臺達機電產(chǎn)品在雙伺服自動切臺上的應用
自動切臺的主要用途是用來定長切割透明膠帶、不干膠帶、塑料膜、紙卷等材料,將整卷寬幅的材料通過設定的寬度分切成小卷。例如常用的透明膠,就是通過該設備切割而成。切割的寬度可以在人機界面上進行設定。在人機界面上可以建立多種工作模式,每種模式包含:設定寬度、切割刀數(shù)兩個參數(shù)。例如如果客戶選擇模式1,則運行后系統(tǒng)自動按照模式1設定的寬度進行切割,切割的刀數(shù)達到設定的刀數(shù)后,自動停機。如果選擇模式10,則啟動后,系統(tǒng)將模式10所設定的刀數(shù)切割完畢后,自動停機。雙伺服與單伺服的區(qū)別就在于,單伺服控制切臺的移動是通過伺服帶動,進刀和退刀依靠油壓系統(tǒng)控制。雙伺服不僅切臺的移動使用伺服而且進刀和退刀也使用伺服。進刀的長度能夠在人機上進行設定,提高了切割的精度。
自動切臺分為單管和雙管兩種。這兩種設備上海機電都已經(jīng)有了成功的案例,而且已經(jīng)在客戶處穩(wěn)定使用,配套機械廠商也已經(jīng)在正常的使用臺達的產(chǎn)品。因為該行業(yè)的競爭日漸激烈,為了能進一步提高設備的檔次并且滿足更高的精度要求,我們?yōu)榭蛻籼峁┝穗p伺服自動切臺的控制方案,通過兩天的開發(fā)及調(diào)試,將設備開發(fā)成功。近一步鞏固了客戶使用臺達產(chǎn)品的信心。同時臺達伺服的性能也得到了客戶的認可。
2 電控系統(tǒng)設計
2.1 系統(tǒng)組成
系統(tǒng)組成參見系統(tǒng)框圖(圖1)。
圖1 系統(tǒng)框圖
2.2 基于臺達技術平臺的電控系統(tǒng)硬件配置
名稱 | 型號 | 數(shù)量 | 制造商 |
觸摸屏 | DOP-A57CSTD | 1 | 臺達 |
PLC | DVP-32EH00T | 1 | 臺達 |
PLC | DVP-08HN00T | 1 | 臺達 |
變頻器 | VFD-037B | 1 | 臺達 |
變頻器 | VFD-022B | 1 | 臺達 |
AC伺服馬達控制器 | ASDA-A | 2 | 臺達 |
接近開關 | —— | 8 | 國產(chǎn) |
開關電源 | DC24V | 1 | 臺灣明緯 |
3 雙伺服自動切臺的控制系統(tǒng)設計 文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有,未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。
3.1 工藝主體分析
雙伺服自動切臺由兩臺變頻器驅(qū)動。一臺驅(qū)動主軸馬達;另外一臺驅(qū)動圓刀(切刀)。兩臺伺服同軸與絲桿相連,一臺控制切臺的定位,即定長。另外一臺控制進刀和退刀。變頻器通過RS485通訊的方式控制,給定主軸和圓刀的轉(zhuǎn)速。伺服用Pt模式定位。根據(jù)客戶的要求為其提供了單段和連續(xù)兩種控制方式和10種操作模式。如果有特殊需要,可以將操作模式擴展到幾十種模式。每種操作模式包含:寬度設定、刀數(shù)設定兩個參數(shù)。
3.2 工藝控制設計
客戶根據(jù)生產(chǎn)的要求,將需要生產(chǎn)的膠帶的寬度和該寬度需要切割的刀數(shù)在參數(shù)表中預先設定好,這兩個參數(shù)關聯(lián)PLC中的掉電保持寄存器。如果操作人員選擇單段控制方式,在人機上輸入模式號后,系統(tǒng)自動把對應該模式的參數(shù)(寬度和刀數(shù))調(diào)用出來。啟動后,切臺通過伺服開始定長橫向移動,當?shù)竭_設定的寬度后,切臺橫向移動停止,通過另外一臺伺服控制切臺縱向移動。當切臺移動至前限位處,定時開始,保證將膠帶完全切斷,定時時間一到,自動退回至后限位開關處停止。如果該模式設定的刀數(shù)不為零,則重復以上動作,直到切割的次數(shù)等于該模式設定的刀數(shù)后,自動停止。如果該模式設定的刀數(shù)為零則系統(tǒng)不動作。