1引言

    汽車密封條是汽車的重要零部件之一
，廣泛用於車門、窗等部位
，具有隔音、防塵、防滲水和減震的功能，保持和維護車內小環境，從而起著對車內乘員、機電裝置和附屬物品的重要保護作用。隨著汽車工業的發展，密封條的美觀、環保、舒適功能的重要性日益凸現。汽車密封條生產線的最後一個環節便是定型
、切割
、打孔；

    傳chuan統tong的de方fang式shi由you行xing程cheng開kai關guan根gen據ju要yao求qiu長chang度du控kong製zhi後hou，進jin行xing自zi動dong切qie割ge
，並bing延yan時shi推tui下xia，實shi行xing流liu水shui生sheng產chan
，切qie割ge機ji以yi定ding長chang開kai關guan信xin號hao為wei指zhi令ling
，完wan成cheng切qie割ge全quan過guo程cheng
，待dai密mi封feng條tiao切qie割ge完wan畢bi後hou再zai裝zhuang到dao打da孔kong機ji上shang手shou動dong打da孔kong，這zhe種zhong方fang式shi導dao致zhi生sheng產chan效xiao率lv低di下xia，自zi動dong化hua程cheng度du不bu高gao。

    本係統采用台達20PM係列PLC控製，打孔機安裝在密封條生產線的末端，打孔、切割順序完成，20PM的內置凸輪功能保證了打孔過程中與風鑽與密封條保持同步
，A2伺服的快速響應性提高了係統運行的速度及性能。本文著重闡述了檢測

、跟隨打孔自動控製。

2控製係統設計

    汽qi車che密mi封feng條tiao的de在zai線xian鑽zuan孔kong一yi直zhi是shi密mi封feng條tiao生sheng產chan過guo程cheng中zhong問wen題ti較jiao多duo的de環huan節jie
，目mu前qian國guo內nei外wai應ying用yong較jiao多duo的de方fang法fa有you停ting頓dun後hou鑽zuan孔kong，偏pian心xin擺bai輪lun鑽zuan孔kong或huo曲qu軸zhou凸tu輪lun機ji構gou鑽zuan孔kong

，這zhe些xie方fang法fa各ge有you特te點dian，但dan是shi都dou有you一yi些xie共gong同tong的de缺que點dian。

    (1)鑽孔間距的設定需要采用手工調節或者更換機械部件

，非常不方便。

    (2)由於采用了曲軸和機械凸輪等機構
，設備的運動磨損大，工作可靠性差，打出來孔的外觀性較差。

    為wei了le避bi免mian上shang述shu問wen題ti的de出chu現xian，本ben係xi統tong采cai用yong了le跟gen隨sui密mi封feng條tiao生sheng產chan線xian在zai線xian打da孔kong的de方fang法fa
，即ji打da孔kong機ji的de時shi候hou實shi時shi跟gen隨sui生sheng產chan線xian的de速su度du並bing實shi現xian可ke設she定ding定ding長chang打da孔kong。本ben係xi統tong使shi用yong一yi個ge增zeng量liang型xing選xuan擇ze編bian碼ma器qi安an裝zhuang於yu密mi封feng條tiao生sheng產chan線xian的de末mo端duan，用yong來lai采cai集ji密mi封feng條tiao的de線xian速su度du和he計ji算suan來lai料liao長chang度du；同時PLC將編碼器的數據調入內部的凸輪曲線中，控製從軸即打孔軸完成在線打孔功能。係統控製圖如下。

    係統硬件設計：

    觸摸屏：台達DOPB07S410；

    PLC：台達DVP20PM00D；

    牽引伺服：台達ASDA0721-AB；

    打孔伺服：台達ASDA21021-L
；

    旋轉編碼器：5V 差動信號 2500ppr；

    台達20PM係列PLC內置電子凸輪功能用來替代機械凸輪
，相對於機械凸輪，其優勢在於PLC的凸輪功能性能穩定
，可以隨時對凸輪曲線進行在線修正
，也可以多個凸輪曲線分別調用，大大降低了設備製造難度。

    台達DVP-20PM00D是一款具有運動控製專用功能的可編程控製器。20PM具有2路500KHz的輸入與輸出，在電子凸輪功能中定義X軸為從軸

，編碼器輸入軸為主軸，當定義好CAM Table後
，從軸依據定義的曲線跟隨主軸運動。利用獨立CPU處理運動控製算法
，可以很好地實現各種運動軌跡控製、邏輯動作控製
，直線/圓弧插補控製等，本係統正是利用了20PM運動控製器的電子凸輪功能很好的解決了複雜高精度在線打孔的問題。

