介紹臺達DVP-20PM00D運動控制器電子凸輪（CAM）功能安蔚，闡述高速肥皂切割機工作原理线召、工藝要求及相關控制程序概要驱入。

一、 前言

本文介紹的是高速肥皂切割機，可以在線切割各種長度的肥皂缎岗，可以兩種方式切割.一是定長方式,設定好需要的長度,然后,隨著,肥皂出條機的快慢,自動切割出精確度很高的等長的肥皂,然后,再把切割后的肥皂放到打印機里印字静尼。二是定位套花方式,出條機出來的肥皂,經(jīng)過一印花輪,印上產(chǎn)品標識,要求切割在每個標識中間,并且克重要準，兩種方式均要求克重誤差小,切口垂直传泊。無論是以上哪種方式鼠渺，都可歸結為飛剪控制，總的要求是切刀要與出料速度同步眷细，切的定長要準拦盹。兩種方式的區(qū)別在于跟隨開始部分，定長方式只要激活跟隨薪鹦，從軸就采集主軸脈沖掌敬，按CAM表運行惯豆。定位方式在于池磁，開始時等到一個外部接近開關激活信號，然后才按定長方式走葬籽，不過捻尉，定位模式這個定長是固定的，等于印花輪周長處以印花數(shù)努示，可在線調整開始跟蹤的位置候钟。

二、 高速切割機機構和原理

1盾峭、設備結構

高速切割機共包含以下部分機構滤萝，分述如下：

（1） 機架

機架由角鋼框架及不銹鋼臺面組成，并設置腳輪便于移動甫碉，當設備到位后可將支腳調低作為穩(wěn)定支撐碗履。

（2） 測量機構

安裝于皂條出來部分，如圖所示A蝗质，同軸聯(lián)接一2500線的A/B相的差分編碼器,測量皂條的出條速度,及長度勾萌。是電子凸輪運動中的主軸。

（3） 切刀機構

主要由臺達B系列2000W伺服電機沈机、傳動機構組成仙蛉，是電子凸輪運動中的從軸。

（4） 皮帶傳動

包括臺達B系列750變頻電機碱蒙、傳動皮帶等荠瘪，要求皮帶速度跟蹤出條速度,同步升降速。

（5） 電氣控制

包含電氣控制箱赛惩、觸摸屏操作盒哀墓。采用DVP-20PM00D運動控制器作為控制核心，觸摸屏作為人機交換，伺服電機作為執(zhí)行機構麸祷，實現(xiàn)肥皂切割的精確控制澎怒。

2、設備工藝流程

激活切刀回原點→選擇模式(定長或套花定位)→設定參數(shù)→跟隨激活→循環(huán)生產(chǎn)

3阶牍、電氣系統(tǒng)配置

電氣控制主要包括切刀喷面、皮帶速度動作控制部分。具體配置如下：

三走孽、 飛剪控制及電子凸輪功能應用介紹

1惧辈、飛剪控制電子凸輪的應用方案

國內現(xiàn)在一般普通肥皂切割機控制原理（無論是采用AB MICROLOGIX1500 或 OMRON CP1H) 均是采用如下方案：

內置高速脈沖輸入輸出功能的小型PLC，分別通過兩個編碼器輸入到PLC內置兩個高速輸入點伶葵，一個高速輸入編碼聯(lián)一定長的壓輪,如圖 中B點所示承蠕，采集皂條的線速度,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動伺服,將切刀動作速度與皂條的線速度的速比進行簡單速度同步，達到切面垂直,另一高速輸入編碼器,與印花輪傳動連在一起,如圖中A點所示蕴续，這個編碼器的數(shù)值與預設長度(或套花長度)的數(shù)值比較,達到預設值時扳啃，比如650PULSE,產(chǎn)生中斷,使能高速脈沖輸出,也就是使切刀動作。這種方法切刀動作總是在滯后動作贰宰，受線速度危婚，PLC運算影響，同步精度差芍迫，計算量大峦仲，CPU處理時間較長，因此會出現(xiàn)克重不均勻等問題哪趟，嚴重影響成品的質量质瘸。在低速的情況下尚可基本達到要求，但是對于高速時就會切面不齊整纹怨，克重誤差很大,成品品質低下磨爪。

