丹佛斯 MCO305 定位控製在石英切割機上的應用
The Application of Danfoss MCO305 Motion Controller on Quartz Cutting Machine
摘要：丹佛斯FC300高性能驅動器加上新一代MCO305高速運動專用控製器，可實現定位控製功能。電機可以選用異步或同步伺服電機。支持各種各樣的電機反饋裝置，從增量編碼器、絕對位置編碼器一直到旋轉變壓器。本文就丹佛斯MCO305定位控製功能在石英切割機上的應用加以詳細論述。
關鍵詞： 定位控製 石英
Abstract: Danfoss FC300 series high performance servo driver has position control function with new generation MCO305 high speed motion control option card. The motor can either be asynchronous motor or synchronous motor. It support all kinds of motor feedback devices, from incremental encoder, absolute encoder to resolver. The thesis describes the application of MCO305 position function used on quartz cutting machine in detail.
Keywords: Position Control Quartz
引言： 國(guo)內(nei)石(shi)英(ying)切(qie)割(ge)設(she)備(bei)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)幾(ji)乎(hu)沒(mei)有(you)，故(gu)國(guo)內(nei)石(shi)英(ying)產(chan)品(pin)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)的(de)切(qie)割(ge)生(sheng)產(chan)設(she)備(bei)一(yi)般(ban)均(jun)需(xu)進(jin)口(kou)。因(yin)現(xian)場(chang)環(huan)境(jing)多(duo)粉(fen)塵(chen)和(he)水(shui)汽(qi)，故(gu)設(she)備(bei)電(dian)氣(qi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)很(hen)有(you)限(xian)。所(suo)以(yi)需(xu)要(yao)對(dui)設(she)備(bei)原(yuan)裝(zhuang)電(dian)氣(qi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)改(gai)造(zao)。
一、 MCO305 運動控製器功能簡介
MCO305硬件I/O端口配置：
&# 8226; 兩個編碼器接口
支持增量編碼器，單圈或多圈SSI絕對位置編碼器，Hiperface接口編碼器。
&# 8226; 10個數字量輸入
&# 8226; 8個數字量輸出
&# 8226; 1個RS485通訊口
&# 8226; 1個CANOpen通訊口
&# 8226; 另外還可以利用變頻器本體的全部資源。
MCO305與變頻器的通訊結構：
係統內部有兩條通訊總線，一條是SPI總線，速度較高，專門用於傳遞編碼器信號和變頻器速度給點指令；另一條是CAN總線，處理相對來說響應要求不高的數據和指令。
二、 MCO305 定位控製功能
“定位”一yi詞ci基ji本ben上shang是shi指zhi將jiang主zhu軸zhou移yi動dong到dao特te定ding位wei置zhi。為wei了le獲huo得de精jing確que定ding位wei，必bi須xu要yao用yong一yi個ge閉bi環huan係xi統tong並bing根gen據ju來lai自zi編bian碼ma器qi的de位wei置zhi反fan饋kui來lai控kong製zhi實shi際ji位wei置zhi。在zai使shi用yong閉bi環huan定ding位wei控kong製zhi器qi進jin行xing定ding位wei時shi將jiang需xu要yao：設置速度、加速度、減速度和目標位置；隨後會根據主軸的實際位置以及上述參數計算出速度分布圖；主軸按照速度分布圖移動，直到抵達目標位置。MCO305主要提供了三種定位類型：絕對定位、相對定位和接觸探針定位。
三、 石英切割機的技術要求
石英切割機有三個控製部分構成：切刀旋轉控製、切刀位置控製和送料位置控製。切刀旋轉控製隻要速度可調即可；qiedaoweizhikongzhixuyaozaiqiegeshiyingguanhuoshiyingbangdeguochengzhongkongzhiqiweizhihebutongduanneidesudu，shouxianyaobaozhengqiegechanpindedaokouzhiliang，tongshiyaotigaoshengchanxiaolv；送料位置控製需要每次往前送設定長度的石英管或石英棒，精度要求0.2毫米。
切割石英管時的位置控製和速度要求
四、 原係統配置概述
原電氣係統采用SEW的全套產品。這次改造項目替換掉了SEW的三個變頻器和兩個運動控製器。切刀位置控製的編碼器是正餘弦編碼器，送料位置控製的編碼器是長線驅動編碼器，MCO305運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)卡(ka)可(ke)以(yi)接(jie)這(zhe)兩(liang)種(zhong)接(jie)口(kou)的(de)編(bian)碼(ma)器(qi)，故(gu)原(yuan)係(xi)統(tong)的(de)外(wai)圍(wei)設(she)備(bei)不(bu)需(xu)要(yao)更(geng)換(huan)調(tiao)整(zheng)。編(bian)碼(ma)器(qi)安(an)裝(zhuang)位(wei)置(zhi)在(zai)電(dian)機(ji)軸(zhou)端(duan)，但(dan)減(jian)速(su)機(ji)輸(shu)出(chu)側(ce)采(cai)用(yong)同(tong)步(bu)帶(dai)傳(chuan)動(dong)，故(gu)不(bu)存(cun)在(zai)傳(chuan)動(dong)環(huan)節(jie)影(ying)響(xiang)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)的(de)可(ke)能(neng)。
五、 改造後係統配置
改造係統采用三台Danfoss變頻器和兩塊MCO305，以及一個台達HMI。係統采用RS485通訊。主機旋轉采用4kW變頻器直接拖動，通過HMI直接設定其運行頻率。送料位置控製參數如下圖所示。這些參數在變頻器第19組參數開放出來，之所以采用HMI，主要是為了方便用戶進行操作。
送料位置控製參數設置畫麵
采用圖示方法將比較複雜的切刀位置控製參數簡潔明了了展示在用戶麵前，降低了用戶的使用難度。
切刀位置控製參數設置畫麵
六、 結束語：
現場實際運行證明MCO305定位控製功能加上帶有編碼器反饋的異步電機拖動係統，可以很好的達到原設備的功能和生產要求。
參考文獻
[1] FC300 Design Guide. MG33BC02. Danfoss
[2] MCO305 Design Guide. MG33L502. Danfoss