    A2伺服為台達公司推出的新型高精度網絡型交流伺服驅動器，是實現高速高精度自動化控製的首選伺服，特點如下：

    (1)高分辨率編碼器規格：提供20bit增量型編碼器；符合需要精細定位控製的機械設備的需求。此外，A2伺服也另外支持絕對型編碼器，滿足客戶機台斷電時可記憶現在位置，在位置控製上提供更廣泛的使用場合。

    (2)網絡型控製架構：針對目前全球工控界對於高速網絡的控製需求
，ASDA-A2除了能夠提供標準Modbus的通訊規格，還支持CANopen(1M bps)，可以達到多軸幷聯高速控製。

    (3)強大的內部位置模式：A2提升標準ASDA-A係列的內部位置模式功能
，提供位置控製編輯器；內部位置緩存器由原先8點增加到64點，數字輸入點數(DI)增加到14點(dian)，位(wei)置(zhi)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)由(you)簡(jian)易(yi)的(de)點(dian)對(dui)點(dian)移(yi)動(dong)模(mo)式(shi)，晉(jin)升(sheng)到(dao)可(ke)以(yi)由(you)參(can)數(shu)設(she)定(ding)在(zai)兩(liang)點(dian)間(jian)進(jin)行(xing)速(su)度(du)變(bian)換(huan)
，甚(shen)至(zhi)不(bu)同(tong)位(wei)置(zhi)點(dian)的(de)跳(tiao)躍(yue)設(she)定(ding)。大(da)大(da)滿(man)足(zu)了(le)客(ke)戶(hu)對(dui)於(yu)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)器(qi)的(de)功(gong)能(neng)需(xu)求(qiu)。

    在本係統中，20PM提供一個RS232通訊口與上位觸摸屏進行通訊，操作人員可以快捷地對係統運行參數進行查詢和修正
；同時20PM的另一個RS485通訊口連接牽引伺服和打孔伺服
，20PM通過便利的Modbus指令將所需數據及時地發送至兩台伺服驅動器。

    高gao速su在zai線xian打da孔kong是shi典dian型xing的de電dian子zi凸tu輪lun的de應ying用yong

，要yao求qiu在zai同tong步bu區qu類lei從cong動dong軸zhou的de線xian速su度du一yi定ding要yao等deng於yu主zhu軸zhou軸zhou的de線xian速su度du，這zhe樣yang才cai能neng夠gou保bao證zheng打da出chu來lai的de孔kong不bu會hui出chu現xian變bian形xing、開裂或不能打透等問題。此處利用PM內建的電子凸輪功能完成此工藝的實現，通過主軸編碼器作為命令來源控製從軸A2伺服，在係統啟動時，從軸A2伺服開始尋找固定原點做為初始位置，完畢後啟動從動軸的電子凸輪
；通過觸摸屏對打孔的孔距等參數進行設置。

    係統軟件設計：

    (1)20PM程序設置

    使用台達PM編輯軟件PMSoft 2.08，在O100程序中對PM的輸入輸出參數進行設定，如圖4所示。

圖4

    首先需要先創建兩個解析度300點的Cam曲線。

    然後通過20PM的內置功能塊設定，設定主軸來源、從軸參數及打孔長度等參數，此參數可以在觸摸屏上進行修改。

   20PM的內置功能塊為PLC編程人員提供了極大的方便，我們可以直接調用，摒棄了傳統的使用指令的方式，降低了調試的複雜程度。

    觸摸屏程序設計：

    本係統采用的為台達B係列觸摸屏，優良的性能保證了觸摸屏與PLC的數據交換。

按照係統要求設定觸摸屏的通訊端口的各個參數。

    打孔參數設定畫麵圖下圖所示，HMI上可以查詢到當前產量、累計產量，同時可以設定打孔距，同時對孔距及從軸補償設定，修正由於機械、安裝等造成的誤差。

    從軸伺服控製係統設定：

    (1)軟件版本ASDA_Soft V4.00
，第一步使用USB連接線將計算機與伺服控製器相連
，進行通訊設定，選擇On-Line，本設備使用的A2係列伺服，偵測完畢後確定進入係統。

    (2)伺服工作模式為Pt模式

，需要在參數編輯器中設定伺服的工作模式
、電子齒輪比等參數。

    (3)運行監控

    通過PC軟件監控馬達的速度線，可以看出從動軸與主動軸的追隨特性非常的好，重複定位精度達到±0.5mm。

3總結

    經過多次試驗驗證，本係統打孔的重複精度達到±0.5mm，設備維護方便
，深受用戶的歡迎，已經完全取代了現在客戶使用的手動離線打孔設備。

    使用電子凸輪取代傳統的機械凸輪設計的汽車密封條在線旋轉打孔係統憑借優良的性能、方便的操作，節省了人力物力，同時又提高了生產效率

；由於20PM及A2伺服的可靠性高，係統性能穩定，定位精度較高，控製係統智能、方便
、快捷，深受客戶的好評。