基于臺(tái)達(dá)運(yùn)動(dòng)控制型PLC的數(shù)控高速護(hù)角機(jī)

　摘要：在介紹運(yùn)動(dòng)控制PLC電子凸輪功能的基礎(chǔ)上，討論護(hù)角機(jī)的高速追剪運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。

　
　給出臺(tái)達(dá)DVP-20PM00D型PLC的電子凸輪軟件設(shè)定圖买决。最后指出基于電子凸輪技術(shù)的高速追剪運(yùn)動(dòng)控制擴(kuò)展應(yīng)用工程方向。

關(guān)鍵詞：護(hù)角運(yùn)動(dòng)控制電子凸輪

1 引言

　紙護(hù)角用于包裝紙箱的邊角加固吼畏，參見圖1所示督赤。紙護(hù)角由紗管紙和牛卡紙經(jīng)成套護(hù)角機(jī)定型壓制而成泻蚊，兩端面光滑平整躲舌、無明顯的毛刺，且相互垂直藕夫。紙護(hù)角廣泛應(yīng)用于電子電器孽糖、高科技產(chǎn)品、家倶等產(chǎn)品的包裝和運(yùn)輸毅贮。紙護(hù)角又稱紙槽鋼办悟、紙包角、護(hù)角板炊捻、護(hù)角條鸦呆、紙角鐵、紙角條眨捶、護(hù)角紙板畔香、邊緣板、角紙履字、紙角鋼猪褐。紙護(hù)角可與纏繞膜鼓辈、打包帶、紙免熏蒸托盤等配套使用和蛀，實(shí)現(xiàn)中重型全紙質(zhì)自然降解環(huán)保包裝失跷。紙護(hù)角包裝操作簡(jiǎn)易方便，抗壓堆垛承重堅(jiān)固搂棱，是國(guó)際物流業(yè)的先進(jìn)包裝技術(shù)叔梆。

圖1 紙護(hù)角

　上海某包裝機(jī)械設(shè)備制造商客戶的數(shù)控高速護(hù)角機(jī)用于高速定長(zhǎng)切割各種長(zhǎng)度的護(hù)角材料。紙護(hù)角切割方式與飛剪方式不同偏控，屬于追剪控制筑凫。伺服電機(jī)往返運(yùn)動(dòng)，在同步區(qū)和送料速度一致并村，完成剪切巍实，迅速反向返回。該客戶設(shè)備原采用普通PLC控制橘霎，無法穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)追剪定長(zhǎng)切割控制生產(chǎn)需求蔫浆，主要問題在于高速運(yùn)行時(shí)同步精度差〗闳基于設(shè)備需求瓦盛，臺(tái)達(dá)提供了DVP-20PM00D運(yùn)動(dòng)控制型PLC的電子凸輪解決方案，經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用外潜，完全達(dá)到客戶預(yù)期要求原环。

2 臺(tái)達(dá)DVP-20PM00D解決方案

高速數(shù)控護(hù)角機(jī)由機(jī)架、測(cè)量機(jī)構(gòu)处窥、切刀機(jī)構(gòu)嘱吗、皮帶傳動(dòng)和電控系統(tǒng)組成，如圖2所示滔驾。

圖2 數(shù)控高速護(hù)角機(jī)

2.1 運(yùn)動(dòng)控制PLC簡(jiǎn)介

　臺(tái)達(dá)DVP-20PM00D是一款具有運(yùn)動(dòng)控制專用功能的可編程控制器谒麦。DVP-20PM00D的最大特點(diǎn)是PLC主機(jī)直接提供電子凸輪功能，或者說DVP-20PM00D是內(nèi)置電子凸輪功能的PLC,所以有些場(chǎng)所直接稱呼DVP-20PM00D為臺(tái)達(dá)20PM運(yùn)動(dòng)控制器采冕，如圖3所示援愁。

　20PM具有2路500KHz的輸入與輸出，在電子凸輪功能中定義X軸為從軸孩青，編碼器輸入軸為主軸径揭，當(dāng)定義好CAM Table后，從軸依據(jù)定義的曲線跟隨主軸運(yùn)動(dòng)森肉。采用高速雙CPU結(jié)構(gòu)形式雌夕，利用獨(dú)立CPU處理運(yùn)動(dòng)控制算法，可以很好地實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)軌跡控制、邏輯動(dòng)作控制派憨，直線/圓弧插補(bǔ)控制等购廊，數(shù)控高速護(hù)角機(jī)正是利用了20PM運(yùn)動(dòng)控制器的電子凸輪功能很好的解決了上述高速切割時(shí)出現(xiàn)的不等長(zhǎng)等問題。20PM的主要特點(diǎn)：

