中達電通股份有限公司                       餘  強

 

    摘  要：在介紹運動控製PLC電子凸輪功能的基礎上，討論護角機的高速追剪運動控製技術。

    給出台達DVP-20PM00D型PLC的電子凸輪軟件設定圖。最後指出基於電子凸輪技術的高速追剪運動控製擴展應用工程方向。

關鍵詞：護角  運動控製  電子凸輪 

    紙護角用於包裝紙箱的邊角加固
，參見圖1所示。紙護角由紗管紙和牛卡紙經成套護角機定型壓製而成
，兩端麵光滑平整
、無明顯的毛刺，且相互垂直。紙護角廣泛應用於電子電器、高科技產品
、家倶等產品的包裝和運輸。紙護角又稱紙槽鋼
、紙包角、護角板、護角條、紙角鐵、紙角條
、護角紙板、邊緣板、角紙、紙角鋼。紙護角可與纏繞膜、打包帶
、紙zhi免mian熏xun蒸zheng托tuo盤pan等deng配pei套tao使shi用yong，實shi現xian中zhong重zhong型xing全quan紙zhi質zhi自zi然ran降jiang解jie環huan保bao包bao裝zhuang。紙zhi護hu角jiao包bao裝zhuang操cao作zuo簡jian易yi方fang便bian，抗kang壓ya堆dui垛duo承cheng重zhong堅jian固gu，是shi國guo際ji物wu流liu業ye的de先xian進jin包bao裝zhuang技ji術shu。

 

    shanghaimoubaozhuangjixieshebeizhizaoshangkehudeshukonggaosuhujiaojiyongyugaosudingchangqiegegezhongchangdudehujiaocailiao。zhihujiaoqiegefangshiyufeijianfangshibutong
，shuyuzhuijiankongzhi。sifudianjiwangfanyundong
，zaitongbuquhesongliaosuduyizhi，wanchengjianqie，xunsufanxiangfanhui。gaikehushebeiyuancaiyongputongPLC控製，無法穩定實現追剪定長切割控製生產需求
，主要問題在於高速運行時同步精度差。基於設備需求，台達提供了DVP-20PM00D運動控製型PLC的電子凸輪解決方案，經過實際應用，完全達到客戶預期要求。

高速數控護角機由機架、測量機構、切刀機構
、皮帶傳動和電控係統組成，如圖2所示。

    台達DVP-20PM00D是一款具有運動控製專用功能的可編程控製器。DVP-20PM00D的最大特點是PLC主機直接提供電子凸輪功能，或者說DVP-20PM00D是內置電子凸輪功能的PLC,所以有些場所直接稱呼DVP-20PM00D為台達20PM運動控製器，如圖3所示。

    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。采用高速雙CPU結構形式
，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
，數控高速護角機正是利用了20PM運動控製器的電子凸輪功能很好的解決了上述高速切割時出現的不等長等問題。20PM的主要特點：

（1）20PM適用於高速、高精度
、高複雜的運動控製場合；

（2）多段速執行及中斷定位；

（3）64K 大容量, 內置Flash存儲體；

（5）兩組差分脈衝輸出，最高脈衝輸出達500KHz
；

（6）兩組手搖輪控製；

（7）內置電子凸輪功能，輕鬆實現繞線、飛剪、追剪等應用
；

（8）支持PLC順序邏輯控製及NC控製(G 碼與M碼)。

 

　　圖3 台達運動控製器DVP-20PM00D

    普通PLC一般利用高速計數，通過編碼器輸入到PLC內置高速輸入點，高速輸入編碼連接定長壓輪,采集線速度,采集來的脈沖頻率乘以一定的速比,然後作為輸出高速脈波驅動伺服,將動作速度與護角的線速度的速比進行簡單速度同步

，同時編碼器的數值與預設長度的數值比較,達到預設值時，比如650PULSE,產生中斷,就是使切刀動作。這種方法切刀動作總是在滯後動作，受線速度，PLC運算影響
，同步精度差，計算量大
，CPU處理時間較長，因此會出現定長不均勻等問題，嚴重影響成品的質量。在低速的情況下（10米左右速度）尚可基本達到要求，但是對於超過20米速度時就會長短不一，誤差在2毫米以上。

    20PM內置電子凸輪功能，采用獨立運動處理芯片，通過硬件方式，能夠實時處理主從軸之間的運動關係，2軸同步控製時間小於0.5ms
，從而保證高速時主軸與從軸之間的位置和速度關係，解決高速時長短不一的問題，達到客戶設備極限50米的生產速度，誤差基本上在0.1MM之內 。基於20PM的高速追剪解決方案硬件配置如表1所示。

 

 

運動控製器	台達 DVP-20PM00D
編碼器	台達 EH3-25LG8845
觸摸屏	台達 DOP-A57BSTD
伺服電機及驅動器	台達 ECMA-C30602ES, ASD-B0221-A
變頻電機及驅動器	台達 VFD

 

    基於20PM的高速追剪解決方案電子凸輪軟件設定如圖4所示。圖示追剪控製的CAM（數控編程）圖，與飛剪控製的CAM圖有些變化
，觀察CAM的(de)速(su)度(du)關(guan)係(xi)圖(tu)，運(yun)動(dong)機(ji)構(gou)反(fan)複(fu)運(yun)轉(zhuan)，在(zai)同(tong)步(bu)區(qu)和(he)物(wu)料(liao)送(song)料(liao)速(su)度(du)一(yi)致(zhi)，完(wan)成(cheng)剪(jian)切(qie)後(hou)迅(xun)速(su)反(fan)向(xiang)返(fan)回(hui)
，然(ran)後(hou)再(zai)次(ci)在(zai)同(tong)步(bu)區(qu)和(he)物(wu)料(liao)送(song)料(liao)速(su)度(du)一(yi)致(zhi)。編(bian)碼(ma)器(qi)脈(mai)衝(chong)輸(shu)入(ru)與(yu)PLC脈衝輸出完全按照軌跡一一對應，無須經過PLC程序掃描。因此，克服了過去高速時定長誤差大，電機經常過衝等問題。

 

    通過20PMzaigaosuhujiaojiqiegeshebeichenggongyingyong，keyikuozhandaoqitaleisizhuijiankongzhidechanghe
，liruyinliaotianchong，qidongzuoyuzhuijiandongzuoxiangtong，zhibuguojigouyoudaozihuanchenglezhushekou。tongguobianhuanbutongdekongzhiquxian
，gaigonghainengguangfanyingyongyugezhongjiaogaoyaoqiudeyundongkongzhizhong,例如在紡織機械中電子凸輪細紗機、包裝機械的連續灌裝動作
、立式包裝的橫切熱封動作、金屬加工中的彈簧變徑加工、剪板折彎等中都會使用到20PM 的CAM（數控編程）功能。