丹佛斯MCO305定位控制在石英切割機上的應(yīng)用

The Application of Danfoss MCO305 Motion Controller on Quartz Cutting Machine

摘要：丹佛斯FC300高性能驅(qū)動器加上新一代MCO305高速運動專用控制器，可實現(xiàn)定位控制功能。電機可以選用異步或同步伺服電機。支持各種各樣的電機反饋裝置，從增量編碼器、絕對位置編碼器一直到旋轉(zhuǎn)變壓器。本文就丹佛斯MCO305定位控制功能在石英切割機上的應(yīng)用加以詳細論述。

關(guān)鍵詞：定位控制   石英  

Abstract: Danfoss FC300 series high performance servo driver has position control function with new generation MCO305 high speed motion control option card. The motor can either be asynchronous motor or synchronous motor. It support all kinds of motor feedback devices, from incremental encoder, absolute encoder to resolver. The thesis describes the application of MCO305 position function used on quartz cutting machine in detail.

Keywords:  Position Control    Quartz

引言：國內(nèi)石英切割設(shè)備生產(chǎn)廠家?guī)缀鯖]有，故國內(nèi)石英產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的切割生產(chǎn)設(shè)備一般均需進口。因現(xiàn)場環(huán)境多粉塵和水汽，故設(shè)備電氣控制系統(tǒng)使用壽命很有限。所以需要對設(shè)備原裝電氣控制系統(tǒng)進行改造。

一、MCO305運動控制器功能簡介

MCO305硬件I/O端口配置：

• 兩個編碼器接口

支持增量編碼器，單圈或多圈SSI絕對位置編碼器，Hiperface接口編碼器。

• 10個數(shù)字量輸入
• 8個數(shù)字量輸出
• 1個RS485通訊口
• 1個CANOpen通訊口
• 另外還可以利用變頻器本體的全部資源。

MCO305與變頻器的通訊結(jié)構(gòu)：

    系統(tǒng)內(nèi)部有兩條通訊總線，一條是SPI總線，速度較高，專門用于傳遞編碼器信號和變頻器速度給點指令；另一條是CAN總線，處理相對來說響應(yīng)要求不高的數(shù)據(jù)和指令。

二、MCO305定位控制功能

“定位”一詞基本上是指將主軸移動到特定位置。為了獲得精確定位，必須要用一個閉環(huán)系統(tǒng)并根據(jù)來自編碼器的位置反饋來控制實際位置。在使用閉環(huán)定位控制器進行定位時將需要：設(shè)置速度、加速度、減速度和目標(biāo)位置；隨后會根據(jù)主軸的實際位置以及上述參數(shù)計算出速度分布圖；主軸按照速度分布圖移動，直到抵達目標(biāo)位置。MCO305主要提供了三種定位類型：絕對定位、相對定位和接觸探針定位。

三、石英切割機的技術(shù)要求

石英切割機有三個控制部分構(gòu)成：切刀旋轉(zhuǎn)控制、切刀位置控制和送料位置控制。切刀旋轉(zhuǎn)控制只要速度可調(diào)即可；切刀位置控制需要在切割石英管或石英棒的過程中控制其位置和不同段內(nèi)的速度，首先要保證切割產(chǎn)品的刀口質(zhì)量，同時要提高生產(chǎn)效率；送料位置控制需要每次往前送設(shè)定長度的石英管或石英棒，精度要求0.2毫米。

切割石英管時的位置控制和速度要求

四、原系統(tǒng)配置概述

原電氣系統(tǒng)采用SEW的全套產(chǎn)品。這次改造項目替換掉了SEW的三個變頻器和兩個運動控制器。切刀位置控制的編碼器是正余弦編碼器，送料位置控制的編碼器是長線驅(qū)動編碼器，MCO305運動控制卡可以接這兩種接口的編碼器，故原系統(tǒng)的外圍設(shè)備不需要更換調(diào)整。編碼器安裝位置在電機軸端，但減速機輸出側(cè)采用同步帶傳動，故不存在傳動環(huán)節(jié)影響定位精度的可能。

五、改造后系統(tǒng)配置

  改造系統(tǒng)采用三臺Danfoss變頻器和兩塊MCO305，以及一個臺達HMI。系統(tǒng)采用RS485通訊。主機旋轉(zhuǎn)采用4kW變頻器直接拖動，通過HMI直接設(shè)定其運行頻率。送料位置控制參數(shù)如下圖所示。這些參數(shù)在變頻器第19組參數(shù)開放出來，之所以采用HMI，主要是為了方便用戶進行操作。

                                    送料位置控制參數(shù)設(shè)置畫面

采用圖示方法將比較復(fù)雜的切刀位置控制參數(shù)簡潔明了了展示在用戶面前，降低了用戶的使用難度。

                              切刀位置控制參數(shù)設(shè)置畫面

六、結(jié)束語：

現(xiàn)場實際運行證明MCO305定位控制功能加上帶有編碼器反饋的異步電機拖動系統(tǒng)，可以很好的達到原設(shè)備的功能和生產(chǎn)要求。

參考文獻

[1] FC300 Design Guide. MG33BC02.  Danfoss

[2] MCO305 Design Guide. MG33L502.  Danfoss