一、引言
在成型材料制造流水線的末端， 要求有整料和收集系統(tǒng)， 根據(jù)市場(chǎng)的需求， 以往的卷料在材料外觀、產(chǎn)品損耗和生產(chǎn)效率上已不能滿足。因此客戶要求對(duì)制造出來(lái)的材料直接進(jìn)行定長(zhǎng)切斷和整料，滿足市場(chǎng)的需求，在此背景下，設(shè)備制造生產(chǎn)商推出高性能追剪機(jī)。
二、系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
機(jī)械系統(tǒng)由主機(jī)臺(tái)、追剪工作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；電氣系統(tǒng)由上位控制機(jī)（臺(tái)達(dá)可編程控制器） 、人機(jī)界面、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、測(cè)長(zhǎng)、測(cè)速檢測(cè)開(kāi)關(guān)以及外圍控制開(kāi)關(guān)組成，如下圖。
人機(jī)界面設(shè)定剪切長(zhǎng)度 L1；測(cè)長(zhǎng)編碼器反饋進(jìn)料長(zhǎng)度 L；測(cè)速編碼器反饋進(jìn)料速度 V 輸入信號(hào) 9 個(gè)：一使能信號(hào)，兩工作臺(tái)運(yùn)行限位，一工作臺(tái)零點(diǎn)標(biāo)志，夾緊及松開(kāi)到位信號(hào)標(biāo)志各一個(gè)，切盤切斷及收回到位信號(hào)各一個(gè)，手動(dòng)切斷一個(gè)； 輸出信號(hào) 4個(gè)：切盤電機(jī)運(yùn)行，夾緊松開(kāi)電磁閥，切盤切動(dòng)作電磁閥，料架自動(dòng)整料信號(hào)；
2、工藝流程
上電給使能以后,切斷電機(jī)運(yùn)行，工作臺(tái)返回工作原點(diǎn)?？刂破鳈z查定長(zhǎng)編碼器的反饋頻率來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同步速度且開(kāi)始同步運(yùn)行。材料切斷長(zhǎng)度由人機(jī)界面寫入，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在同步完成時(shí)候同時(shí)完成材料的切斷定長(zhǎng)，當(dāng)速度和長(zhǎng)度到達(dá)給定時(shí)夾緊電磁閥動(dòng)作并夾緊材料，夾緊到位以后,切斷盤靠近加工材料并切斷，切斷信號(hào)到位,切斷盤收回，收回信號(hào)到位,夾緊電磁閥動(dòng)作，松開(kāi)工件并開(kāi)始返回工作零點(diǎn)，料架電磁閥動(dòng)作，將切斷材料翻入裝料箱，繼續(xù)進(jìn)行下次切斷工作。
3、技術(shù)參數(shù)
一次循環(huán)動(dòng)作要求在 3S內(nèi)完成，切斷誤差在 3mm內(nèi)，送料速度最大 120m/Min。
4、上位機(jī)控制流程
根據(jù)工藝流程及要求，編制上位機(jī)控制程序流程如下：
5、BWS伺服控制器控制流程
根據(jù)工藝流程及要求，定義伺服控制器端口及編制控制程序流程如下
;*********I/O端子定義*********
;C4D0 ON 伺服使能(SERVO ENABLE)
; O F F 電機(jī)停止到自由狀態(tài)(SERVO DISABLE)
;C4D1 ON 零伺服
; O F F 自由狀態(tài)
;C4D2 ON 伺服回零
; O F F
;C4D5 ON 同步控制選擇(不需要其它的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào))
; O F F 速度控制
;C0D0 ON 同步完成
;C0D1 ON 回零到位
;
;*********系統(tǒng)參數(shù)************
;NO.0 $FE50 脈沖量輸入方式 0 :單列脈沖 1:A,B相脈沖 0
;NO.1 $FE52 脈沖量增益 * a 1 0 0 0
;NO.2 $FE54 脈沖量增益 / b 1 0 0 0
;NO.3 $FE56 同步控制方式 3
; 1 速度跟隨 3 位置跟隨(不補(bǔ)償滯后脈沖) 4 位置跟隨(補(bǔ)償滯后脈沖) 5 位置同步
