關(guān)鍵詞：凸輪 磚塊切條機(jī) DA200伺服
切條機(jī)是是一種用于定長切割的設(shè)備。切條機(jī)老舊機(jī)型采用氣缸壓合在泥條上的方式，帶動切刀與泥條同步進(jìn)行分切。這種方式使得泥條會有壓痕，且由于氣缸動作的偏差，切條誤差大于5mm以上。
隨著自動控制技術(shù)不斷的提高，運(yùn)動控制系統(tǒng)愈加成熟，定長裁切設(shè)備從傳統(tǒng)的停剪，逐漸發(fā)展到飛追剪，鋸或刀追蹤物料達(dá)到同步后剪切，極大提高了工作效率。同時由于飛追剪的同步切割性，相對而言可以減小電機(jī)功率，在成本上有較好的控制。英威騰所提供的磚塊切條機(jī)控制系統(tǒng)及方法，能適應(yīng)精準(zhǔn)、快速、同步切割要求，明顯提高切割效率和品質(zhì)，降低企業(yè)營運(yùn)成本。
本項目客戶是專業(yè)的極具規(guī)模的磚塊切條機(jī)制造商，原有裝備以機(jī)械凸輪方式進(jìn)行分切，普通追剪曲線難以精準(zhǔn)同步，相對誤差偏大，有壓痕，效率低。
英威騰深挖行業(yè)需求，深入研究工藝流程，推出了以英威騰控制器+伺服+觸摸屏為核心的新型磚塊切條機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用方案。核心電氣部件全套采用英威騰產(chǎn)品，性能穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品維護(hù)方便。該方案控制層采用英威騰IVC1作為系統(tǒng)核心控制器，對追剪、切刀要求工藝環(huán)節(jié)使用DA200-E伺服電機(jī)驅(qū)動，伺服與控制器采用Modbus總線通訊連接。
DA200伺服內(nèi)置電子凸輪功能，用電氣的方式模擬機(jī)械凸輪做曲線運(yùn)動。英威騰使用DA200電子凸輪功能替代機(jī)械凸輪，簡單設(shè)定就可根據(jù)需求輕松更改加工軌跡，追隨性更好，靈活性更強(qiáng)。并且客戶不再需要繁瑣的更改機(jī)械凸輪，減少機(jī)械成本和磨損，減少了后期維護(hù)，具有更高的效率和穩(wěn)定性。
DA200伺服ServoPlorer軟件支持凸輪規(guī)劃與設(shè)定功能，可以輕松改變凸輪曲線，曲線兩點間完成自動平滑差補(bǔ)，凸輪輪廓可達(dá)3600點，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)更平順，適用于飛剪、追剪及其他主從應(yīng)用的場合。
通過本方案，客戶減小機(jī)械投入，達(dá)到免更換凸輪，免維護(hù)的目的，使用excel制作對應(yīng)曲柄滑塊結(jié)構(gòu)的凸輪曲線得到同速的同步區(qū)，實現(xiàn)了同步切刀機(jī)構(gòu)和泥條的追剪功能，明顯提高了精度和速度，速度達(dá)到50m/min，精度達(dá)到+1mm。
磚塊切條機(jī)主傳動部分為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由帶電子凸輪功能的伺服系統(tǒng)帶動L1曲柄360度轉(zhuǎn)動，通過L2連桿機(jī)構(gòu)帶動滑塊（工作臺）左右位移，其移動速度及位移變化隨著碼坯機(jī)主軸速度實時改變且非線性動作，當(dāng)進(jìn)入同步區(qū)輸出嚙合區(qū)域中伺服給PLC電位信號，PLC輸出定長脈沖控制切刀伺服移動實現(xiàn)磚塊切割，伺服控制偏執(zhí)式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)原理如下圖所示：
伺服電子凸輪需滿足如下要求:
1、切刀機(jī)構(gòu)在同步區(qū)和進(jìn)料泥條同速；
2、在進(jìn)料泥條最高速40米/分的速度下伺服運(yùn)行不超過最高速2500轉(zhuǎn)/分；
3、切的泥條長度可設(shè)置。
分析計算曲杠滑塊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動軸與滑塊的位置關(guān)系,列出相應(yīng)方程式,由excel計算凸輪曲線得下圖曲線:
設(shè)備實物如下圖:
4.1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D
4.2 磚塊切條機(jī)電氣配置
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名稱 |
數(shù)量 |
型號 |
|
英威騰DA200伺服驅(qū)動 |
1 |
SV-DA200-1R0-4-E0 |
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英威騰DA200伺服電機(jī) |
1 |
SV-MM13-1R0E-4-1A0-1000 |
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英威騰DA200伺服驅(qū)動 |
