中達電通股份有限公司

 

摘  要：在分析剪折機嵌入式控製係統的基礎上，提出基於台達機電自動化平台的全自動剪折機解決方案。給出變頻器主驅電機轉數；PLC驅動步進電機脈衝頻率
；步進電機變速定標等重要控製技術設計。

關鍵詞：商標  全自動  PLC 

 

    剪折機是服裝、鞋(xie)類(lei)等(deng)行(xing)業(ye)的(de)商(shang)標(biao)加(jia)工(gong)類(lei)設(she)備(bei)。剪(jian)折(zhe)機(ji)用(yong)於(yu)帶(dai)狀(zhuang)商(shang)標(biao)剪(jian)切(qie)和(he)折(zhe)燙(tang)成(cheng)型(xing)加(jia)工(gong)，首(shou)先(xian)通(tong)過(guo)切(qie)刀(dao)對(dui)商(shang)標(biao)進(jin)行(xing)冷(leng)切(qie)或(huo)者(zhe)熱(re)切(qie)，然(ran)後(hou)經(jing)過(guo)模(mo)具(ju)對(dui)剪(jian)切(qie)完(wan)成(cheng)的(de)商(shang)標(biao)進(jin)行(xing)各(ge)種(zhong)形(xing)狀(zhuang)的(de)折(zhe)燙(tang)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)商(shang)標(biao)的(de)切(qie)片(pian)、兩邊折、對折、中間折等，實現帶狀商標加工。自動剪折機外觀如圖1所示。模具和各種剪折方式如圖2所示。

    傳chuan統tong的de剪jian折zhe機ji是shi以yi儀yi表biao顯xian示shi為wei主zhu
，采cai用yong單dan板ban機ji等deng嵌qian入ru式shi專zhuan用yong係xi統tong實shi現xian控kong製zhi，商shang標biao長chang度du通tong過guo機ji械xie調tiao節jie。為wei了le市shi場chang需xu求qiu和he自zi身shen發fa展zhan要yao求qiu，應ying用yongPLC和變頻器以及觸摸屏等通用電氣自動化平台技術開發全自動化剪折機，是剪折機設備廠家的迫切需求。

 

 

 

    原剪折機是由電機帶動凸輪機構使送料機構送料
、模具來回運動和切刀上下運動，一個行程完成送料、剪切和折燙等動作，電機速度、手自動啟停控製、狀zhuang態tai檢jian測ce和he故gu障zhang判pan斷duan則ze由you單dan片pian機ji控kong製zhi板ban控kong製zhi，每mei次ci加jia工gong不bu同tong長chang度du的de商shang標biao之zhi前qian
，需xu要yao手shou動dong調tiao整zheng轉zhuan盤pan
，從cong而er設she置zhi出chu所suo需xu長chang短duan尺chi寸cun，用yong戶hu反fan應ying該gai電dian氣qi配pei置zhi存cun在zai配pei件jian采cai購gou麻ma煩fan
，控kong製zhi板ban電dian氣qi保bao護hu差cha
、維護困難的缺點，希望能通過電氣改造提高機器的性能和使用便利性。

    根據機器的特點和用戶需求
，項目設計基於台達自動化體係平台。選用台達的SC係列PLC來替代控製板做為控製用，M變頻器進行電機控製，3.8吋觸摸屏取代麵板按鈕；計數器
，定長送料部分則由步進電機控製。

（1）PLC部分：選用台達12SC11T主機，如圖1所示。

 

    該主機是台達Sxiliezhongpianxiangyundongkongzhideyikuan
，feichangshihexuyaogaosukongzhidingweidechanghe

，birusifuweizhikongzhi，shukongjiagongdeng
，benjipeizhidianshubijiaojingjian
，keyitongguoqiqiangdadekuozhangongnengqingyishixianduodianshu，benxiangmuzhonglingwaijia16SP（DI 8點，DO8點）做為I/0擴展用。

（2）變頻器部分：選用台達M係列015M21A型變頻器
，如圖4所示。

    M係列台達變頻器家族中的迷你高功能型
，應用廣泛，本項目中主要利用其變頻和通訊功能，通過MODBUS通訊可以很方便地實現上位機對變頻器進行參數設定和讀取
，從而實現對機器速度的準確實時監控。

 

（3）人機界麵：選用台達3.8吋AS3.8BSTD型觸摸屏，如圖5所示。

     通tong過guo台tai達da人ren機ji可ke以yi方fang便bian地di控kong製zhi和he監jian視shi，原yuan按an鈕niu和he計ji數shu器qi功gong能neng都dou可ke以yi通tong過guo畫hua麵mian實shi現xian，使shi控kong製zhi箱xiang麵mian板ban更geng加jia簡jian潔jie，提ti高gao了le產chan品pin的de檔dang次ci，適shi應ying了le市shi場chang需xu求qiu。

