施耐德產(chǎn)品在包裝行業(yè)的應(yīng)用
伺服產(chǎn)品簡介
伺服系統(tǒng)在機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越多，其控制精度往往反映了機(jī)電設(shè)備的控制質(zhì)量。施耐德電氣運(yùn)動(dòng)控制部的產(chǎn)品分為兩個(gè)系列，TWINLINE和LEXIUM，面對(duì)OEM客戶時(shí)，我們主推TWINLINE系列的產(chǎn)品。TWINLINE系列中的驅(qū)動(dòng)器部分又分為4種，分別是TLD：一般驅(qū)動(dòng)；TLC4：具有特殊輸入輸出功能定義的數(shù)據(jù)設(shè)置型定位控制器；TLC5：通過現(xiàn)場總線控制的定位控制器；TLC6：可自由編程的定位控制器。
根據(jù)客戶對(duì)伺服系統(tǒng)功能的不同需要，我們選擇不同的驅(qū)動(dòng)器類型。本文以某廠的塑膜剪切機(jī)為例說明TWINLINE產(chǎn)品的運(yùn)用。
機(jī)器及工藝
圖1即為該剪切機(jī)。該機(jī)器分成3個(gè)部分，左側(cè)頭部是放卷部分。左側(cè)中部是伺服定位及剪切，其余部分為輸送及縫織。
本系統(tǒng)是單伺服系統(tǒng)，而且需要與PLC的輸入輸出配合使用，所以我們選擇了具有特殊輸入輸出功能定義的數(shù)據(jù)設(shè)置型定位控制器TLC4。
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關(guān)于伺服定位及剪切，客戶的基本要求包括兩個(gè)部分，第一功能稱為無色標(biāo)模式，要求為每分鐘剪切600MM－1000MM長的塑料編織袋35個(gè)，切刀在編織袋定位完成后進(jìn)行剪切，具體到單次的時(shí)間，剪切動(dòng)作需要0.5秒左右，伺服定位的時(shí)間約為1.2秒。第二功能稱為色標(biāo)模式，要求為當(dāng)塑料編織袋上印有色標(biāo)時(shí)，需要根據(jù)色標(biāo)來進(jìn)行剪切。通常是距離色標(biāo)位置300MM處。
系統(tǒng)配置：
系統(tǒng)配置見圖2所示:
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伺服系統(tǒng)的功能說明：
TLC4中有DATASET功能區(qū)，它可以存儲(chǔ)50個(gè)定位的工作任務(wù)，而這50個(gè)任務(wù)可以通過外部的6個(gè)地址輸入點(diǎn)來進(jìn)行選擇。輸入輸出端子可以提供相關(guān)的功能如：使能驅(qū)動(dòng)器，自動(dòng)手動(dòng)選擇，啟動(dòng)任務(wù)，任務(wù)完成，錯(cuò)誤復(fù)位，緊急停車等。借助于這些端子，我們可以很容易的實(shí)現(xiàn)配合切刀動(dòng)作的定位過程。一般的，我們把定位長度，速度等參數(shù)存在DATASET的0號(hào)任務(wù)中。6個(gè)地址輸入點(diǎn)除了選擇50個(gè)定位任務(wù)，還可以選擇如尋原點(diǎn)的預(yù)置功能。在本機(jī)器的色標(biāo)模式中，需要選擇地址為63的正向運(yùn)動(dòng)尋找參考限位開關(guān)的尋原點(diǎn)方式。在此功能下，馬達(dá)開始的時(shí)候進(jìn)行正向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)接收到參考限位開關(guān)信號(hào)之后，馬達(dá)再運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)設(shè)定的長度。