1 |
SV-DA200-1R0-4-E0-00T0 |
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英威騰DA200伺服電機(jī) |
1 |
SV-MM13-1R0F-4-1A0-3000 |
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英威騰PLC |
1 |
IVC1L-1410MAT |
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英威騰觸摸屏 |
1 |
VS070HE-1 |
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編碼器 |
1 |
歐姆龍1000線 |
4.3 伺服參數(shù)設(shè)置
電子凸輪伺服部分關(guān)鍵參數(shù)見下表。
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功能瑪 |
功能說明 |
參數(shù)值 |
功能瑪 |
功能說明 |
參數(shù)值 |
|
P0.00 |
電機(jī)型號 |
4500 |
P4.04 |
485通訊校驗碼 |
N 8 1 |
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P0.01 |
編碼器類型 |
2500 |
P5.10 |
回原點方式選擇 |
27 |
|
P0.20 |
位置指令選擇 |
5（電子凸輪輸入） |
P5.19 |
回原后指定目標(biāo)位置 |
3000 |
|
P3.00 |
開關(guān)量1輸入配置 |
103（伺服使能) |
P7.00 |
ECAM凸輪曲線選擇 |
0(三次樣條) |
|
P3.01 |
開關(guān)量2輸入配置 |
4(報警清除) |
P7.02 |
ECAM使能來源選擇 |
0(參數(shù)有效) |
|
P3.02 |
開關(guān)量3輸入配置 |
17(HOME開關(guān)輸入) |
P7.05 |
ECAM主軸脈沖輸入量 |
4800 |
|
P3.03 |
開關(guān)量4輸入配置 |
18(HOME觸發(fā)) |
P7.06 |
ECAM主動軸脈沖輸入濾波等級 |
6 |
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P3.10 |
開關(guān)量1輸出配置 |
3(故障輸出) |
P7.16 |
嚙合區(qū)域正端數(shù)字輸出 |
1176 |
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P3.11 |
開關(guān)量2輸出配置 |
F(回零完成) |
P7.17 |
嚙合區(qū)域負(fù)端數(shù)字輸出 |
2616 |
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P3.12 |
開關(guān)量3輸出配置 |
20(凸輪嚙合區(qū)域中) |
P7.20 |
ECAM脫離條件 |
4 |
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P4.03 |
485通訊波特率 |
19200 |
P7.21 |
ECAM脫離嚙合主軸位置 |
4800 |
電子凸輪使用ServoPlorer V4.18軟件導(dǎo)入，步驟簡單，易用性強(qiáng)，具體操作如下：打開軟件-工具-電子凸輪-三次樣條-下一步-從文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)-選擇電子凸輪表-下載數(shù)據(jù)到驅(qū)動器-完成。下載完電子凸輪曲線、伺服參數(shù)、PLC程序和觸摸屏程序后開始系統(tǒng)調(diào)試。
1. 觸摸屏中通過輸入輸出界面測試I/O點接線正確。
2. 點動運(yùn)行伺服測試伺服接線正確.
3. 自動運(yùn)行程序.
該臺設(shè)備使用英威騰DA200-E伺服電子凸輪功能后，切條精度高，現(xiàn)場測試達(dá)到穩(wěn)定1mm精度。切刀機(jī)構(gòu)同步區(qū)范圍大，切刀軸速度要求降低，最大運(yùn)行速度提高，支持最高50m/min來料速度。電子凸輪曲線平滑,實際運(yùn)行機(jī)械抖動微小。英威騰DA200-E磚塊切條機(jī)方案幫助客戶實現(xiàn)了設(shè)備的升級改造，顯著提升切刀精度和生產(chǎn)速度，具有更高的效率和穩(wěn)定性，使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)更順暢，柔性生產(chǎn)更靈活。
參考文獻(xiàn)
[1] 《DA200交流伺服驅(qū)動器電子凸輪系統(tǒng)技術(shù)指南》深圳市英威騰電氣股份有限公司
[2] 《DA200高性能通用交流伺服驅(qū)動器_V2.2》上海英威騰工業(yè)技術(shù)有限公司
