中達電通股份有限公司應用方案：台達ES2-C搭配ASD-M係列伺服在門板銑孔機上的應用

　　門板銑孔機是眾多國際建材、木(mu)門(men)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)的(de)重(zhong)要(yao)配(pei)套(tao)設(she)備(bei)。某(mou)企(qi)業(ye)的(de)原(yuan)設(she)備(bei)是(shi)從(cong)日(ri)本(ben)進(jin)口(kou)，機(ji)器(qi)體(ti)積(ji)龐(pang)大(da)，操(cao)作(zuo)複(fu)雜(za)，對(dui)技(ji)術(shu)工(gong)人(ren)要(yao)求(qiu)比(bi)較(jiao)高(gao)，雖(sui)然(ran)加(jia)工(gong)精(jing)細(xi)，但(dan)是(shi)由(you)於(yu)機(ji)械(xie)和(he)電(dian)氣(qi)的(de)雙(shuang)重(zhong)限(xian)製(zhi)，加(jia)工(gong)節(jie)拍(pai)較(jiao)慢(man)。在(zai)使(shi)用(yong)台(tai)達(da)機(ji)電(dian)產(chan)品(pin)進(jin)行(xing)改(gai)造(zao)之(zhi)後(hou)，生(sheng)產(chan)節(jie)拍(pai)由(you)80套/天提升至200套/天，生產節拍大幅提高，直接為客戶提升效率，該方案得到了客戶的高度認可。

　　原係統為工業電腦搭配伺服方案，要求其中X、Y兩顆伺服軸可以進行直線插補和圓弧插補，由工業計算機來運算並輸出插補指令。X、Y軸(zhou)將(jiang)韌(ren)物(wu)移(yi)動(dong)到(dao)需(xu)要(yao)開(kai)孔(kong)的(de)位(wei)置(zhi)，變(bian)頻(pin)器(qi)帶(dai)動(dong)韌(ren)物(wu)旋(xuan)轉(zhuan)，逐(zhu)漸(jian)在(zai)門(men)板(ban)上(shang)銑(xi)出(chu)一(yi)個(ge)圓(yuan)孔(kong)或(huo)者(zhe)跑(pao)道(dao)型(xing)的(de)孔(kong)。根(gen)據(ju)客(ke)戶(hu)工(gong)藝(yi)的(de)需(xu)求(qiu)和(he)成(cheng)本(ben)的(de)考(kao)慮(lv)，為(wei)客(ke)戶(hu)提(ti)供(gong)了(le)台(tai)達(da)的(de)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，以高抗幹擾性與省配線優勢搭建現場設備；COM3支持CANopen標準協議DS301。另外搭配台達ASDA-M伺服，該產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，非常適合該種現場應用。

　　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軸做平麵圓弧插補或直線插補，Z軸做垂直的上下運動配合。係統要求剛性較強，加工平滑，銑出的圓要滿足各方向直徑誤差在0.1mm。

　　此係統的控製器選用台達DVP32ES2-C，通過CANopen總線將插補位置、角度等發給伺服驅動器；驅動器選用台達ASD-M-0721-M伺服驅動器+ECMA-C20807PS伺服電機。ASD-M係列伺服也可以搭配B2係列的伺服電機，在滿足需求的情況下，可以降低客戶成本，提升競爭力。

　　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。選好後，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係列手冊3.8節。在CN6的另一個口插上終端電阻。添加伺服配置，因為ASD-M係列伺服目前設計為每軸2個RX和2個TX，所以隻能添加P2-30=5，上電寫5，防止連續寫入EEPROM，而降低EEPROM 壽命。P5-07（Pr命令觸發器）用來選擇所執行的Pr。P6-03（路徑1的定義）P6-07、P6-09路徑3、4的數據，客戶之前將Pr3、Pr4的功能定義好，隻要修改相應的數據即可。詳見CANopen Builder軟件幫助中16.17節。

表2 與本例相關的ADSA-A2伺服驅動器的參數說明

　　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各段位置參數進行設定。此範例中以第一段位置為例進行說明，第一段位置的位置參數為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

　　然後，將做好的配置下載到PLC裏，將伺服參數和PLC的寄存器對應，這樣就可以方便的修改參數。

圖1 每台伺服的RxPDO、TxPDO配置

　　3 伺服Pr配置

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

　　加減速時間根據客戶要求來設置，目標速度SPD指令可以選擇相應的參數，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，隻要將P5-75的參數配置到CANopen裏麵，通過總線修改參數即可。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。

圖2伺服Pr配置

　　ASD-M係列伺服的pr內置直線插補和圓弧插補，隻要選擇軸別即可。目前ASD-M係列伺服的圓弧插補隻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。

圖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，應該是正弦餘弦波相結合。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X軸和Y軸的P5-07，並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，那麼需要同時觸發X、Y的P5-07；如果是X、Y圓弧插補，則隻觸發任意一個軸即可實現圓弧插補。　　

　　5 結束語

　　台達ES2-C係列PLC搭配ASD-M係列伺服，完全可以實現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，畢業於燕山大學，現就職於中達電通股份有限公司東北大區機電事業部，擔任應用工程師職務。