中達電通股份有限公司應用方案：台達10MC控製器在藥水灌裝機的應用

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台達10MC控製器在藥水灌裝機的應用

---The Application of Delta Bus Motion Controller 10MC in the Needle Pistons Filling Machine

中達電通股份有限公司

　　1 前言

　　zhusaishiguanzhuangji，zaiyiyaolingyuyaopinyaojidezhuangliangguojiayouyangedekongzhibiaozhunheguifan，yinweiguanhushengminganquansuoyijingzhundufeichangzhongyao。duizhiyaoshengchanqiye，yifangmianyaoyangezhixingguojiaguanyuguanzhuangyaopindeguifan，lingyifangmiangengzhuzhongshengchanxiaolv，zongzhijiyaozuodaojingzhundadaoguojiabiaozhun，youyaojinkenengtigaoshengchanxiaolv，yizuidahuahuoquqiyexiaoyi。

　　kehuyiwangdejiqishishiyongjixietulunshixiancongzhougensuizhuzhousudujinxingguanzhuang，yitaishebeishangxuyaozhishaoyousangejixietulun。changshijianyunxinghou，jixietulunhuiyoumosun，zaochengguanzhuangweizhipianyi。jixietulundesudubunengkuai，fouzehuichanshengyanzhongdedoudong，yincishishengchanxiaolvdadazhekou。taida10MC可以支持16軸zhou，並bing可ke以yi建jian立li多duo組zu電dian子zi凸tu輪lun曲qu線xian。利li用yong電dian子zi凸tu輪lun曲qu線xian實shi現xian灌guan裝zhuang針zhen與yu瓶ping位wei置zhi對dui應ying。並bing可ke利li用yong電dian子zi凸tu輪lun曲qu線xian實shi現xian藥yao泵beng控kong製zhi，通tong過guo修xiu改gai電dian子zi凸tu輪lun關guan鍵jian點dian來lai達da到dao調tiao整zheng灌guan裝zhuang量liang。

　　2 係統控製框圖及說明

　　2.1設備框圖

　　圖1 設備框圖

　　2.2工藝要求

　　客(ke)戶(hu)此(ci)次(ci)設(she)備(bei)是(shi)要(yao)求(qiu)一(yi)次(ci)灌(guan)裝(zhuang)十(shi)瓶(ping)。主(zhu)機(ji)啟(qi)動(dong)後(hou)，當(dang)瓶(ping)位(wei)開(kai)關(guan)導(dao)通(tong)時(shi)，從(cong)軸(zhou)開(kai)始(shi)根(gen)據(ju)電(dian)子(zi)凸(tu)輪(lun)曲(qu)線(xian)追(zhui)隨(sui)主(zhu)軸(zhou)位(wei)置(zhi)。當(dang)主(zhu)從(cong)同(tong)步(bu)時(shi)，灌(guan)裝(zhuang)軸(zhou)下(xia)針(zhen)，當(dang)針(zhen)到(dao)瓶(ping)底(di)時(shi)，藥(yao)泵(beng)開(kai)始(shi)打(da)藥(yao)。藥(yao)泵(beng)包(bao)括(kuo)打(da)藥(yao)伺(si)服(fu)和(he)換(huan)向(xiang)伺(si)服(fu)。藥(yao)劑(ji)量(liang)根(gen)據(ju)觸(chu)摸(mo)屏(ping)設(she)定(ding)的(de)值(zhi)，改(gai)變(bian)打(da)藥(yao)伺(si)服(fu)電(dian)子(zi)凸(tu)輪(lun)曲(qu)線(xian)關(guan)鍵(jian)點(dian)。當(dang)打(da)藥(yao)伺(si)服(fu)到(dao)達(da)藥(yao)劑(ji)凸(tu)輪(lun)點(dian)時(shi)，換(huan)向(xiang)伺(si)服(fu)旋(xuan)轉(zhuan)換(huan)向(xiang)，改(gai)變(bian)藥(yao)劑(ji)流(liu)向(xiang)。換(huan)向(xiang)伺(si)服(fu)的(de)工(gong)作(zuo)亦(yi)是(shi)根(gen)據(ju)凸(tu)輪(lun)曲(qu)線(xian)動(dong)作(zuo)。藥(yao)泵(beng)整(zheng)個(ge)動(dong)作(zuo)在(zai)同(tong)步(bu)區(qu)裏(li)全(quan)部(bu)完(wan)成(cheng)。當(dang)從(cong)軸(zhou)快(kuai)脫(tuo)離(li)同(tong)步(bu)區(qu)時(shi)，灌(guan)裝(zhuang)軸(zhou)上(shang)升(sheng)到(dao)原(yuan)點(dian)，從(cong)軸(zhou)跟(gen)據(ju)凸(tu)輪(lun)曲(qu)線(xian)高(gao)速(su)返(fan)回(hui)起(qi)點(dian)。等(deng)待(dai)下(xia)一(yi)期(qi)到(dao)來(lai)，往(wang)複(fu)以(yi)上(shang)動(dong)作(zuo)。