而如果操作人員選擇連續(xù)控制方式,在人機上輸入模式號,則啟動后系統(tǒng)自動按照模式1設定的寬度和刀數(shù)切割,當模式1切割完畢后,自動按照下一模式設定的寬度和刀數(shù)切割,如果該模式的設定刀數(shù)為零,則系統(tǒng)自動跳過該模式,執(zhí)行下一模式,直到將設定的模式全部切完后自動停機。例如:在連續(xù)模式下:選擇模式10,啟動后系統(tǒng)按照模式1設定的參數(shù)切割,模式1切割完畢,如果模式2中設定的刀數(shù)不為零,則按照模式2設定的寬度和刀數(shù)自動切割;如果模式2中設定的刀數(shù)為零,則系統(tǒng)自動跳過模式2,按照模式3中設定的參數(shù)切割。以此類推,直到將模式10設定的寬度和刀數(shù)切割完畢后,系統(tǒng)自動停機。切臺橫向移動的速度可以在人機上進行設定,橫向移動的速度分為兩段速:移動的初速、正常運行速度。兩段速度的切換通過定時完成。兩段速切換的時間在人機上進行設定。系統(tǒng)在正常生產(chǎn)前要進行對刀,以保證圓刀能夠?qū)⑺枰懈畹牟牧锨袛?,同時要求快速地進刀/退刀,當圓刀即將與材料接觸時,圓刀滿速切割。切割完畢,快速退刀。在這一要求下,我為客戶設計了非常人性化的操作。啟動前,在人機上設定好進刀速度、切割速度,然后手動進刀。手動進刀開始時進刀速度較快,送開手動進刀,圓刀快速退回。此時,系統(tǒng)自動記憶手動進刀運行的時間,并且將該段時間在人機上顯示。當系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時,每次切割,圓刀都以設定的進刀速度快速接近被切割的材料,運行對刀前自動記憶的時間,時間一到遍以設定的切割速度進行慢速切割。操作簡潔便利,更加人性化。
3.3 工藝控制流程
系統(tǒng)控制流程的順序如下所述:首先夾頭動作,夾頭動作前,搖臂氣缸首先要向上動作,上到限位后,夾頭和頂針動作,將主軸頂緊并且夾住。然后主軸和圓刀才能啟動進行切割。在自動運行過程中如果按全部停止,則主軸和圓刀停止運轉(zhuǎn),然后頂針退回,夾頭送開,頂針退到位后,搖臂氣缸向下,下到限位后停止。在連續(xù)運行完畢后,系統(tǒng)自動停止,并且自動將頂針退回,夾頭松開。搖臂氣缸向下到位。然后當重新?lián)Q卷后,如果啟動夾頭,則切臺自動復位到原點,并且搖臂向上到位,頂針頂?shù)轿?,夾頭夾緊主軸,便于整卷膠帶切割完畢后,進行換卷時,方便使用人員的操作?! ?/SPAN>
3.4 自動記憶功能
在整個自動切卷的過程中,如果出現(xiàn)任何故障或者操作人員手動停車,則系統(tǒng)記錄當前執(zhí)行到的模式號和已經(jīng)完成了幾次切割,如果故障處理完畢后再次啟動,則按照停車前的模式繼續(xù)切割。以上所述的是自動切割狀態(tài)。
3.5 自動對刀功能
在手動狀態(tài)下,為客戶提供了自動對刀的功能。即在出現(xiàn)故障或前一次切割質(zhì)量不高時,在停機的狀態(tài)下,可以通過人機或操作面板上,按間接歸位或間接前進按鈕,切臺自動以當前模式設定的寬度向后或向前移動一個寬度,達到自動對刀的功能。同時也提供手動對刀的功能。
3.6 關鍵技術設計
1 模式參數(shù)的設定及調(diào)用
利用PLC中連續(xù)的掉電保持區(qū)的數(shù)據(jù)記憶所有的模式參數(shù)(寬度設定、刀數(shù)設定),且在PLC中對應的地址都是雙字。假如模式1中寬度設定對應PLC中的D500,則刀數(shù)設定對應PLC中的D502,則模式2中兩個參數(shù)在PLC中對應的地址為D504、D506。所以可以利用變址來尋址。模式號的輸入對應D570,則通過以下程, 序即可實現(xiàn)參數(shù)的調(diào)用之功能。
SUB D570 K1 D90
MUL D90 K4 D92
MOV D
ADD D92 K2 D160
MOV D
DMOV D
MOV D
2 長度計算
絲桿的導程
所需脈沖=10000*設定寬度/100*電子齒輪比*導程=設定寬度*5
3 模式轉(zhuǎn)換
當前已切割刀數(shù)以退刀到位為基準,每次加一。當已切割刀數(shù)與設定刀數(shù)相等時, 將模式自動加一。從而將運行參數(shù)自動轉(zhuǎn)換成下一模式設定的參數(shù)。
4 通訊