台达机电产品应用于切割机研究

  
一、概述
台钢机械设备有限公司主要生产自动切割机等设备，产品主要出口东南亚及大陆地区。所谓自动切割机就是将整卷宽幅在两米多的透明胶带，按照设定的长度(以毫米为单位)，自动切割成标准宽度的胶带。客户以前使用的是其他知名的产品，由于品牌比较杂，系统在功能上有缺陷，并且在技术咨询和售后等方面存在问题。经过和客户的沟通，我们用台达的机电产品为客户做了整套方案，得到了客户的认可。历经4天的奋战，开发成功。在功能方面完全满足了客户的需求，整个系统在操作方面更加人性化，在原有系统的基础上增加了七种控制模式，分连续和单动两种状态。变频器频率的通讯给定不仅可靠便利，而且为客户节省了成本。
二、系统构成
人机：DOP-A57GSTD 1台
PLC：DVP-48EH00T 1 台
变频器：VFD-007M23A、VFD-015M23A 各1台
伺服：ASD-A0721LA １台
三、系统控制说明
工作说明：主轴电机用VFD-015M23A驱动，切台上的圆刀（切刀）用VFD-007M23A驱动，伺服与齿轮同轴相连，通过齿轮皮带带动导轨，使切台在如图中A所示方向来回移动，用来完成定长的操作。同时切台通过油压可以在如图中B所示方向前后移动，用来对套在主轴上的胶带进行切割。
四、工艺及控制要求
工艺要求描述：两台变频器，一台驱动主轴马达；另外一台驱动圆刀（切刀）。伺服通过齿轮皮带和导轨传动控制切台的定位，即定长。变频器通过RS485通讯的方式控制，给定主轴和圆刀的转速。伺服用Pt模式定位。根据客户的要求为其提供了单段和连续两种控制方式和10种操作模式,每种操作模式包含：宽度设定、刀数设定两个参数。在生产前，客户根据生产的要求，将需要生产胶带的宽度和刀数在参数表中预先设定好。如果操作人员选择单段控制方式，在人机上输入模式号后，系统自动把对应该模式的参数（宽度和刀数）调用出来。启动后，刀台通过伺服开始定长横向移动，当到达设定的长度后，刀台横向移动停止，通过油压控制刀台向系统框图中B 所示的方面纵向移动，当刀台移动至前限位处，开始定时，保证将胶带完全切断后，自动退回至后限位开关处停止。如果该模式设定的刀数不为零，则重复以上动作，直到切割的次数等于设定的刀数后，自动停止。如果该模式设定的刀数为零，则系统不动作。而如果操作人员选择连续控制方式，在人机上输入模式号，则启动后系统自动按照模式1设定的宽度和刀数切割，当模式1切割完毕后，自动按照下一模式设定的宽度和刀数切割，直到将设定的模式全部切完后自动停机。如果其中有的模式设定的刀数为零时，自动跳到下一模式，参数也随之改变。例如：在连续模式下：选择模式１０，启动后系统按照模式１设定的参数切割，模式１切割完毕，如果模式２中设定的刀数不为零，则按照模式２设定的宽度和刀数自动切割；如果模式２中设定的刀数为零，则系统自动跳过模式２，按照模式３中设定的参数切割。依次类推，直到将模式１０设定的宽度和刀数切割完毕后，系统自动停机。
系统生产流程的顺序如下所述：首先夹头动作，夹头动作前，主轴气缸首先要向上动作，上到限位后，夹头顶出，将主轴夹住。然后圆刀才能启动进行切割，在运行过程中如果按全部停止，则圆刀停止，然后夹头缩回，缩到位后，主轴气缸向下，下到限位后停止向下。在连续运行完毕后，系统自动停止，并且自动缩回夹头，主轴气缸向下到位。然后，刀台自动归位，归位到限位后停止。
在整个自动切卷的过程中，如果出现任何故障或者操作人员手动停车，则系统记录当前执行到的模式号和已经完成了几次切割，如果故障处理完毕后再次启动，则按照停车前的模式继续切割。以上所述的是自动切割状态。
在手动状态下，为客户提供了自动对刀的功能。即在出现故障或前一次切割质量不高时，在停机的状态下，可以通过人机或操作面板上，按间接归位或间接前进按钮，切台自动以当前模式设定的宽度向后或向前移动一个宽度，达到自动对刀的功能，同时也提供手动对刀的功能。
我们为客户开发的整套系统，控制可靠，伺服通过调整了相应的2-00后的参数，使得其响应性和精度都要高于客户以前使用的系统，并且工艺和操作上也更胜一筹。客户以前使用的系统只能连续运行，而且只有三种模式设定，不能单段运行。在程序中，中达巧妙的运用了变址和循环的功能，使得程序也很简练，客户非常认可。这再一次印证了台达的机电产品在系统集成方面具有很强的优势。
五、调试感想
伺服在PT模式下，很容易受干扰。如果电柜内有干扰源，如变频器，直流调速器等，即使不发脉冲，只要伺服始能，可能电机就会运行。这种情况，都属于干扰问题。可以采取以下措施：
将变频器的载波频率适当的降低，以减小干扰；
PT模式下，将伺服驱动器中1-00的参数设置成32；
变频器和伺服可靠接地；
适当的调整2-26的设定值，以提高伺服的外部抗干扰的能力；
如果伺服电机的噪音比较大，可以增大2-25的值，以减小电机噪音。
如果伺服在运行中，不是很平滑。说明伺服的参数调整的不好，可以借助Auto Controller Computation软件，输入伺服的功率、频宽、惯量比。通过该软件帮助我们算出2-00、2-02、2-04、2-06、2-23、2-24、2-25、2-26的参数值，在此基础上，根据实际情况，再进行个别参数的调整。