一套高精度的交流伺服定剪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理
圖1:康爾達(dá)公司的交流伺服定剪系統(tǒng)
假設(shè)要裁切的長(zhǎng)度為S,主動(dòng)輥的周長(zhǎng)為L(zhǎng),主輥轉(zhuǎn)過的圈數(shù)N(或者說角度),則S=LN,這是一個(gè)線性方程,也即S和N成正比,假設(shè)減帶機(jī)齒輪的變比為K,則可求出S和電機(jī)轉(zhuǎn)過圈數(shù)X,S=L*X/K.此式說明S和X仍為一個(gè)線性方程,為此要取得需要的長(zhǎng)度S,只需控制住電機(jī)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。在原系統(tǒng)中采用變頻器、PLC、編碼器和高速計(jì)數(shù)模塊來組成控制系統(tǒng),其中PLC給定值(長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的脈沖量)送入變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)又帶動(dòng)編碼器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖,反饋回高速計(jì)數(shù)器送入PLC和原給定值比較,直到相等時(shí)停止電機(jī)的運(yùn)行。實(shí)際使用中此系統(tǒng)雖然通過調(diào)整變頻器的方式,引入第一、二加減速時(shí)間來減少電機(jī)的慣性,使電機(jī)在極慢速成爬行時(shí)停車。但此系統(tǒng)的精度仍不可能很高。其缺點(diǎn):
(1)編碼器和電機(jī)不同軸、不是一體;
(2)電機(jī)停車要用抱閘來剎車,而抱閘的快慢和力量對(duì)精度都將產(chǎn)生影響。而利用交流伺服系統(tǒng)后這兩方面
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
■ 操作臺(tái)-由主令電器控制定尺系統(tǒng)的自動(dòng)和手動(dòng),由8421編碼的撥碼開關(guān)提供所需要的裁切尺寸。
■ PLC-采用FX1N-40MT,該P(yáng)LC具有成本較低,且?guī)в兴枰母咚倜}沖輸出,一個(gè)PLC單元能同時(shí)輸出2點(diǎn)100KHz脈沖,該PLC配備有7 條特殊指令,包括零返回、絕對(duì)位置讀出、絕對(duì)或相對(duì)驅(qū)動(dòng)以及特殊脈沖輸出控制,抗干擾能力也較強(qiáng),且編程方便,使用面廣,采購方便。
■ 伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器-伺服電機(jī)采用松下伺服電機(jī)MDMA202A1G,此電機(jī)帶有同軸高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器,該編碼器為增量式2500p/r,分辯率:10000;驅(qū)動(dòng)器采用松下MDDA203A1A和伺服電機(jī)組成的系統(tǒng)具有很好的控制性能,此系統(tǒng)穩(wěn)定性好,設(shè)置好參數(shù)后不用再人工干預(yù),可靠性高,基本上不用維護(hù),因此也不存在維護(hù)費(fèi)用。
圖2:控制系統(tǒng)硬件圖
2 控制系統(tǒng)軟件
因采用的是三菱FX1N-40MT,用其附帶的FXGP/WIN軟件進(jìn)行梯形圖語言編程,非常直觀,易理解,整個(gè)程序簡(jiǎn)潔,且與驅(qū)動(dòng)器的通訊方便,只需較簡(jiǎn)單的接線便可完成。
圖3:程序設(shè)計(jì)框圖
圖4:程序測(cè)試圖
3 使用交流伺服的優(yōu)點(diǎn)
■ 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng);
■ 控制精度高,交流伺服的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證;
■ 響應(yīng)速度快,加減速時(shí)間均可在極短的時(shí)間內(nèi)完成;
■ 能恒力矩輸出,不受轉(zhuǎn)速的影響;
■ 具有較強(qiáng)的過載能力;
■ 交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身組成閉環(huán),控制更可靠。
4 結(jié)束語
本方案所設(shè)計(jì)的這套系統(tǒng),穩(wěn)定性和精度都較以往有了大大的提高,不僅減少了損失,而且還滿足了客戶更高的要求,經(jīng)濟(jì)效益顯著。同時(shí)也為今后的推廣積累了經(jīng)驗(yàn),再接下來的幾年里我司相繼更改了其他的流水線,較低的成本取得了很好的效果。后來也在同行中得到了認(rèn)同和推廣,后來上的線全部都采用了該類似的系統(tǒng),而摒棄了原來的變頻夾送方式。