;NO.4 $FE58 脈沖存儲(chǔ)方式 1
; 0 每次脈沖走完自動(dòng)清零 其他 不自動(dòng)清零
;NO.5 $FE5A 跟隨最大頻率 2 0 0 0
;NO.6 $FE5C PSG 同步模式下反應(yīng)靈敏度 1 0 0
;NO.7 $FE5E 零速頻率誤差 零速輸出靈敏度 1
;NO.8 $FE60 回零速度設(shè)定 回零頻率 2 0 0
;NO.9 $FE62 回零方向 0 正向 其他 反向 0
;NO.10 $FE64 準(zhǔn)停脈沖 準(zhǔn)停點(diǎn)修正 0
;NO.11 $FE66 回零 P S G 1 0 0
;
;**********程序開(kāi)始***********
O R G 0
CALL $460
DPOKE $FE38 0
;
G00 JSR D00
C 0 = 0
G01 JEQ G00 C4 AND 1
JNE L00 C4 AND 4
JNE G03 C4 AND 32
JNE G02 C4 AND 2
JSR D00
J M P G 5 0
G02 JSR Q00
G50 JMP G01
G03 JSR Q00
DPEEK B6 $FE50
JEQ H10 B6
D P O K E $ E F 8 C $ 8 ; A , B 相脈沖
J M P H 1 5
H10 DPOKE $EF8C $8008 ;單脈沖
H15 DPEEK $EF7C $FE52 ;電子齒輪比 *a
DPEEK $EF7E $FE54 ;電子齒輪比 /b
H 2 0 H Z P = 0 ;先停下來(lái)
P S G = 0
J N E H 2 0 H Z S
DPEEK B6 $FE56 ;同步方式 3跟隨 5 同步
H21 JEQ H25 B6-1
JEQ H30 B6-3
JEQ H35 B6-4
JEQ H40 B6-5
J M P G 0 1
H25 POKE $FF04 1
J M P H 4 5
H30 POKE $FF04 3
J M P H 4 5
H35 POKE $FF04 4
J M P H 4 5
H40 POKE $FF04 5
H45 DPEEK MAXHZ $FE5A
H 5 0 P L S = 0 ;初始化位置
P L S 2 = 0
H55 JEQ G00 C4 AND 1
JEQ G00 C4 AND 32
J S R X 0 0
H60 DPEEK PSG $FE5C
J M P H 5 5
;********伺服回零***********
L00 JSR Q00
P S G = 0
H Z P = 0
DPEEK A0 $FE60
DPEEK A1 $FE62
JEQ G00 C4 AND 1
JNE L01 A1
A 2 = A 0
J M P L 0 2
L01 A2=-A0
L02 JNE L00 HZS
L05 HZP=A2
P L S I = 0
L10 POKE $FF00 1
L15 PEEK B6 $FF00
JEQ G00 C4 AND 1
JNE L15 B6
L20 HZP=0
P S G = 0
JNE L20 HZS
L25 DPEEK POS $FE64
DPEEK PSG $FE66
L30 JEQ G00 C4 AND 1
JNE L30 PSG
L35 C0=C0 OR 2
JEQ G00 C4 AND 1
JEQ G00 C4 AND 4
J M P L 3 5
;********電機(jī)上電***********
Q00 JNE Q10 SEVCC
SEVCC=1
T I C 1 = 1 0
Q05 JNE Q05 TIC1
Q10 RTS
;*********電機(jī)下電**********
D00 POKE $FF04 0
JEQ D08 SEVCC
D01 HZP=0
P S G = 0
JNE D01 HZS
D10 JNE D08 C4 AND 2
SEVCC=0
T I C 1 = 1 0
D02 JNE D02 TIC1
D08 RTS
;*********脈沖清零************
X00 DPEEK B6 $EF3A
JNE X05 B6
DPEEK B6 $FE5E
B7=HZS*100
JMI X10 B7-B6
X05 C0=0
R T S
X10 DPEEK B6 $FE58
JNE X20 B6
P S G = 0
P L S = 0
P L S 2 = 0
X20 C0=C0 OR 1
R T S
E N D
三、系統(tǒng)問(wèn)題及解決方法
