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英威騰DB100伺服系統(tǒng)在模切機(jī)上的應(yīng)用

2012/7/19 11:57:32
摘要:
模切機(jī)對(duì)生產(chǎn)速度和精度要求很高,本文主要介紹英威騰交流伺服SVDB100系列在數(shù)控多功能單座模切機(jī)上的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:模切機(jī)、伺服、追色
一、引言:
 
1、設(shè)備簡介
模切機(jī)主要用于相應(yīng)的一些非金屬材料、不干膠、EVA、雙面膠、電子、手機(jī)膠墊等的模切、壓痕和燙金作業(yè)、貼合、自動(dòng)排廢,模切機(jī)利用鋼刀、五金模具、鋼線,通過壓印版施加一定的壓力,將印品或紙板軋切成一定形狀。是印后包裝加工成型的重要設(shè)備。
2、設(shè)備主要結(jié)構(gòu)
 


二、工藝流程
模切機(jī)的工作流程模式主要有程控和光控,光控相對(duì)復(fù)雜。
1.    光控模式:
用在材料上有色標(biāo)的場(chǎng)合,要求每次切割位置相對(duì)色標(biāo)是固定的。
光控的過程如下(參考下圖1):當(dāng)伺服運(yùn)行在盲區(qū)時(shí),根據(jù)PLC設(shè)置的盲區(qū)拖料的速度運(yùn)行,開始進(jìn)行送料,在走的過程中,如果已送料的長度小于盲區(qū)長度的大小,此時(shí),色標(biāo)信號(hào)被屏蔽,即使有色標(biāo)信號(hào)PLC也不理會(huì);當(dāng)已送料長度大于盲區(qū)長度后,PLC捕捉此后出現(xiàn)的第1個(gè)色標(biāo),當(dāng)碰到色標(biāo)信號(hào)后,以碰到色標(biāo)的位置為起點(diǎn),再走窗口的距離(如圖2所示),然后停止。如果,色標(biāo)信號(hào)一直不出現(xiàn),伺服就以一開始的速度走設(shè)定的送料長度。

2、程控模式:
一般用在材料上沒有色標(biāo)的場(chǎng)合,通過PLC對(duì)發(fā)送一定數(shù)量的脈沖,使伺服走一個(gè)固定的距離,也就是設(shè)置的送料長度。
三、功能實(shí)現(xiàn)
    目前世面上大多數(shù)模切機(jī)的控制由PLC發(fā)脈沖控制步進(jìn)或普通伺服,盲區(qū)和窗口都是由PLC判斷,在使用此種方式的時(shí),PLC的工作量較大。當(dāng)PLC碰到色標(biāo)后再發(fā)指定窗口脈沖數(shù),這時(shí)由于伺服存在跟隨誤差,最終的切割位置還是很容易就會(huì)偏離色標(biāo)信號(hào)。為避免這種情況,一般PLC程序會(huì)做處理,也就是當(dāng)碰到色標(biāo)信號(hào)后,先發(fā)出RPC信號(hào)(滯留脈沖清除),同時(shí)發(fā)出窗口的脈沖數(shù),這可以提高部分精度。但由于普通伺服的I/O反應(yīng)時(shí)間較長,無法達(dá)到最佳效果。
針對(duì)此種情況,我們可通過對(duì)英威騰交流伺服特有功能Pb.27(速度補(bǔ)償閥值)、Pb.28(速度補(bǔ)償值)的組合設(shè)定來加快伺服的響應(yīng)性,從而提高精度。
下面簡單介紹一下Pb.27(速度補(bǔ)償閥值)、Pb.28(速度補(bǔ)償值)兩個(gè)功能碼。
Pb.27(速度補(bǔ)償閥值)是用來設(shè)定位置模式下速度補(bǔ)償?shù)臏裘}沖閥值。在位置模式下,當(dāng)滯留脈沖的絕對(duì)值超過該功能碼的設(shè)定值時(shí),可通過在速度指令上疊加一個(gè)速度補(bǔ)償量來減少位置到達(dá)的時(shí)間。示意圖如下:


Pb.28(速度補(bǔ)償值)是用來設(shè)定位置模式下的速度補(bǔ)償值。在位置模式下,當(dāng)滯留脈沖的絕對(duì)值超過Pb.27設(shè)定的值時(shí),可通過在速度指令上疊加一個(gè)速度補(bǔ)償量來減少位置達(dá)到的時(shí)間。速度補(bǔ)償量的大小可由該功能碼來設(shè)定。
故而,通過觀察模切機(jī)高速運(yùn)行時(shí)的滯留脈沖的大小,設(shè)置合理的Pb.27、Pb.28。從而根本上提高伺服的響應(yīng)速度。從而杜絕了由于滯留脈沖來引起的定位不準(zhǔn)。

