PLC 在超聲波布料切割機中的應用

1、引言
　　超聲波布料切割機主要用來制作無塵拭布（潔凈布），無縫縫潤等化纖、尼龍類布料。
　　無塵布是常用于電子產(chǎn)品、光學儀器以及其他在無塵生產(chǎn)環(huán)境中制作的零部件清潔用布，無塵布具有柔軟、彈性大、易變形以及無脫毛、無崩布邊等特點，因此，對該布料對布料的分切加工也有著特殊的工藝要求。
　　超聲波布料切割機是針對無塵布的特點，專門設計制造的專用機械。具有切口光滑、牢靠，切邊準確，不會變形，不翹邊、起毛、抽絲、皺折等優(yōu)點。可避免的“激光切割機”存在的切邊粗糙、焦邊、起球等缺點采用德維森科技(深圳)有限公司開發(fā)生產(chǎn)的 V80 系列小型 PLC 為超聲波布料切割機提供了一個價格低廉和可靠高效的解決方案。本文從超聲波布料切割機的關鍵技術入手，闡述了 V80 系列 PLC 在超聲波布料切割機控制方案中的應用情況。
　　2、關鍵技術
　　超聲波布料切割機有 2 個主要關鍵技術，一個是超聲波產(chǎn)生技術，另外一個是布料的傳送和切割技術。超聲波布料切割機的工作原理是通過陶瓷振子加電壓產(chǎn)生超聲波振動，再經(jīng)增幅放大，使刀頭刃具產(chǎn)生高速振動，可用來切割布料，塑料等材料。
　　超聲波布料切割機最重要的環(huán)節(jié)就是實現(xiàn)布料的精確傳送以及高速切割。超聲波布料切割機每次布料的傳送長度要求一致，而且布料的傳送和切割速度要求能夠達到最快以提高生產(chǎn)效率。同時，在切割時要求不能產(chǎn)生黑邊現(xiàn)象。
　　3、系統(tǒng)方案
　　針對超聲波布料切割機的特殊工業(yè)要求，本文提供了一個價格低廉和可靠高效的解決方案。主傳送馬達采用步進電機代替伺服電機，切割電機采用交流異步電機。壓布擋板的控制，進刀，退刀的控制以及布料的安裝等均采用氣缸來控制。
　　電氣控制采用德維森科技(深圳)有限公司開發(fā)生產(chǎn)的V80系列中的M32DR-AC/S以實現(xiàn)所有控制，并通過觸摸屏來實現(xiàn)對布料切割長度的設置以及累計產(chǎn)量的統(tǒng)計，機器的啟動停止控制也有觸摸屏設定完成。
　　M32DR-AC/S 為具有運動控制的小型 PLC，基本配置為 16 個輸入點以及 16 個繼電器
　　輸出點。且?guī)в?2 路單獨的速度高達 50KHZ 的 PTO/PWM 輸出接口和 2 路全功能（ABZ 三相）的高速計數(shù)接口。
　　超聲波布料切割機的基本控制流程如下

傳統(tǒng)的切割機在切割一次后必須將刀具歸位的方式比較，采用 M32DR-AC/S 方案節(jié)省了切割刀具的進退刀過程，可實現(xiàn)從左到右切割一次，下次再從右到左切割，大大提高了整體切割速度。
　　由于 V80M32DR-AC/S 的脈沖輸出具有速度可任意設置，最多可設置 256 段不同加減速曲線，并且脈沖輸出精確，驅(qū)動電路抗干擾強，從而保證 V80M32DR-AC/S 精確地控制傳送布料的步進電機，切割的交流異步電機以及氣缸運動。本系統(tǒng)設定 5 段加減速頻率，分別為 2 段加速，2 段減速，1 段高速穩(wěn)定輸出，可設置的最小布料長度在小于 5cm，布料寬度可靈活調(diào)整。因此，采用 M32DR-AC/S 的解決方案具有功能強，精度高，成本低，性價比高的特點。
　　V80M32DR-AC/S具有2路高速脈沖輸出的功能，脈沖輸出具有三種設置功能模塊，分別為：普通模式脈沖串輸出（PTO）設置(N_PTO_S)；平滑模式脈沖串輸出（PTO）設置(B_PTO_S)；多段模式脈沖串輸出（PTO）設置(M_PTO_S)；脈寬調(diào)制輸出功能塊為：脈
　　寬調(diào)制輸出（PWM）設置（PWM_S)；運行功能塊為：脈沖輸出運行（PLSRUN）。本系統(tǒng)采用多段模式脈沖串輸出設置(M_PTO_S)模塊，每一段頻率脈沖需要5個參數(shù)，
　　如果有N段加，減速曲線，則需要N*5個參數(shù)。5個參數(shù)分別為：第一，起始周期（單位可為ms或者us）頻率則為周期的倒數(shù)；第二：遞進周期T（bit0~bit14 有效，bit15 為遞進方向控制位，1 為減，0 為增）；第三：遞進間隔脈沖數(shù)N，即每隔多少個脈沖，變化一次頻率；第四：當前段脈沖數(shù)，以這個方式輸出的總脈沖個數(shù)；第五：方向輸出線控制字，是否和外部的方向線綁定輸出。我們可以看出，對脈沖輸出的控制設置比較清晰，操作簡單。V80M32DR-AC/S 具有 2 個通訊接口，都支持 MODBUS 協(xié)議，可方便和各類人機界面連接，在本系統(tǒng)中，采用一個 5.7 寸單色屏置切割長度，并且可實現(xiàn)啟動，停止的控制以及統(tǒng)計和分析切割產(chǎn)量。
　　4、結論
　　采用 V80 系列 PLC 控制超聲波切割機，提高了布料的傳送精度和切割速度，通過改進往復切割工藝，大大提高了切割產(chǎn)量。高性價比的 V80 系列 PLC 可以為控制超聲波切割機節(jié)省大量的電控成本，從而提高了產(chǎn)品的競爭力。