1、頻繁快速加減速啟動(dòng)問(wèn)題
由上述工藝結(jié)構(gòu)、流程和技術(shù)參數(shù)了解到，高速飛剪機(jī)要求頻繁快速加減速啟動(dòng)，因此BWS驅(qū)動(dòng)電機(jī)的加減速時(shí)間很短，通常從靜止加速到 500rpm的時(shí)間在 10 毫秒內(nèi)，減速亦然，并要求速度反向靈敏；而工作臺(tái)又有相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，負(fù)載慣性大，交流變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)電機(jī)因其啟動(dòng)力矩和低速力矩不夠，高速加減速時(shí)間長(zhǎng)，低頻力矩輸出低，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。廣州博瑋伺服科技BWS異步伺服控制器在額定轉(zhuǎn)速頻率范圍內(nèi)具有恒轉(zhuǎn)矩（200%額定）輸出的特性，且加減速度范圍在 0.05~3000Hz/S，換算后可達(dá)到靜止加速到 500rpm的時(shí)間為 8 毫秒內(nèi)，采用該伺服驅(qū)動(dòng)后上述問(wèn)題得到解決。
2、高速運(yùn)行同步精度問(wèn)題
系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)測(cè)長(zhǎng)編碼器測(cè)出長(zhǎng)度并與設(shè)定長(zhǎng)度比較運(yùn)算后給出同步信號(hào)時(shí)，要求BWS驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)速度同步于材料送料速度，并且在材料切斷過(guò)程中也要保持同步，而送料速度由上游成型機(jī)決定，飛剪機(jī)處于被動(dòng)隨動(dòng)，因此在反應(yīng)速度和同步精度上對(duì)BWS驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求定位準(zhǔn)確，快速。而一般變頻調(diào)速電機(jī)必須配備高性能同步卡才能做到，該同步卡價(jià)格昂貴，性價(jià)比差；而B(niǎo)WS伺服控制器具有雙 PG輸入功能，并可編程在控制器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)同步功能，且同步、跟隨精度為±1個(gè)編碼器脈沖數(shù)，選用 2048P編碼器，根據(jù)機(jī)械尺寸換算后可達(dá)到±0.03mm 的精度，采用該伺服驅(qū)動(dòng)后達(dá)到了要求。
3、工作臺(tái)運(yùn)行中震動(dòng)問(wèn)題
工作臺(tái)在頻繁啟動(dòng)和高速加減速過(guò)程中容易產(chǎn)生震動(dòng)，從而影響到機(jī)器上采集信號(hào)的穩(wěn)定性，特別是測(cè)長(zhǎng)和測(cè)速編碼器的脈沖穩(wěn)定性，一般變頻調(diào)速采取設(shè)定加減速時(shí)間和 S曲線方法解決；而B(niǎo)WS伺服控制器除具有上述曲線功能外，還具有定位時(shí)減速過(guò)程的慣性修正點(diǎn)設(shè)定、定位結(jié)束前爬行的剩余脈沖數(shù)設(shè)定的功能，通過(guò)設(shè)定可以明顯解決震動(dòng)問(wèn)題。
四、結(jié)論
經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試，采用廣州博瑋伺服科技BWS伺服控制器與伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)行，送料速度達(dá)到 120米/分鐘，剪切精度±2mm，單循環(huán)動(dòng)作時(shí)間 3秒內(nèi)，達(dá)到設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。并通過(guò)對(duì)伺服參數(shù)的調(diào)整，使得機(jī)臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)，震動(dòng)小，獲得用戶好評(píng)。