四、電氣架構(gòu)圖
1、電氣配置清單:
1) PLC: 英威騰IVC1系列
2) 伺服系統(tǒng): SVDB100系列
3)  變頻器: CHF100A系列
4) 人機(jī)界面
5) 其它電氣配件
 
2、電氣架構(gòu)圖:

五、調(diào)試要點(diǎn)
英威騰伺服已經(jīng)在彈簧機(jī)、高速剝線機(jī)、電腦插件機(jī)、數(shù)控機(jī)床、分切機(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等行業(yè)得到成功的應(yīng)用。具有接線簡單,調(diào)試方便的特點(diǎn)。
伺服驅(qū)動(dòng)器一般有電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)三個(gè)環(huán)路組成,其結(jié)構(gòu)圖如下:


英威騰伺服調(diào)試的一般原則是:當(dāng)電機(jī)固定后,電流環(huán)參數(shù)就固定不變。速度環(huán)參數(shù)與電機(jī)負(fù)載和機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān),增益越高,積分時(shí)間越小,伺服驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)越快,所以一般在調(diào)試的時(shí)候要在機(jī)械系統(tǒng)不振動(dòng)的情況下盡可能提高速度環(huán)增益,減小速度環(huán)積分時(shí)間。位置環(huán)增益和機(jī)械系統(tǒng)剛度有關(guān),這個(gè)要根據(jù)客戶的需要來設(shè)置。
而模切機(jī)的應(yīng)用上,主要要求伺服有響應(yīng)速度和和較高的精度,所以在電機(jī)不振動(dòng)的情況下,盡理調(diào)高Pb01(位置環(huán)第1增益)跟Pb04(速度環(huán)第1增益),降低Pb05(速度環(huán)積分時(shí)間)。并且通過合理設(shè)置Pb.27(速度補(bǔ)償閥值)、Pb.28(速度補(bǔ)償值),從而進(jìn)一步加快速度環(huán)響應(yīng),提高效率。
在實(shí)際應(yīng)用中,英威騰交流伺服在追色模切中是高速度可達(dá)到每小時(shí)12000個(gè),并且在精度上完全符合客戶要求。

六、注意事項(xiàng)
1. 注意電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間的功率匹配。
2. 在多驅(qū)動(dòng)安裝時(shí),注意驅(qū)動(dòng)器之間安裝距離,保持良好的散熱性。
3. 信號(hào)線纜和主電源或動(dòng)力電纜分開布線防止干擾出現(xiàn)。
4. 上電前先脫開電機(jī)與工作臺(tái)的連軸器做空載運(yùn)行檢查。
5. 運(yùn)行前檢查運(yùn)行相關(guān)參數(shù)是否設(shè)置妥當(dāng),防止因?yàn)閰?shù)設(shè)置問題造成的飛車。
6. 確保電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間連接電纜的牢固,防止因接觸不良造成事故。
7. 電機(jī)輸入線路請(qǐng)根據(jù)實(shí)際情況選用直徑匹配的電纜。

七、總結(jié)
    客戶通過使用英威騰交流伺服系統(tǒng)SVDB100-1R0-2,從而在保證原有精度的情況下,大大提高了模切機(jī)的效率,尤其在追色模切表現(xiàn)優(yōu)秀。


關(guān)于英威騰:
英威騰,成立于2002年,致力于成為全球領(lǐng)先、受人尊敬的電氣傳動(dòng)、工業(yè)控制、新能源領(lǐng)域的產(chǎn)品與服務(wù)供應(yīng)商,2010年在深交所A股上市,股票代碼:002334。英威騰是國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè),目前擁有11家控股子公司,依托于電力電子、自動(dòng)控制、電機(jī)控制、節(jié)能環(huán)保、物聯(lián)網(wǎng)、信息化等關(guān)鍵技術(shù)的掌握,主要產(chǎn)品涵括高、中、低壓變頻器、電梯智能整體機(jī)、伺服系統(tǒng)、PLC、HMI、電機(jī)和電主軸、SVG、UPS、光伏逆變器等。英威騰現(xiàn)有員工1600多人,大型生產(chǎn)基地4個(gè),營銷網(wǎng)絡(luò)遍布國內(nèi)及海外60多個(gè)國家和地區(qū)。
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