英威腾DA200伺服在飞剪的应用
- 关键词：DA200,伺服
- 摘要：经过现场测试，DA200应用在石膏板裁切精度达到±1mm，而其它同类伺服的精度为3mm左右。通过在驱动器里集成凸轮功能,省去了独立的外部运动控制器，不仅降低了硬件成本,还减少了运动控制器和伺服驱动器之间的接线工作,降低了电气方面出现问题的可能性。通过设定裁切尺寸，系统自动计算运动曲线，从而实现对不同尺寸的裁切，配合生产管理系统实现订单间的连续无隙切换,最大限度减少废石膏板的产生。
1.电子凸轮简介
电子凸轮(英文简称ECAM)，是利用构造的凸轮曲线来模拟机械凸轮，以达到机械凸轮系统相同的凸轮轴与主轴之间相对运动的软件系统，通过编码器将位置信息反馈给CPU，CPU进行运算处理，并在指定位置将进行输出。
2.机械凸轮模型
3.电子凸轮的类型
轨迹—轨迹式凸轮(path--path)，它是在凸轮程序中为每一个凸轮设置一个轨迹起点和轨迹终点，当实际位置(角度或者位移)到达轨迹起点时凸轮被置位；而当实际位置到达轨迹终点时凸轮被复位。对于此类凸轮，可得到两轴之间的非线性电子同步比，从轴位置可与使用凸轮轮廓的主轴同步。
轨迹—时间式凸轮(path--time)，它是在凸轮程序中为每个凸轮位置设置一个轨迹的起点和持续时间，当实际位置到达轨迹起点时凸轮被置位，然后经过预设的持续时间之后凸轮被复位。对于此类凸轮，可得到不同于梯形或者S形的运动轮廓。
4.电子凸轮实现方式
a.设定主轴和从轴
b.设定电子凸轮曲线
c.实现电子凸轮运动
注：电子凸轮曲线可以采用多种描述方式，常见的采用两维表格分别描述主轴和从轴的值；也可以采用数学公式来描述。很多厂家提供了具体的软件工具来方便生成电子凸轮曲线
5.凸轮应用实例
6.飞剪速度曲线
同步角（P7.59）：切刀速度与物料前进速度一致的区域。如图，0--80度的区间即为同步角度。在此区域内还涉及同步速度修正P7.53。
7.应用缩略图
工艺要求：
a.在触摸屏上显示切割数量和送料长度，其中切割数量不可以修改但可清零，送料长度可设置，并且需要实时更改（下一周期有效）。
b.在刚开始加工或者加工过程中，有一个手动立即剪切按钮，只要按下，切刀立刻切割一下，不影响后续加工；在切割过程中需要随机裁下一块料进行质量评估。
c.增加一个点动按钮，因为在设备停机时需要点动刀头进行维修。
硬件配置：
a.英威腾DA200伺服(2.0kW)
b.英威腾触摸屏
c.编码器
d.减速机
8.伺服调试及参数设置
A.485的配线
B.硬件第二编码器接线
C. CN1控制接线
DI1(电子凸轮啮合端口)
DI2(电子凸轮脱离端口)
DI3(伺服使能)急停
DI5(控制模式切换端口)
DI6(home开关输入端口)
DI8(设置为0备用端口)
DO1(回零完成输出)
COM+ COM-
P0.20=电子凸轮 | P5.15=回原点触发 | P7.55=76.7编码器直径 |
P0.03=位置速度模式 | P7.00=ECMA使能 | P7.56=4000单圈脉冲数 |
P0.40=内部速度 | P7.01=1主动轴来源 | P7.57=裁切长度 |
P0.46=速度设定 | P7.02=1ECMA啮合条件 | P7.58=送料速度 |
P3.00=1E电子凸轮啮合 | P7.03=7ECAM脱离条件 | P7.59=90同步区角度 |
P3.01=1F电子凸轮脱离 | P7.15=切刀方向 | P7.60=1000最大加（减）速度 |
P3.02=17原点开关输入 | P7.19=3内建飞剪曲线 | P7.61=3000（电机侧最大速度） |
P3.04=5 控制模式切换 | P7.31=1定长计数来源 | P7.62=0 电机最小速度 |
P3.05=3伺服使能 | P7.50=1 切刀数目 | P7.63=50加减速S曲线 |
P3.10=F 回原完成 | P7.51=1马达侧齿数 | P7.64=参数计算生效 |
P5.10=27回原点方式 | P7.52=40切刀侧齿数 | P10.45 = 0X003通讯 |
P5.11=1上电回原点 | P7.53=80 同步速度修正 | P10.46 = 1凸轮啮合 |
P5.12=外部屏幕设定 | P7.54=320切刀直径 | P10.46 = 2凸轮脱离 |
9.注意事项
切刀直径：切刀刀刃到固定切刀辊轮中心距离的二倍
计长编码器直径：通常为外围第二编码器滚轮直径
说明A：外围计数第二编码器必须为差分输出信号
说明B：从P7组参数开始，只要涉及电子凸轮曲线的参数，设置完都需要重新置位P7.64为1（此参数置位后自动复位），重新生成凸轮曲线，下一周期生效。
说明C：电子凸轮啮合与脱离的指令通过通讯给定生效，系统默认是物理端口，需要先将DI1，DI2改成通讯控制有效即P10.45=3。然后对应向P10.46里写数控制。
10.总结
经过现场测试，DA200应用在石膏板裁切精度达到±1mm，而其它同类伺服的精度为3mm左右。通过在驱动器里集成凸轮功能,省去了独立的外部运动控制器，不仅降低了硬件成本,还减少了运动控制器和伺服驱动器之间的接线工作,降低了电气方面出现问题的可能性。通过设定裁切尺寸，系统自动计算运动曲线，从而实现对不同尺寸的裁切，配合生产管理系统实现订单间的连续无隙切换,最大限度减少废石膏板的产生。