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臺達ES2-C搭配ASD-M系列伺服在門板銑孔機上的應用

中達電通股份有限公司
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  門板銑孔機是眾多國際建材、木門生產(chǎn)廠家的重要配套設備。某企業(yè)的原設備是從日本進口,機器體積龐大,操作復雜,對技術工人要求比較高,雖然加工精細,但是由于機械和電氣的雙重限制,加工節(jié)拍較慢。在使用臺達機電產(chǎn)品進行改造之后,生產(chǎn)節(jié)拍由80套/天提升至200套/天,生產(chǎn)節(jié)拍大幅提高,直接為客戶提升效率,該方案得到了客戶的高度認可。

  原系統(tǒng)為工業(yè)電腦搭配伺服方案,要求其中X、Y兩顆伺服軸可以進行直線插補和圓弧插補,由工業(yè)計算機來運算并輸出插補指令。X、Y軸將韌物移動到需要開孔的位置,變頻器帶動韌物旋轉,逐漸在門板上銑出一個圓孔或者跑道型的孔。根據(jù)客戶工藝的需求和成本的考慮,為客戶提供了臺達的DVP32ES2-C型號PLC,本款PLC內置1Mbps CANopen通訊總線,結合新一代主機處理速度,以高抗干擾性與省配線優(yōu)勢搭建現(xiàn)場設備;COM3支持CANopen標準協(xié)議DS301。另外搭配臺達ASDA-M伺服,該產(chǎn)品支持內部位置功能,支持三軸螺旋插補、三軸直線插補、兩軸圓弧插補、兩軸直線插補,非常適合該種現(xiàn)場應用。

  1  臺達系統(tǒng)設計

  1.1工藝要求

  門板銑孔機的工作原理即在整張木質門板上,銑出鎖孔、把手等圓孔,整個過程需要X、Y軸做平面圓弧插補或直線插補,Z軸做垂直的上下運動配合。系統(tǒng)要求剛性較強,加工平滑,銑出的圓要滿足各方向直徑誤差在0.1mm。

  1.2 系統(tǒng)配置

  此系統(tǒng)的控制器選用臺達DVP32ES2-C,通過CANopen總線將插補位置、角度等發(fā)給伺服驅動器;驅動器選用臺達ASD-M-0721-M伺服驅動器+ECMA-C20807PS伺服電機。ASD-M系列伺服也可以搭配B2系列的伺服電機,在滿足需求的情況下,可以降低客戶成本,提升競爭力。

  2  CANopen配置

  首先打開CANopen Builder軟件,單擊菜單欄中的“設置”——“通訊設置”——“串口設置”,在“串口設置”中選擇COM口,設置波特率為默認的9600,7,E,1,ASCII模式,該設置是CANopen Builder軟件和電腦通訊的設置。選好后,點擊在線按鈕,如果連接正確的話會搜索到ES2-CPLC圖標。

  將伺服的CN6接到PLC的COM3上,線序參考ASDA-M系列手冊3.8節(jié)。在CN6的另一個口插上終端電阻。添加伺服配置,因為ASD-M系列伺服目前設計為每軸2個RX和2個TX,所以只能添加P2-30=5,上電寫5,防止連續(xù)寫入EEPROM,而降低EEPROM 壽命。P5-07(Pr命令觸發(fā)器)用來選擇所執(zhí)行的Pr。P6-03(路徑1的定義)P6-07、P6-09路徑3、4的數(shù)據(jù),客戶之前將Pr3、Pr4的功能定義好,只要修改相應的數(shù)據(jù)即可。詳見CANopen Builder軟件幫助中16.17節(jié)。

表1 臺達ASDA-A2伺服驅動器通訊參數(shù)設置

2 與本例相關的ADSA-A2伺服驅動器的參數(shù)說明

  備注:伺服驅動器共有64段位置可供選擇,選擇哪一段可通過外部輸入端子進行選擇,各段位置的加減速時間、速度及目標位置可根據(jù)各段位置參數(shù)進行設定。此范例中以第一段位置為例進行說明,第一段位置的位置參數(shù)為P6-02、P6-03。

  按照表3分別對DVPCOPM-SL掃描模塊進行設置。

  表3模塊設置參數(shù)

  然后,將做好的配置下載到PLC里,將伺服參數(shù)和PLC的寄存器對應,這樣就可以方便的修改參數(shù)。

1 每臺伺服的RxPDO、TxPDO配置

  3  伺服Pr配置

  臺達ASDA-M系列伺服在Pr配置里可以選擇路徑類型。以直線插補為例,先選擇路徑類型為直線插補,AUTO:自動執(zhí)行下一路徑如果路徑動作連續(xù)可以選擇YES,如果動作不連續(xù),則選擇NO;CMD:位置命令選擇00:ABS絕對定位。

  加減速時間根據(jù)客戶要求來設置,目標速度SPD指令可以選擇相應的參數(shù),如圖2中選擇了POV15:5000.0(P5-75),則目標速度為5000rpm。如果想修改速度,只要將P5-75的參數(shù)配置到CANopen里面,通過總線修改參數(shù)即可。軸別選擇可以設置具體是那兩個軸進行直線插補,例子中選的是X、Y軸。

  資料值中,填寫X軸的位置命令和Y軸為位置命令,例中為35900和3900。如果想修改插補的距離則修改相應Pr的資料值即可。

2伺服Pr配置

  ASD-M系列伺服的pr內置直線插補和圓弧插補,只要選擇軸別即可。目前ASD-M系列伺服的圓弧插補只支持相對位置的插補。需要注意的是,如果是需要絕對可以用HMC加ASDA-M伺服。

3 加工效果圖

  如圖3所示,圓孔各點直徑誤差在0.1mm左右,滿足客戶需求。客戶將動作分解為直線差補和圓弧插補,Z軸則為上下進刀退刀動作。

  圖4圓弧插補波形

  可從如圖4中看出,X、Y兩軸插補的反饋位置,應該是正弦余弦波相結合。另外也可以打開X-YChart來觀察圓弧插補的形狀。

  4 注意事項

  通過CANopen給伺服直線插補命令時,需要同時觸發(fā)X軸和Y軸的P5-07,并且兩個軸的位置要同時寫入。例如X、Y軸的Pr5設置為直線插補,那么需要同時觸發(fā)X、Y的P5-07;如果是X、Y圓弧插補,則只觸發(fā)任意一個軸即可實現(xiàn)圓弧插補!        

  5 結束語

  臺達ES2-C系列PLC搭配ASD-M系列伺服,完全可以實現(xiàn)一些常見的直線插補、圓弧插補功能,速度響應快、加工精度高、性價比高,具有一定的推廣價值。

  作者簡介:

  季興,男,畢業(yè)于燕山大學,現(xiàn)就職于中達電通股份有限公司東北大區(qū)機電事業(yè)部,擔任應用工程師職務。


 
 
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