中達電通股份有限公司                  盧勤儉

摘  要：介紹基於台達B係列伺服控製係統的石英晶體元器件切割自動化設計技術。項目已經開發成功。本文對於係統調試給出經驗性總結。
關鍵詞:伺服係統  PLC  HMI  恒張力

1 引言
    石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)元(yuan)器(qi)件(jian)主(zhu)要(yao)生(sheng)產(chan)國(guo)集(ji)中(zhong)在(zai)亞(ya)洲(zhou)，其(qi)中(zhong)中(zhong)國(guo)在(zai)產(chan)值(zhi)和(he)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)方(fang)麵(mian)占(zhan)有(you)很(hen)大(da)優(you)勢(shi)。近(jin)年(nian)來(lai)，伴(ban)隨(sui)我(wo)國(guo)經(jing)濟(ji)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)
，我(wo)國(guo)晶(jing)體(ti)產(chan)業(ye)也(ye)有(you)了(le)較(jiao)大(da)的(de)發(fa)展(zhan)，日(ri)本(ben)主(zhu)要(yao)晶(jing)體(ti)廠(chang)商(shang)基(ji)本(ben)將(jiang)其(qi)成(cheng)熟(shu)產(chan)品(pin)遷(qian)到(dao)我(wo)國(guo)生(sheng)產(chan)
，使(shi)我(wo)國(guo)成(cheng)為(wei)世(shi)界(jie)上(shang)主(zhu)要(yao)的(de)晶(jing)體(ti)生(sheng)產(chan)國(guo)之(zhi)一(yi)。目(mu)前(qian)
，就(jiu)數(shu)量(liang)而(er)言(yan)，我(wo)國(guo)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)生(sheng)產(chan)大(da)國(guo)，包(bao)括(kuo)外(wai)資(zi)企(qi)業(ye)在(zai)內(nei)，年(nian)產(chan)量(liang)約(yue)有(you)幾(ji)十(shi)億(yi)隻(zhi)左(zuo)右(you)。
    隨著中國加入WTOjizuoweishijiegongchangdiweidequeli，jingtichanliangdetigao，jingtiqiegeshebeixuqiuyeyuelaiyueduo。yiqiandejingtiqiegeshebeidoushicongribenjinkou。jinkoushebeishibichengbengao，jingtiqiegeshebeiguochanhuadexuqiuyuelaiyueda。taizhoumougongsishengchandeshiyingjingtiqiegeshebeideyanfachenggong
，weiguorentigonggengduoxuanzejihui，keyijiangdishengchanchengben，tigaoshengchanzhiliang。

2 晶體切割設備工藝描述
    石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)切(qie)割(ge)過(guo)程(cheng)是(shi)拉(la)絲(si)加(jia)切(qie)割(ge)兩(liang)者(zhe)的(de)複(fu)合(he)動(dong)作(zuo)的(de)過(guo)程(cheng)。拉(la)絲(si)動(dong)作(zuo)跟(gen)拉(la)絲(si)機(ji)或(huo)者(zhe)薄(bo)膜(mo)收(shou)放(fang)卷(juan)的(de)動(dong)作(zuo)完(wan)全(quan)一(yi)樣(yang)。工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)基(ji)本(ben)上(shang)可(ke)以(yi)劃(hua)分(fen)成(cheng)放(fang)線(xian)
、拉絲、收線等3部份工藝過程。但是控製精度和穩定性比較高
，需選擇高端切割絲線（銅絲）。不(bu)同(tong)精(jing)度(du)規(gui)則(ze)的(de)產(chan)品(pin)
，不(bu)同(tong)晶(jing)振(zhen)頻(pin)率(lv)，需(xu)選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)規(gui)格(ge)的(de)拉(la)絲(si)線(xian)徑(jing)。切(qie)割(ge)過(guo)程(cheng)是(shi)切(qie)割(ge)線(xian)材(cai)在(zai)收(shou)放(fang)卷(juan)運(yun)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)

，放(fang)置(zhi)石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)的(de)工(gong)作(zuo)台(tai)以(yi)很(hen)慢(man)的(de)速(su)度(du)（約5毫米每分鍾）速度向切割線材方向運動達到切割的目的。工作台的速度要慢，運轉平穩，定位精度高。

