隨著微處理器技術的日新月異,大功率、高性能半
導體功率器和伺服馬達所需永磁材料制造工藝的發(fā)展及
其性價比不斷提高,交流伺服電機和交流伺服控制系統(tǒng)
已經成為當今工業(yè)領域中,實現自動化的基礎技術。臺
達ASDA 系列交流伺服驅動器以掌握核心的電子技術為
基礎,針對不同應用機械的客戶需求進行研發(fā),提供全方
位的伺服系統(tǒng)產品。全系列產品之控制回路均采用高速數
字信號處理器(DSP),配合增益自動調整、指令平滑功能
的設計以及軟件分析與監(jiān)控,可達到高速位移、定位
等運動控制需求。
臺達ASD-A2 系列伺服系統(tǒng)內建運動控制模式,支
援多種軸控操作需求,*取代中型PLC 的Motion 功能;
內含電子凸輪功能(CAM function),便利規(guī)劃機臺行程;
ASDA-A2 符合新型化的伺服產品發(fā)展,速度回路的響應
頻寬為1kHz,伺服電機搭配20-bit 解析度編碼器,脈沖
數可達1280000ppr,提供定位及平滑控制特色。
..................................
1、主機機構上面安裝一個編碼器,和機臺連接做勻
速運動,編碼器是3600 線的,開集極輸出方式,作為凸
輪主軸;
2、A2 伺服電機作為凸輪從軸,速度跟隨主軸做類
似正弦曲線運動;
3、主軸編碼器每旋轉一周,脈沖數為3600,在
300Pulse-900Pulse 時從軸啟動,電子凸輪從軸跟主軸編
碼器旋轉一定距離;
4、主軸編碼器在1200Pulse-2000Pulse 時從軸再次
啟動,電子凸輪從軸跟隨主軸編碼器反向旋轉相應的距
離。
5、電子凸輪從軸PR 控制模式,凸輪曲線能在主機
停止時更改。
..........................
序號元件名稱型號及規(guī)格數量
(臺) 備注
1 主軸編碼器E50S8-3600-3-N-24 1 3600ppr
2 伺服驅動器ASD-A2-1521-U 1 1.5KW
3 伺服電機ECMA-E11315ES 1 2000rpm
4 驅動器側接頭ASD-CNSC0050 1
5 驅動器側接頭YDM30200100 1
6 電機側接頭YDM30200247 1
7 電機側接頭YDM30200447 1
上述表格僅僅羅列出了控制系統(tǒng)中電子凸輪技術方
案部分的主要電氣元件,此外還包括PLC、HMI、低壓
電器(低壓斷路器、交流接觸器、中間繼電器、主令按鈕、
指示燈等)、位置傳感器(光電傳感器、行程開關等)。
.................. ............................
A2 系列伺服系統(tǒng)具有強大的運動控制功能,內建電
子凸輪(E-CAM Function),運動軌跡可規(guī)劃720 個點。
利用臺達伺服系統(tǒng)監(jiān)控軟件方便設置電子凸輪運行軌跡和參數,其中電子凸輪建表方式有多種方法:包括:手動
建表、速度區(qū)域建表、自動飛剪、自動飛剪- 同步區(qū)、自
動飛剪- 可調整同步區(qū)、三次曲線建表等。
根據客戶提出的工藝技術條件,電子凸輪速度曲線
要求是類似正弦曲線,所以我們選擇電子凸輪建表方式為
三次曲線建表方法,使用這種方法建立凸輪曲線,所建立
的凸輪從軸速度曲線可以逼近正弦曲線。
序號主軸編碼器Pulse 主軸角度 ° 從軸位置Pulse
1 0-300P 0°-30° 0P
2 300P-900P 30°-90° 0P→41800P↑
3 900P-1200P 90°-120° 41800P
4 1200P-2000P 120°-200° 41800P→0P↓
5 2000P-3600P 200°-360° 0P
結合客戶藥品包裝設備機械機構相關尺寸和參數,
計算凸輪表格資料。首先設置伺服驅動器參數Pr01-
44=128,Pr01-45=1, 那么伺服電機每轉10000Pulse,
從軸機械終端行走行程為150mm,伺服電機加裝減速
機,減速比為1:7,減速機通過齒形帶傳動,齒形輪外
徑80mm,則齒形輪周長為3.14 × 80=251.2mm,機械
終端機構行走150mm 齒形輪運行周數為:150/(3.14 ×
80),那么伺服電機需要運行周數為:(150 × 7)/(3.14
×80),折合成目標位置脈沖數為:(150×7×10000)(/ 3.14
× 80),計算結果約為:41800Pulse。從而得知,從軸
伺服電機運行周期內目標脈沖數量確定為41800Pulse。
根據客戶提出的技術要求,我們采用三次曲線建表
方法規(guī)劃電子凸輪角度比例分割和目標脈沖數量規(guī)劃。通
過軟件可以容易的生成速度和位置曲線圖。
根據上述電子凸輪主軸角度和從軸位置脈沖數量對
應關系,采用臺達伺服監(jiān)控調試軟件,規(guī)劃電子凸輪表格,
如下圖所示:
客戶設備主軸zui快速度為75rpm,速度換算得知
1.25rps,那么在30° -90°相當于1/6 周,耗時大約0.2S,
那么從軸也必須在0.2S 內完成41800Pulse 位置運動。
客戶設備主軸zui快速度為75rpm,速度換算得知1.25rps,
那么在30° -90°相當于1/6 周,耗時大約0.2S,那么從
軸也必須在0.2S 內完成41800Pulse 位置運動。
其他參數設定為:Pr01-01=1(Pr 控制模式);
Pr01-55=3000(zui大速度限制);
Pr02-10=101(Servo ON 信號DI 輸入);
Pr02-11=136(CAM ON 信號DI 輸入);
Pr02-12=139(EV1 事件觸發(fā)信號DI 輸入);
Pr05-88=1121h(E-CAM 電子凸輪啟動控制);
25
........
由于參數Pr05-88 內容掉電丟失,所以每次啟動電
子凸輪都需要主動寫入相應的內容。我們通過事件觸發(fā)寫
入參數功能實現。
Pr05-98=1(事件EV1 信號觸發(fā)后,執(zhí)行Pr 編號51
路徑);
通過伺服監(jiān)控軟件可以規(guī)劃和設置PR51 路徑內容,
如下圖所示:
通過上述設置,基本完成了A2 伺服系統(tǒng)電子凸輪仿
真,從軸速度曲線類似正弦曲線,滿足了客戶藥品包裝設
備對伺服運行速度曲線的工藝技術要求。
..........
根據客戶設備技術要求,中達電通可以提供給客戶
成熟可靠的系統(tǒng)解決方案,憑借著臺達的A2 系列伺
服產品強大的電子凸輪運動控制功能,再加上提供給客戶
完善的現場調試等技術服務,幫助客戶開發(fā)出具備更高技
術含量和更高附加值的產品,臺達產品和服務獲得了客戶
的極大認可,后續(xù)該型號產品大約會有80 臺套/ 年用量,
實踐再次證明,中達電通是設備制造客戶良好的合作伙
伴。
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