本方案高速切割機的飛剪功能在于20PM電子凸輪的應用，如下圖所示部凑，在刀輥的周長上被劃分為同步區(qū)域和異步區(qū)域露乏，設置了加速位置，同步起始位置涂邀、切割位置瘟仿、同步結束位置、參考點位置比勉，這些都是根據(jù)線速度V和裁減長度L劳较、壓花輥周長C等由PM計算的結果，在20PM內生成CAM曲線浩聋，測量的高速編碼器信號直接接入到PM的編碼器輸入观蜗，不作運算,直接按PM內的寄存器數(shù)據(jù)軌跡走臊恋，因此系統(tǒng)的響應速度非常快墓捻。因此保證了切割速度同步抖仅，切割長度的精度。

2砖第、電子凸輪的實現(xiàn)方式

（1）獲取主軸位置撤卢；

獲取主軸位置有多種方法：一是采用虛擬軸，計算簡單準確瘤希；二是從主軸編碼器或伺服脈沖獲取昂贷，將主軸編碼器信號進行處理；三是從測量編碼器獲取答艘。獲得編碼器信號之后拆翘，將其換算成主軸位置。這個飛剪系統(tǒng)采用的是第三種方案息体。

由編碼器脈沖獲取主軸位置

（2）實現(xiàn)主從軸的嚙合

實際上是定義主從軸之間的關系（稱之為cam table）囊脉。cam table有兩種方法表述：一是采用X、Y的點對點關系姐药；二是采用兩者的函數(shù)關系组缎。cam table的獲取也有多種途徑：根據(jù)實際工作中測量到的點與點之間的對應關系滔壳，根據(jù)主從軸的標準函數(shù)關系削晦。cam table可以定義多個cam曲線。關系確定和實現(xiàn)后武填，根據(jù)主軸的位置挥昵，就能得到從軸的位置。在20PM控制器內益涧，CAM曲線既可通過手動編程時生成也可通過程序自動生成锈锤。本系統(tǒng)通過程序自動生成。

3闲询、臺達20PM運動控制器電子凸輪功能介紹

臺達20PM運動控制器除了實現(xiàn)直線/圓弧插補以及定位功能之外久免，內嵌了電子凸輪功能，使其可以應用在多種運動控制場合扭弧。

20PM為2軸運動控制器阎姥，具有2路500KHz的輸入與輸出，在電子凸輪功能中定義X軸為從軸鸽捻，編碼器輸入軸為主軸呼巴，當定義好cam table后，從軸依據(jù)定義的曲線跟隨主軸運動御蒲。臺達DVP-20PM00D是一款專用運動控制型PLC衣赶，采用高速雙CPU結構形式，利用獨立CPU處理運動控制算法，可以很好地實現(xiàn)各種運動軌跡控制府瞄、邏輯動作控制楚餐，直線/圓弧插補控制等，在高速肥皂切割機中正是利用了20PM運動控制器的電子凸輪功能很好的解決了上述高速切割時出現(xiàn)的不垂直蹂孽、不等長等問題县防。

運動控制器DVP-20PM00D

下圖是電子凸輪設定的軟件界面。

在軟件中我們可以清楚地利用圖形方式設定绸搞、修改電子凸輪曲線窍蟹。當我們點擊進入資料表單設定按鈕時會彈出下面的區(qū)段設置表。使用者需先設定Start Ang, End Ang, Stroke以及透過下拉式選單選取CAM curve（具有連續(xù)亭结、正弦舟到、勻加速等6種曲線，并可加入其它標準曲線和自定義曲線）,在設定完成后按下Setting completed按鈕, 即可在主畫面繪制位移, 速度, 加速度坐標圖：

下圖是以高速肥皂切割機為例的電子凸輪曲線圖臀嘱，采用程序自動生成章理，以下是自動生成CAM表的相關參數(shù)。

D0=k10000 _ 建立飛剪CAM data

D101..D100 _ 整數(shù)格式主軸長度,

D103..D102 _ 整數(shù)格式從軸長度

D105..D104 _ 整數(shù)格式從軸同步長度

D107..D106 _ 浮點格式從軸同步倍率

D109..D108 _ 浮點格式從軸最高倍率限制

D110 _ 曲線選擇(0 const speed,1 const Acc,2 SingleHypot,3 Cycloid)

D111 ? 結果(0 ok, 1 條件無法滿足, 2 CAM長度不足)