3台達伺服係統應用設計
3.1 方案設計
    切割設備的收放卷部分是整個係統最難控製的部分；也(ye)是(shi)決(jue)定(ding)設(she)備(bei)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)的(de)部(bu)分(fen)。為(wei)了(le)調(tiao)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)和(he)調(tiao)高(gao)產(chan)品(pin)的(de)品(pin)質(zhi)。選(xuan)擇(ze)機(ji)械(xie)特(te)性(xing)非(fei)常(chang)好(hao)的(de)台(tai)達(da)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)收(shou)放(fang)卷(juan)來(lai)實(shi)現(xian)同(tong)步(bu)控(kong)製(zhi)與(yu)恒(heng)張(zhang)力(li)控(kong)製(zhi)。係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)觸(chu)摸(mo)屏(ping)用(yong)於(yu)人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)操(cao)作(zuo)（設置參數/狀態狀態等）；PLC主要作為伺服定長控製和恒張力控製
；伺服係統用於定長控製；變頻器用於排線控製。
    為了提高切割設備的效率，係統要求伺服能頻繁啟停，且保證高速啟停以及加減速過程中要保證收放線都很平穩。經調整參數台達B係列伺服係統完全滿足要求。
    為保證工作台能以5毫米每分鍾的低速平穩運轉及調高切割精度，推薦客戶配置精密減速機。
3.2控製係統的組成
（1）伺服：台達B係列0.4－2KW 共5個伺服的變頻器： VFD022B43A 兩個；
（2）PLC:  台達 DVP28SV+DVP-01PU


；
（3）HMI:  台達DOP-A75BSTD。
3.3設備調試
　   整個係統在啟動

、加速
、減速、停(ting)車(che)過(guo)程(cheng)中(zhong)要(yao)求(qiu)收(shou)放(fang)線(xian)能(neng)很(hen)快(kuai)達(da)到(dao)平(ping)衡(heng)。啟(qi)動(dong)時(shi)要(yao)求(qiu)主(zhu)拉(la)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)啟(qi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)，且(qie)速(su)度(du)不(bu)能(neng)下(xia)降(jiang)。伺(si)服(fu)低(di)速(su)百(bai)分(fen)之(zhi)三(san)百(bai)的(de)過(guo)負(fu)載(zai)能(neng)力(li)保(bao)證(zheng)了(le)啟(qi)動(dong)時(shi)高(gao)轉(zhuan)矩(ju)。為(wei)調(tiao)高(gao)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)，要(yao)求(qiu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)能(neng)快(kuai)速(su)相(xiang)應(ying)速(su)度(du)變(bian)化(hua)，對(dui)浮(fu)動(dong)杆(gan)的(de)變(bian)化(hua)響(xiang)應(ying)也(ye)要(yao)快(kuai)。伺(si)服(fu)加(jia)減(jian)速(su)時(shi)間(jian)需(xu)要(yao)比(bi)較(jiao)短(duan)。最(zui)好(hao)能(neng)夠(gou)收(shou)放(fang)卷(juan)的(de)伺(si)服(fu)加(jia)減(jian)速(su)時(shi)間(jian)比(bi)拉(la)絲(si)加(jia)減(jian)速(su)時(shi)間(jian)長(chang)一(yi)點(dian)。為(wei)保(bao)證(zheng)啟(qi)動(dong)，加(jia)速(su)，減(jian)速(su)，停(ting)止(zhi)過(guo)程(cheng)中(zhong)收(shou)放(fang)卷(juan)係(xi)統(tong)平(ping)穩(wen)，收(shou)卷(juan)和(he)放(fang)卷(juan)係(xi)的(de)PID參數中位置和速度增益要調大一點；積分增益設置稍微大點，積分周期也要長點
，這樣能保證速度快速相應和浮動杠的平衡。另外
，在使用時PLC程序比較長，掃描時間比較長，對恒張力的收放卷反應速度影響很大。最好盡量少使用FROM/TO指令和簡化PLC程序。

4 結束語
    用(yong)台(tai)達(da)的(de)工(gong)控(kong)係(xi)統(tong)完(wan)成(cheng)的(de)石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)切(qie)割(ge)設(she)備(bei)功(gong)能(neng)完(wan)全(quan)能(neng)滿(man)足(zu)客(ke)戶(hu)的(de)要(yao)求(qiu)

，晶(jing)體(ti)切(qie)割(ge)精(jing)度(du)與(yu)效(xiao)率(lv)得(de)到(dao)提(ti)高(gao)，達(da)到(dao)了(le)預(yu)期(qi)設(she)計(ji)的(de)效(xiao)果(guo)。係(xi)統(tong)啟(qi)動(dong)、加速
、減速、停止的動態過程，浮動杆穩定在平衡位置很小的一個範圍內輕微的擺動。