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深圳市步科電氣有限公司
七頭鑰匙機是一種同時加工七把鑰匙的設備。鑰匙形狀如圖1所示，該鑰匙有兩麵，每一麵都有18個孔， 孔的排列如圖2所示。這種類型的鑰匙，孔的深度有三個規格，按照排列組合可產生出3億把不同的鑰匙，這使得鑰匙重複率非常低。
圖1
圖2
一、係統配置及控製方案
係統具體配置見表一：
表一
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名稱 |
規格型號 |
數量 |
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1 |
工控機 |
研祥 |
1 |
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2 |
力控上位軟件 |
力控6.0 |
1 |
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3 |
PLC |
K406CN-24AR |
1 |
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4 |
伺服驅動器 |
ED430-0157-AA |
2 |
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5 |
伺服驅動器 |
ED200-AA |
7 |
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6 |
伺服驅動器 |
ED430-0040-AA |
7 |
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7 |
伺服電機 |
130D-0157-20AAA |
2 |
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8 |
伺服電機 |
23S41-0650-803J7-AA |
7 |
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9 |
伺服電機 |
60S-0040-30AAA |
7 |
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10 |
變頻器 |
SV3202 |
7 |
本係統用工控機通過MODBUS RTU協議分別跟Kinco PLC和台安變頻器通訊，Kinco PLC則通過CAN總線控製Kinco伺服。該係統利用CAN總線的高通訊速率，從而可以快速地控製多台伺服的聯動，達到了係統快速性的要求。係統控製方框圖如圖3所示：
圖3
在本係統中，工控機主要起到設置變頻器頻率，鑰匙編碼的生成和傳輸，通過PLC設置伺服的速度，並顯示各伺服的實時坐標；PLC主要是通過CAN控製伺服的動作，同時也通過I/O點控製變頻器的啟停。
二、工藝流程與要求
1）工藝流程
圖4
工作流程解析：首先啟動有兩個按鈕，一個是藍色的，一個是綠色的。藍色按鈕是按同一個序號編碼加工鑰匙；綠色是按下一個序號編碼加工鑰匙。按了啟動之後，Z軸開始回到工作零點（自定義的），到位後，X、Y軸也開始定位到第一個孔的位置，定位完成，旋轉軸旋轉設定的角度，完成後，Z軸開始鑽孔，鑽完一個孔後，X、Y軸繼續定位，一直到鑽完18個孔後，旋轉軸將鑰匙翻轉180°，然後再重複之前打孔的流程，直到鑰匙兩麵都打了18個孔，X、Y、Z軸回工作零點，旋轉軸回到0°位置，鑰匙加工完成。
2)工藝要求
1. 工控機方麵：能實時顯示X、Y、Z的坐標，可以自由設定孔間距、孔排距、孔深級差、各(ge)軸(zhou)的(de)速(su)度(du)，能(neng)從(cong)外(wai)部(bu)導(dao)入(ru)編(bian)碼(ma)文(wen)件(jian)，並(bing)從(cong)組(zu)態(tai)畫(hua)麵(mian)自(zi)由(you)的(de)選(xuan)擇(ze)某(mou)個(ge)編(bian)碼(ma)傳(chuan)輸(shu)到(dao)下(xia)位(wei)機(ji)。實(shi)現(xian)多(duo)用(yong)戶(hu)操(cao)作(zuo)，分(fen)三(san)個(ge)等(deng)級(ji)，分(fen)別(bie)有(you)不(bu)同(tong)的(de)操(cao)作(zuo)權(quan)限(xian)。
2. 定位功能：用戶任意選定工作原點後，係統自動校正，以後運行時可以自動找原點；
3. 斷電保護：上電後程序沿著斷點繼續向下運行；
4. 同時控製功能：能夠同時控製所有16套伺服按照工藝流程運行；
5. 分別調整功能：每套伺服可分別單獨手動校準；
6. 每分鍾可生產七把鑰匙，其中X、Y、Z方向精度為正負0.02mm，旋轉方向±20º旋轉範圍內精度±0.05º，可重複加工同一把鑰匙；
三、 實現方法
1．伺服係統： X、Y軸采用1.57KW的三相伺服（ED430-0157-AA和130D-0157-20AAA）；
Z軸采用7套兩相伺服（ED200-AA和23S41-0650-803J7-AA）；
旋轉軸采用7套400W的三相伺服（ED430-0040-AA和60S-0040-30AAA）；
2.工控機：工控機通過PLC設she置zhi各ge個ge伺si服fu的de速su度du，顯xian示shi伺si服fu的de當dang前qian位wei置zhi和he伺si服fu報bao警jing信xin息xi，手shou動dong控kong製zhi伺si服fu和he變bian頻pin器qi的de啟qi停ting。利li用yong數shu據ju庫ku鏈lian接jie功gong能neng，通tong過guo導dao入ru數shu據ju庫ku文wen件jian，從cong而er可ke以yi從cong畫hua麵mian上shang直zhi接jie讀du取qu數shu據ju庫ku裏li麵mian的de數shu據ju，並bing且qie根gen據juPLC的信號來傳輸到PLC。
3.伺服的聯動：本係統最主要的動作就是要實現16個伺服的聯動，而本方案采用了CAN總線，利用我們的智能型伺服不需要脈衝/方向控製的特點和它的總線功能，用PLC通過CAN通訊中的PDO報文來設置伺服的操作模式、控製字、速度、weizhidengcanshu，congerqidongsifudedingweimoshikongzhi，tongshiyetongguoduqusifudezhuangtaizilaipanduansifushifoudingweidaowei，congeryigaidaoweitiaojianlaihusuomeigedongzuodezhixing，shidemeigesifunenggouhenhaodewanchengbicizhijiandeliandong。
4.本方案做出的效果完全達到了客戶的要求，精度達到了正負0.01mm以內，並且速度達每分鍾7把鑰匙。
四、總結
在本方案中，PLC與伺服之間采用了CAN總線通訊，這就大大提高了伺服的響應速度，比起采用脈衝加方向的控製方案，CAN總線方案大大減少了布線，提高了速度，簡化了PLC的程序。
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