　　3 配置方案選型及程序

　　3.1配置方案選型

　　該設備一共有六顆伺服，且各個伺服間都有對應的位置關係，因此控製器選用台達10MC總線運動控製器。（如圖2所示）

　　圖2 台達10MC總線運動控製器

　　DVP10MC11T是台達自主研發的基於CANopen現場總線的多軸運動控製器，它遵循CANopen DS301基本通訊協議和DSP402運動控製協議，同時還支持大部分國際組織所定義的運動控製標準指令庫，極大方便使用者快速入門，迅速的進行項目開發。

　　DVP10MC11T是一個多功能控製器，其內部包含標準PLC模塊和MC運動控製模塊兩大功能模塊（如圖3）。PLC模塊與台達其它DVP係列PLC功能相似，使用方法也相同，通過WPLSoft或ISPSoft編程軟件，可以編寫梯形圖，順序功能圖，指令表等台達標準的PLC邏輯程序。PLC 模塊同時還支持左側和右側兩個擴展接口，左側為高速並行擴展口，可以連接最多7 台現場總線主站模塊（DeviceNet，CANopen主站等）、以太網模塊及高速模擬量模塊等，右側用來連接原DVP-S係列PLC的擴展模塊（如低速模擬量及數字量模塊）。MC運動控製模塊主要通過CANopen總線，對伺服驅動器進行精密的控製，以完成用戶所期望的速度控製、位置控製等功能。MC運動控製模塊采用CANopenBuilder軟(ruan)件(jian)進(jin)行(xing)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)編(bian)程(cheng)，來(lai)實(shi)現(xian)各(ge)種(zhong)複(fu)雜(za)的(de)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)任(ren)務(wu)，運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)語(yu)言(yan)以(yi)圖(tu)形(xing)化(hua)的(de)方(fang)式(shi)提(ti)供(gong)用(yong)戶(hu)編(bian)寫(xie)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)，使(shi)用(yong)簡(jian)潔(jie)，易(yi)於(yu)學(xue)習(xi)理(li)解(jie)。同(tong)時(shi)，CANopeBuilder軟件也提供用戶方便的G 代碼編輯、預覽、電子凸輪編輯等界麵，方便用戶規劃更有特色的運動控製需求。由於采用高可靠性的CAN總線為主線的通訊係統，DVP10MC11T隻需為客戶提供簡單配線，因具有高速可靠的運動控製係統，可廣泛應用在包裝、印刷、封裝、切割、數控機床、自動化倉儲等各種自動化控製領域中。

　　圖3 DVP10MC11T內部結構

　　MC運動控製模塊主要功能有：單軸係統最大支持16個實軸；兩軸直線/圓弧插補；簡易NC功能，2.5軸G代碼支持；電子凸輪，5階多項式擬合，支持虛軸；電子齒輪。

　　10MC控製器是CANopen總線控製器，台達A2-M伺服支持CANopen通訊。與10MC控製器配套選用。配線大大簡化、控製更加精確，能夠滿足高端設備的應用需求。

　　3.2控製方法

　　硬件架構如圖4。

　　圖4 硬件架構圖

　　程序架構如圖5。

　　圖5 程序架構圖

　　設置各個軸的軸參數如圖6和圖7。

　　圖6 運動控製結構圖

　　圖7 參數配置界麵

　　以上是主軸參數。其他各軸除軸號、齒輪箱、導程參數不同，其他都相同。

　　正常工作時，建立虛軸3，各齒輪和電子凸輪都擬合。主軸3和取樣軸6的齒輪比是1:1。四個凸輪曲線如圖8（a、b、c、d）所示。

　　a 虛擬軸-從軸曲線

　　b 虛擬軸-灌裝軸曲線

　　c 虛擬軸-打藥軸曲線

　　d 虛擬軸-換向軸曲線

　　圖8 凸輪曲線圖（a、b、c、d）

　　各軸運行按照曲線運行。當需要修改灌裝量時修改D32792和D32794,更新凸輪曲線程序如圖9。

　　圖9凸輪曲線程序更新

　　藥泵排空時，通過判斷標誌位，使虛軸3和主軸、從軸脫離齒輪和電子凸輪關係。需要注意到，10MC脫tuo離li齒chi輪lun時shi，需xu要yao在zai停ting止zhi狀zhuang態tai下xia才cai能neng脫tuo離li成cheng功gong。脫tuo離li電dian子zi凸tu輪lun後hou，從cong軸zhou會hui按an照zhao當dang前qian的de速su度du繼ji續xu運yun行xing，所suo以yi需xu要yao在zai從cong軸zhou停ting止zhi狀zhuang態tai下xia脫tuo離li，才cai能neng保bao證zheng安an全quan。

　　部分程序如圖10。