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DA200高性能伺服系統在飛剪的應用
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1. 電子凸輪簡介

電子凸輪(英文簡稱ECAM),是利用構造的凸輪曲線來模擬機械凸輪,以達到機械凸輪系統相同的凸輪軸與主軸之間相對運動的軟件系統,通過編碼器將位置信息反饋給CPU,CPU進行運算處理,并在指定位置將進行輸出。

2. 機械凸輪模型

3. 電子凸輪的類型

軌跡—軌跡式凸輪(path--path),它是在凸輪程序中為每一個凸輪設置一個軌跡起點和軌跡終點,當實際位置(角度或者位移)到達軌跡起點時凸輪被置位;而當實際位置到達軌跡終點時凸輪被復位。對于此類凸輪,可得到兩軸之間的非線性電子同步比,從軸位置可與使用凸輪輪廓的主軸同步。

軌跡—時間式凸輪(path--time),它是在凸輪程序中為每個凸輪位置設置一個軌跡的起點和持續時間,當實際位置到達軌跡起點時凸輪被置位,然后經過預設的持續時間之后凸輪被復位。對于此類凸輪,可得到不同于梯形或者S形的運動輪廓。

4. 電子凸輪實現方式

a. 設定主軸和從軸; b. 設定電子凸輪曲線; c. 實現電子凸輪運動

注:電子凸輪曲線可以采用多種描述方式,常見的采用兩維表格分別描述主軸和從軸的值;也可以采用數學公式來描述。很多廠家提供了具體的軟件工具來方便生成電子凸輪曲線

5. 凸輪應用實例


6. 飛剪速度曲線


同步角(P7.59):切刀速度與物料前進速度一致的區域。如圖,0--80度的區間即為同步角度。在此區域內還涉及同步速度修正P7.53。

7. 應用縮略圖


工藝要求:

a. 在觸摸屏上顯示切割數量和送料長度,其中切割數量不可以修改但可清零,送料長度可設置,并且需要實時更改(下一周期有效)。

b. 在剛開始加工或者加工過程中,有一個手動立即剪切按鈕,只要按下,切刀立刻切割一下,不影響后續加工;在切割過程中需要隨機裁下一塊料進行質量評估。

c. 增加一個點動按鈕,因為在設備停機時需要點動刀頭進行維修。

硬件配置:

a.英威騰DA200伺服(2.0kW); b.英威騰觸摸屏; c.歐姆龍編碼器; d.中大減速機

8. 伺服調試及參數設置

A. 485的配線



B. 硬件第二編碼器接線



C. CN1控制接線

DI1(電子凸輪嚙合端口)

DI2(電子凸輪脫離端口)

DI3(伺服使能)急停

DI5(控制模式切換端口)

DI6(home開關輸入端口)

DI8(設置為0備用端口)

DO1(回零完成輸出)

COM+   COM-

d. 觸摸屏



P0.20=電子凸輪
P5.15=回原點觸發
P7.55=76.7編碼器直徑
P0.03=位置速度模式
P7.00=ECMA使能
P7.56=4000單圈脈沖數
P0.40=內部速度
P7.01=1主動軸來源
P7.57=裁切長度
P0.46=速度設定
P7.02=1ECMA嚙合條件
P7.58=送料速度
P3.00=1E電子凸輪嚙合
P7.03=7ECAM脫離條件
P7.59=90同步區角度
P3.01=1F電子凸輪脫離
P7.15=切刀方向
P7.60=1000最大加(減)速度
P3.02=17原點開關輸入
P7.19=3內建飛剪曲線
P7.61=3000(電機側最大速度)
P3.04=5 控制模式切換
P7.31=1定長計數來源
P7.62=0 電機最小速度
P3.05=3伺服使能
P7.50=1 切刀數目
P7.63=50加減速S曲線
P3.10=F 回原完成
P7.51=1馬達側齒數
P7.64=參數計算生效
P5.10=27回原點方式
P7.52=40切刀側齒數
P10.45 = 0X003通訊
P5.11=1上電回原點
P7.53=80 同步速度修正
P10.46 = 1凸輪嚙合
P5.12=外部屏幕設定
P7.54=320切刀直徑
P10.46 = 2凸輪脫離

9. 注意事項

切刀直徑:切刀刀刃到固定切刀輥輪中心距離的二倍

計長編碼器直徑:通常為外圍第二編碼器滾輪直徑

說明A:外圍計數第二編碼器必須為差分輸出信號

說明B:從P7組參數開始,只要涉及電子凸輪曲線的參數,設置完都需要重新置位P7.64為1(此參數置位后自動復位),重新生成凸輪曲線,下一周期生效。

說明C:電子凸輪嚙合與脫離的指令通過通訊給定生效,系統默認是物理端口,需要先將DI1,DI2改成通訊控制有效即P10.45=3。然后對應向P10.46里寫數控制。

10. 總結

經過現場測試,DA200應用在石膏板裁切精度達到±1mm,而其它同類伺服的精度為3mm左右。通過在驅動器里集成凸輪功能,省去了獨立的外部運動控制器,不僅降低了硬件成本,還減少了運動控制器和伺服驅動器之間的接線工作,降低了電氣方面出現問題的可能性。通過設定裁切尺寸,系統自動計算運動曲線,從而實現對不同尺寸的裁切,配合生產管理系統實現訂單間的連續無隙切換,最大限度減少廢石膏板的產生。

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