（1）20PM適用于高速笔碌、高精度更启、高復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)合；

（2）多段速執(zhí)行及中斷定位截型；

（3）64K 大容量, 內(nèi)置Flash存儲(chǔ)體；

（5）兩組差分脈沖輸出儒溉，最高脈沖輸出達(dá)500KHz宦焦；

（6）兩組手搖輪控制；

（7）內(nèi)置電子凸輪功能顿涣，輕松實(shí)現(xiàn)繞線波闹、飛剪、追剪等應(yīng)用涛碑；

（8）支持PLC順序邏輯控制及NC控制(G 碼與M碼)精堕。

　　圖3 臺(tái)達(dá)運(yùn)動(dòng)控制器DVP-20PM00D

2.2 高速追剪解決方案分析

　普通PLC一般利用高速計(jì)數(shù)，通過編碼器輸入到PLC內(nèi)置高速輸入點(diǎn)蒲障，高速輸入編碼連接定長(zhǎng)壓輪,采集線速度,采集來的脈沖頻率乘以一定的速比,然后作為輸出高速脈波驅(qū)動(dòng)伺服,將動(dòng)作速度與護(hù)角的線速度的速比進(jìn)行簡(jiǎn)單速度同步歹篓，同時(shí)編碼器的數(shù)值與預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的數(shù)值比較,達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，比如650PULSE,產(chǎn)生中斷,就是使切刀動(dòng)作揉阎。這種方法切刀動(dòng)作總是在滯后動(dòng)作庄撮，受線速度，PLC運(yùn)算影響毙籽，同步精度差湘乐，計(jì)算量大，CPU處理時(shí)間較長(zhǎng)北拌，因此會(huì)出現(xiàn)定長(zhǎng)不均勻等問題扇胀，嚴(yán)重影響成品的質(zhì)量。在低速的情況下（10米左右速度）尚可基本達(dá)到要求稼崎，但是對(duì)于超過20米速度時(shí)就會(huì)長(zhǎng)短不一忌党，誤差在2毫米以上。

　0PM內(nèi)置電子凸輪功能蓬肢，采用獨(dú)立運(yùn)動(dòng)處理芯片企著，通過硬件方式，能夠?qū)崟r(shí)處理主從軸之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系魂中，2軸同步控制時(shí)間小于0.5ms冒溜，從而保證高速時(shí)主軸與從軸之間的位置和速度關(guān)系，解決高速時(shí)長(zhǎng)短不一的問題，達(dá)到客戶設(shè)備極限50米的生產(chǎn)速度饶辆，誤差基本上在0.1MM之內(nèi) 酪律。基于20PM的高速追剪解決方案硬件配置如表1所示翻默。

表1 硬件配置

運(yùn)動(dòng)控制器	臺(tái)達(dá) DVP-20PM00D
編碼器	臺(tái)達(dá) EH3-25LG8845
觸摸屏	臺(tái)達(dá) DOP-A57BSTD
伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器	臺(tái)達(dá) ECMA-C30602ES, ASD-B0221-A
變頻電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器	臺(tái)達(dá) VFD

　基于20PM的高速追剪解決方案電子凸輪軟件設(shè)定如圖4所示缸沃。圖示追剪控制的CAM（數(shù)控編程）圖，與飛剪控制的CAM圖有些變化修械，觀察CAM的速度關(guān)系圖趾牧，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，在同步區(qū)和物料送料速度一致肯污，完成剪切后迅速反向返回翘单，然后再次在同步區(qū)和物料送料速度一致。編碼器脈沖輸入與PLC脈沖輸出完全按照軌跡一一對(duì)應(yīng)蹦渣，無須經(jīng)過PLC程序掃描哄芜。因此，克服了過去高速時(shí)定長(zhǎng)誤差大柬唯，電機(jī)經(jīng)常過沖等問題认臊。

圖4 電子凸輪軟件設(shè)定

3 結(jié)束語

　通過20PM在高速護(hù)角機(jī)切割設(shè)備成功應(yīng)用，可以擴(kuò)展到其它類似追剪控制的場(chǎng)合锄奢，例如飲料填充失晴，其動(dòng)作與追剪動(dòng)作相同，只不過機(jī)構(gòu)由刀子換成了注射口僵馒。通過變換不同的控制曲線幼氏，該功還能廣泛應(yīng)用于各種較高要求的運(yùn)動(dòng)控制中,例如在紡織機(jī)械中電子凸輪細(xì)紗機(jī)、包裝機(jī)械的連續(xù)灌裝動(dòng)作绸秸、立式包裝的橫切熱封動(dòng)作嬉拾、金屬加工中的彈簧變徑加工、剪板折彎等中都會(huì)使用到20PM 的CAM（數(shù)控編程）功能匠似。

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護(hù)角包裝電子運(yùn)動(dòng)角鋼軟件

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