台达20Pm在线缆切割机上的应用2.docVIP

台达运动控制器20Pm在线缆裁割机上的应用 摘要： 本文主要介绍台达20PM运动控制器在线缆裁切行业的数控裁割机中的应用，线缆裁割机以前都是利用传统的PLC通过中断的形式来完成裁割，跟随误差比较大，为了解决这个问题，利用台达20PM内置飞剪功能出色完成了各项需求，实现输送和裁切速度同步，并阐述了设备的工作原理、工艺要求及飞剪功能的应用概要。 关键字：台达20PM专用控制器 程序设计 凸轮功能 飞剪 动态CAM曲线，平滑加减速 一：概述 高速裁线机是应用于线缆行业的定长裁切设备，在线缆行业，有很多客户需要把生产出 的线缆在高速送线的情况下按照一定长度定长切断，以便做各种接插件等。由于目前的电缆 原材料价格不断上涨，对裁线机的效率和精确度的要求不断提高。过去，普通的控制方式就 很难达到要求，比如在速度200M/MIN情况下，误差基本在5MM-10MM,其控制方式是 利用PLC的高速计数功能，采集编码器的频率信号及长度，在长度达到的情况下，产生中 断，发一脉冲信号，这个脉冲的频率就是采集的编码器的频率，控制切刀伺服动作。由于每 次切刀动作总是在滞后动作，产生误差不可避免。本文叙述的方法是采用20PM自动生成飞 剪凸轮曲线控制，实际控制精度达到1MM.以内。 二 高速裁线机结构和原理 1实际机械结构及外形 如上图所示，左图为一测米轮，右图为切刀，侧米轮后带一2000线的编码器, 2，电气控制原理 上图所示为电气控制原理，图中分为送料单元和剪切单元，送料单元通过20PM上的DA卡，给变频器一0--10v的信号控制送料速度，剪切单元由20PM，根据TP设定的长度，以及编码器反馈的物料的速度和位置，控制剪切伺服动作，对线缆进行定长裁切。20pm硬件具有500K的高速输入与输出脉冲，完全适应高速的响应与控制。 三 电子凸轮旋切原理 在旋切过程中，最重要的是速度同步，比如在切刀接触到物料时一定要与物料速度同步，如果接触时切刀速度大于同步速度，出现对物料一个向前牵扯的力，会照成物料切面不平，如果速度低于物料速度，会出现堵料的现象。 速度同步区的规划很重要，一般同步区越大，就越容易保证速度同步，但设置较大的同步区就会使加减速曲线更陡，即主从轴间速度倍率增大，特别是在裁切长度小于刀周长的情况下更加严重，这使电机、机台、切刀的冲击都很大，而且容易导致伺服过流报警，设备无法正常运行。因此必须有适合的同步区和倍率设置才能保证设备最优化运行，在20PM中设置有倍率上限限制参数，可按照设备机械参数设置上限倍率，当超过上限时，会自动调整同步区与倍率参数，保证设备正常运行。 由下图比较可以看出同步区与倍率的关系。点划线部分表示速度的面积积分为位置需要相等。 2 50%同步区 1.5 30%同步区 1 1 0 0 其次，对需要裁切的长度与切刀的周长也有很大关系。分述如下， 在剪断长小于刀周长的情况下，在同步区（定义为切刀与材料接触的前后一段），切刀线速度与物料同步，过了同步区以后，为了赶上下一次切断切刀加速。 在剪断长大于1倍刀周长并小于2倍刀周长的情况下，剪断动作完成后，切刀减速，根据长度，不一定减速到停，然后再加速到同步进行下一次剪切。做为特例在剪断长度等于刀周长时切刀匀速运动 在剪断长大于2倍刀周长情况下（这也是最常见的一种情况），在一个周期中，刀刃在剪断同步完成后，减速到停止，等待一定长度过去后，启动下次裁切。 其对应的主从轴电子速度曲线分别如下图 需要对这个图加以说明的是这是主从轴的速度关系图，在实际程序中，实际的电子凸轮关系 完全应是主从轴位置对位置一一对应关系。通过速度关系生成电子凸轮，是20PM一项很实用的功能，这项功能可通过填表手动生成，也可通过指令自动生成。 下图为切刀周长与设定长度完全一致是主从轴的位置关系 同步完成 下图为设定长度大于切刀周长时的电子凸轮 下图为设定长度小于切刀周长时的电子凸轮 从上述我们可以看到，一旦主从轴关系对应好，在20PM内部就有一定长度的数据区对应 主从轴的数据，实际运行时完全按照这个凸轮表运行，不需经过程序扫描，响应速度及时。 四 程序设计介绍 整个程序结构包括初始化、参数计算、裁切曲线动态调整、原点回归和点动等等。 在介绍程序之前需要将一些与飞剪相关的特殊寄存器作个简单介绍 D1816：X轴基本参数设定，包括单位系、脉冲型式、坐标系、原点回归方式等设定 D1846：X轴控制命令，根据不同的值执行不同命令动作，裁板机用到H40（回原点）、H2000（连续CAM模式） D1864：主轴脉冲输入方式及倍频设置、响应时间设置 D1799：输入