計算主從軸關系算式：

定位套花方式：

主軸轉一圈的PULSE=2500,如分四個印花嘴父，則每個印花L=2500/4=625, 將D101=625,從軸轉一圈所需脈波數(shù)=800杂蒙；將D103=800,(這個800PULE,還需乘以伺服的電子齒輪比22940/440,為從軸實際走的脈沖數(shù))從軸同步長度為D104=700,從軸同步倍率，D106=2.55(這個倍率企悦，跟據(jù)印花輪的直徑台腥，不同而不同，實際計算公式為892.96/［2500/(3.14*D)］)這是按印花輪D=118.7MM運算而得绒北。

得到以上參數(shù)黎侈，按下M0就可生成飛剪的凸輪曲線圖，快捷方便闷游，用戶更換印花數(shù)及輪子峻汉，只需在HMI上改變，曲線立刻從新生成脐往。

定長模式休吠，只不過D101可以隨意設置，不用由輪子和花數(shù)固定 业簿，用戶設600PULSE也可瘤礁，設1000PULSE也可。

生成 曲線后剩下的只是循環(huán)跟隨了

四辖源、 電氣控制

1蔚携、 系統(tǒng)I/O表

DVP-20PM00D

2、 上位觸摸屏控制

觸摸屏主要用于人機對話克饶，對設備相關參數(shù)進行設置以及顯示設備運行過程中動作狀態(tài)和主要參數(shù)那辰。

（1）手動操作畫面：

實現(xiàn)調機時的手動調整拳鹉，同時可通過“回原”按鈕將從軸回歸機械原點，便于操作绑燃。

（2）定長操作畫面

可預設切皂長度乍之，顯示切皂速度，切皂塊數(shù)出毁。

（3）定位方式畫面

主要用于讀取定位時的皂條速度促奇、皂條塊數(shù)等參數(shù)，以及定位激活的控制管剂。

（3）參數(shù)設置畫面

主要用于設置壓花輪直徑露龙，花數(shù)，印花時起步的偏差調整崇槽，以及皮帶自動跟蹤的增益注辜。

3、 程序設計

程序設計的關鍵在于CAM表參數(shù)的自動計算以及CAM表的生成秆廉。

參數(shù)計算梯形圖如下：

 

CAM表的生成在前面已重點介紹策洒，以下是實際程序，以及變換定長顽腾，印花輪外徑的CAM截圖近零。

CAM1為套花模式，直徑為118.7,套花數(shù)為4抄肖，實際D100=625久信，D106=2.55,D104=700

CAM2為套花模式，直徑為80.0,套花數(shù)為4憎瘸，實際D100=625入篮，D106=1.72,D104=700

DCAM1為定長模式直徑為150.0,定長100,實際D100=534,D106=3.226,

DCAM2為定長模式直徑為65.0,定長100,實際D100=435,D106=2.55

由以上圖例可以看出在用戶任意變換印花輪直徑,以及變換花數(shù),變換皂條長度,從新生成CAM圖是很方便的. 目前系統(tǒng)已使用，在線高速切割精確度很高幌甘。

五、 結束語

此外痊项，電子凸輪功能不僅僅可以應用在肥皂切割機控制中锅风，通過變換不同的控制曲線，該功能廣泛應用于各種較高要求的運動控制中鞍泉，例如：包裝機行業(yè)中的飛剪皱埠，機床行業(yè)中的飛鋸，印刷機行業(yè)中的電子軸裁切及套印咖驮，紡機行業(yè)中的精密絡筒繞線等等番搅。

CAM功能也可以擴展到更多的應用領域及應用狀況，例如：園壓圓模切市口、圓壓圓燙金系統(tǒng)的動作也是需要一個同步區(qū)域進行模切瘸拳、燙金昔黍。不干膠標簽印刷的同步控制等諸多應用中，也會使用到電子凸輪CAM功能眠乏。

在紡織機械中電子凸輪細紗機伴糟、包裝機械的連續(xù)灌裝動作、立式包裝的橫切熱封動作羽傻、金屬加工中的彈簧變徑加工壮焰、剪板折彎等中都會使用到CAM功能。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)法厢，轉載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡分享费武，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責，也不構成任何其他建議怎猜。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布瞎喉、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺竭沫，不為其版權負責燥翅。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片蜕提、文字如涉及作品版權問題森书，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權并按國家標準支付稿酬或立即刪除內容谎势，以保證您的權益凛膏！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。