統(tǒng)的效率降低。類似這樣的設(shè)備還有高速制袋機,套標(biāo)機等等,都是要求每分鐘幾百個的設(shè)備,目前Kinco伺服已經(jīng)在這些場合廣泛應(yīng)用。