主機要求速度達到0~150切/分
，送料長度控製在0.2mm精度，工作長度範圍在40mm-240mm。電機減速比設計為1：10
，若要求達到200切/分
，則當電機轉速：n=150*10=1500轉/分
，要求輸出頻率為：f=n·p/60=1500·2/60=50Hz，速度要求滿足。

    送料長度由步進電機控製
，要求控製精度為0.2mm
，送料輥周長115mm，減速比1:2，設置步進驅動器細分數使每轉一圈對應脈衝數為600，送料輥每轉1圈電機需轉2圈，則每個脈衝對應送料長度為：L=115/2*600=0.096mm<0.2mm，滿足控製要求。

    送料長度範圍40mm~240mm

，則要求每次發送脈衝數為416~2500。最大速度150切/分，每完成一次動作的最短時間為0.4秒，每次送料占用時間是總行程的1/2
，則送料最短時間為0.2秒，由於加減速時間和找標的時間大致為0.1秒，所以要求脈衝發送頻率最高：2500/0.1=25000脈衝/秒，SC最高可以輸出頻率達到200kHz
，SC係列PLC高速脈衝輸出接口完全滿足要求。

    帶(dai)狀(zhuang)商(shang)標(biao)上(shang)有(you)位(wei)置(zhi)色(se)標(biao)，色(se)標(biao)間(jian)隔(ge)反(fan)應(ying)了(le)商(shang)標(biao)的(de)長(chang)度(du)。定(ding)標(biao)送(song)料(liao)就(jiu)是(shi)通(tong)過(guo)光(guang)學(xue)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)色(se)標(biao)位(wei)置(zhi)
，每(mei)次(ci)檢(jian)測(ce)到(dao)色(se)標(biao)就(jiu)停(ting)止(zhi)送(song)料(liao)
，等(deng)待(dai)切(qie)刀(dao)完(wan)成(cheng)剪(jian)切(qie)動(dong)作(zuo)。由(you)於(yu)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)特(te)點(dian)，當(dang)起(qi)始(shi)發(fa)送(song)脈(mai)衝(chong)頻(pin)率(lv)過(guo)高(gao)則(ze)容(rong)易(yi)出(chu)現(xian)失(shi)步(bu)堵(du)轉(zhuan)，因(yin)此(ci)需(xu)降(jiang)低(di)起(qi)始(shi)頻(pin)率(lv)
，通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)加(jia)速(su)和(he)減(jian)速(su)過(guo)程(cheng)，即(ji)以(yi)較(jiao)低(di)的(de)速(su)度(du)起(qi)動(dong)，而(er)後(hou)逐(zhu)漸(jian)加(jia)速(su)到(dao)某(mou)一(yi)速(su)度(du)運(yun)行(xing)，再(zai)逐(zhu)漸(jian)減(jian)速(su)直(zhi)至(zhi)停(ting)止(zhi)。進(jin)行(xing)合(he)理(li)、平滑的加減速控製是保證步進驅動係統可靠、高效、精確運行的關鍵。

    定標采用兩步走的方式
，先按設定長度高速走一段定長，通過D1340設置加減速時間
，離色標還有1~2mm的距離時開始低速找標，色標檢測到則產生一個中斷信號進PLC，在中斷程序中對M1334進行置位，使DDRVI的Y10立刻停止脈衝輸出
，電機馬上停止。

 

 

注：晶體管輸出信號經過繼電器轉接後控製外部電路。

 

    經jing過guo全quan新xin電dian氣qi改gai造zao的de自zi動dong剪jian折zhe機ji
，無wu論lun從cong產chan品pin外wai觀guan還hai是shi性xing能neng上shang都dou有you了le提ti高gao，經jing過guo上shang帶dai連lian續xu生sheng產chan
，證zheng實shi了le產chan品pin性xing能neng上shang完wan全quan達da到dao了le用yong戶hu的de要yao求qiu，由you於yu采cai用yong了le人ren機ji界jie麵mian使shi得de在zai操cao作zuo便bian利li上shang有you了le非fei常chang大da的de提ti高gao
，雖sui然ran產chan品pin的de控kong製zhi點dian數shu不bu多duo，卻que涵han蓋gai了le台tai達da從congPLC、變頻器到人機界麵幾大產品的應用，是台達自動化產品和機械的又一次成功結合。