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台达20pm在高速追剪系统中的应用,利用电子凸轮建立追剪曲线,实现高速追剪功能,简单方便
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台达 20PM 运动控制器电子凸轮功能在高速追剪系统的应用
摘 要:介绍台达 DVP-20PM00D 运动控制器电子凸轮(CAM)功能,阐述高速追剪工作原理、
工艺要求及相关控制程式概要。
关键词:运动控制器,电子凸轮,伺服控制,CAM Table,高速脉冲。
一、 前言
傳統的定長送料系統,都是在材料開始加工之前先由送料馬達將材料送出指定的長度,等材
料穩定停止之後,隨後再進行正常的加工作業,譬如鋼板裁切、管材鋸斷、套色印刷、 …等等。
因此基本上,只要送料的長度準確,不論其為何種加工作業,產出成品的質量大都還可以被客戶
接受。但是,碰到如斜紋紙管生產線、無縫鋼管生產線、光电缆挤出生产线、钢筋矫直切割生产
线…等等,材料是連續不間斷地生產出來的,根本無法採用停止後靜態裁切的方式。以及客户需
要提高生产效率的情况下,同步式剪切系统就比较适用。本文介绍的追剪系统,是同步式剪切系
统中的一种,其他还有飞剪,旋切。它们之间最大的区别是:追剪是往返运动,而飞剪是为同向
运动。对台达 20PM 运动控制器来说主要是电子凸轮的 CAM 曲线不同。采用本方法,使用户的
包装材料护角生产线速度从过去的 20M/MIN,提高到一倍,达到 50M/MIN,达到国际国内领先水平,
减少了机械震動,提高了剪切精度,大幅提高了生產效率。下文介绍的主要是台达 20PM 运动控
制器电子凸轮功能在高速追剪系统的詳細应用。
二、 追剪机构和原理
1、设备结构
追剪机构共包含以下部分机构,分述如下:
1
2
(1) 切刀机构
主要由一个进刀电磁阀和一退刀电磁阀控制切刀的进退。
(2) 測量機構
安装于出來部分,如圖所示,同軸聯接一 2500 線的 A/B 相的差分編碼器,測量进料的速度,及
長度。是电子凸轮运动中的主轴。
(3) 追踪机构
主要由台达 B 系列 2000W 伺服电机、傳動機構组成,是电子凸轮运动中的從轴。
(4) 进料傳動
包括台达 B 系列 1.5KW 變頻电机、傳動皮帶等,要求调节进料的速度。
(5) 电气控制
包含电气控制箱、触摸屏操作盒。采用 DVP-20PM00D 运动控制器作为控制核心,触摸屏
作为人机交换,伺服电机作为执行机构,实现切割的精确控制。
2 、 电
运动控制器
S 轴編碼輸入
X 轴伺服电机
變 頻 調
速
触摸屏
开关按钮
传感器
3
4
5
气系统配置
电气控制主要包括切刀、皮帶速度动作控制部分。具体配置如下:
运动控制器 台达 DVP-20PM00D
編碼器 台达 EH3-25LG8845
触摸屏 台达 DOP-A57BSTD
伺服电机及驱动器 台达 ECMA-C30602ES、ASD-B0221-A
變頻电机及驱动器 台达 ASDB
接近開關 1
接近開關 2
三、 追剪控制及 20PM 运动控制器电子凸轮功能应用介绍
1、追剪控制中电子凸轮的主轴长度与从轴速度的关系图
( 1
)前
置状
态:
送料
進行
中,
長度
尚未
達到
指定
裁切
長度。
20P
M 运
动控
制器
隨時
偵測
輸入
材料
之當時送料速度,若長度適合即立刻指揮伺服馬達啟動,進入追速狀態。
同步区
切台速度等于进料速
开始启动
前置等待
高速返回
切台在 HOME 等待
允许切刀动作
切刀动作必须结束
A
B
(2) 追速状态(Ramp up to Tracking):送料持续进行, 20PM运动控制器在
侦测输入材料之长度及当时送料速度的同时,并指挥伺服电机依照S曲线
加速至与进料速度同步;在进入同步速度的瞬间,锯/切台与材料的动态
相对位置已经整定完成。接着便进入同步状态。
(3)同步状态(Syncronized Zone): 一旦进入同步状态, 20PM运动控制器
立刻送出同步信号(CLEAR)给锯/切台控制机构,要求执行切断动作。同时,
运动控制器依然持续侦测进料长度及进料速度,随时保持锯/切台与材料之
间的动态相对位置不变;如此才能确保裁切断面的平整。当裁切完成
之后,切刀自动退出,并发出裁切完成信号(CUTend)。
(4)减速状态(Ramp down Stop): 20PM运动控制器 指挥伺服电机依照S
曲线减速直到完全停止。同时,仍然持续侦测并累计进料长度。一旦伺服
电机完全停止,接着立刻进入回车状态。
(5 )回车状态(Return Home): 回车过程中, 20PM运动控制器仍持续侦测
并累计进料长度。
(6)待机状态: 回车完成之后20PM运动控制器系统自动进入待机状态,等待下一循环的开始。
上面的从轴速度与主轴位置关系的几个步骤,只是一般常规追剪系统的关系,实际上可根据工艺
要求变更,比如有的设备要求,同步切断以后,有个快推过程,图形如下图
利 用 20PM
运动控制器
的 CAM 表
功能可根据
工艺要求,
很方便的生
成各种主轴
长度与从轴
速度的关系
图,然后,
通过主轴长
度与从轴速
度的关系图
可以自动生成主轴位置与从轴位置的关系图。需要注意的是以上圖中A,與B面積必須相等具体生
成过程在后文介绍。
2、20PM电子凸轮的实现方式
(1)获取主轴位置;
获取主轴位置有多种方法:一是采用虚拟轴,计算简单准确;二是从主轴编码器或伺服脉冲获
取,将主轴编码器信号进行处理;三是从测量编码器获取。获得编码器信号之后,将其换算成主
轴位置。這個追剪系統采用的是第三種方案。由編碼器脉冲获取主轴位置如图
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lidecong133
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