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作者：深圳市步科電氣有限公司 應(yīng)用工程師 莫長亮
關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動器、總線、調(diào)節(jié)輪、卷繞輪、擺絲輪、跟隨
模切機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)對電機(jī)的動態(tài)響應(yīng)要求很高的一種機(jī)械設(shè)備，要求伺服系統(tǒng)能夠提供非常快速的動態(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(jī)所具有的高動態(tài)響應(yīng)能力來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)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(diǎn)：
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(jī)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(jìn)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(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)簡圖
二、設(shè)備工藝
1：伺服電機(jī)拖動塑膠薄膜的運(yùn)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(yùn)行軌跡一樣，S1區(qū)進(jìn)行跟隨，然后進(jìn)入“尋找色標(biāo)”區(qū)，等待色標(biāo)，當(dāng)檢測到色標(biāo)之后，進(jìn)入定位模式，走一個(gè)定長。
2：程控切膜：就是每次都有一個(gè)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(gè)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(yùn)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(yùn)動軌跡控制要點(diǎn)
變頻器來控制“模切頭”。因?yàn)樽冾l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?yàn)樵谀Ｇ蓄^在切的時(shí)候是絕對不允許拖動的。所以伺服運(yùn)行時(shí)間是當(dāng)模切頭碰到“提升感應(yīng)器”開始運(yùn)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(shí)候還沒有收到伺服的“拖膜完成信號”就認(rèn)為拖膜的速度太慢，就要報(bào)警。
四、伺服程序編寫
光控流程：先進(jìn)入“速度模式”，同時(shí)比較運(yùn)行距離，當(dāng)運(yùn)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(jìn)入絕對定位。定位到達(dá)后out1輸出。2如果在最大允許運(yùn)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(shí)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(yùn)行的最大長度”內(nèi)都沒有找到色標(biāo)，電機(jī)停止，然后報(bào)錯(cuò)）
21A00120 60630020
21A00320 100000 （每次運(yùn)行的最大長度，HMI設(shè)定）
21A00410 1
21A00220 21810420
21180008 11
Seq11（先進(jìn)行勻速運(yùn)動。）
60600008 3
60FF0020 10000
60830220 1600000
60840220 1600000
60400010 F
21180008 13
Seq13（開始比較器1，比較實(shí)際位置，判斷是否開始觸發(fā)快速捕捉口）
21800120 60630020
21800220 0
21800320 FFFFFFFF
（21800420在seq10已經(jīng)設(shè)定）
21800520 5
21800620 8014
Seq14（開始比較器2，比較實(shí)際位置，判斷是否超出“每次運(yùn)行的最大長度”同時(shí)觸發(fā)快速捕捉口）
21810120 60630020
21810220 0
21810320 FFFFFFFF
（21810420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(yùn)行的S2長度，）
60400010 F
21810610 0（取消超程比較器2）
21180008 16
Seq16
60400010 5F（進(jìn)行相對定位）
Seq20（超程報(bào)警輸出）
21600520 01 （out1輸出，因?yàn)槲以谳敵鲞M(jìn)行了設(shè)置，見程序）
21300110 8021
21300220 1000（延時(shí)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(gè)/min的時(shí)候采集的伺服運(yùn)動曲線：
七、總結(jié)
由于伺服內(nèi)部可以進(jìn)行編程，因此就避免了編寫復(fù)雜的PLC程序，同時(shí)還減輕了PLC的負(fù)擔(dān)，可以換成一個(gè)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(jī)完成300個(gè)/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(gè)月的試機(jī)，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(jī)這樣高速啟停設(shè)備（基本上60個(gè)/S）,模切頭基本上都不會停下來讓伺服來運(yùn)行，當(dāng)伺服停止之后才重新啟動，這樣會造成整個(gè)系統(tǒng)的效率降低。類似這樣的設(shè)備還有高速制袋機(jī)，套標(biāo)機(jī)等等,都是要求每分鐘幾百個(gè)的設(shè)備,目前Kinco伺服已經(jīng)在這些場合廣泛應(yīng)用。
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