用戶可以在HMI上進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，PLC將設(shè)定的參數(shù)通過MODBUS通訊傳送到伺服控制器。用戶首先選擇機(jī)器自動(dòng)運(yùn)行模式，然后選擇功能模式，有色標(biāo)或是無色標(biāo)。然后用戶按下啟動(dòng)鍵，PLC程序根據(jù)用戶的選擇控制TLC4的運(yùn)動(dòng)模式：DATASET運(yùn)動(dòng)任務(wù)0或63號(hào)尋原點(diǎn)方式。從而達(dá)到用戶的功能要求。
伺服系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)：
伺服系統(tǒng)在進(jìn)行選型的時(shí)候有其特殊的要求，通常的來說，我們?cè)趥鲃?dòng)相關(guān)的場合總是把功率放在首位進(jìn)行考慮，在選用伺服系統(tǒng)時(shí)，不僅要考慮功率，還要考慮扭矩和負(fù)載系統(tǒng)的慣量，具體的分析就是不能因?yàn)轳R達(dá)的最大速度滿足用戶的需求就認(rèn)為馬達(dá)的選擇是正確的，一定要注意在需求的速度下的扭矩是否滿足負(fù)載的需求；此外，伺服馬達(dá)對(duì)于負(fù)載慣量有專業(yè)的要求。因此必須準(zhǔn)確地了解負(fù)載的機(jī)械尺寸及材料構(gòu)成，從而進(jìn)行正確的慣量計(jì)算。
在某剪切機(jī)上，經(jīng)計(jì)算，負(fù)載的慣量是490KGCM2,馬達(dá)自身的慣量為11.3 KGCM2，從慣量的角度看，直接驅(qū)動(dòng)是不可行的，最終勸說客戶通過1：3的同步帶進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)滿足要求。
總 結(jié)
事實(shí)上，本文所說的應(yīng)用案例是伺服系統(tǒng)比較簡單的應(yīng)用，伺服系統(tǒng)所能提供的功能要豐富的多，各位同事如果有具體的應(yīng)用案例，盡管與我們聯(lián)系，歡迎各位批評(píng)指正。
伺服系統(tǒng)在機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越多，其控制精度往往反映了機(jī)電設(shè)備的控制質(zhì)量。施耐德電氣運(yùn)動(dòng)控制部的產(chǎn)品分為兩個(gè)系列，TWINLINE和LEXIUM，面對(duì)OEM客戶時(shí)，我們主推TWINLINE系列的產(chǎn)品。TWINLINE系列中的驅(qū)動(dòng)器部分又分為4種，分別是TLD：一般驅(qū)動(dòng)；TLC4：具有特殊輸入輸出功能定義的數(shù)據(jù)設(shè)置型定位控制器；TLC5：通過現(xiàn)場總線控制的定位控制器；TLC6：可自由編程的定位控制器。
根據(jù)客戶對(duì)伺服系統(tǒng)功能的不同需要，我們選擇不同的驅(qū)動(dòng)器類型。本文以某廠的塑膜剪切機(jī)為例說明TWINLINE產(chǎn)品的運(yùn)用。
機(jī)器及工藝
圖1即為該剪切機(jī)。該機(jī)器分成3個(gè)部分，左側(cè)頭部是放卷部分。左側(cè)中部是伺服定位及剪切，其余部分為輸送及縫織。
本系統(tǒng)是單伺服系統(tǒng)，而且需要與PLC的輸入輸出配合使用，所以我們選擇了具有特殊輸入輸出功能定義的數(shù)據(jù)設(shè)置型定位控制器TLC4。
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系統(tǒng)配置：
系統(tǒng)配置見圖2所示:
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TLC4中有DATASET功能區(qū)，它可以存儲(chǔ)50個(gè)定位的工作任務(wù)，而這50個(gè)任務(wù)可以通過外部的6個(gè)地址輸入點(diǎn)來進(jìn)行選擇。輸入輸出端子可以提供相關(guān)的功能如：使能驅(qū)動(dòng)器，自動(dòng)手動(dòng)選擇，啟動(dòng)任務(wù)，任務(wù)完成，錯(cuò)誤復(fù)位，緊急停車等。借助于這些端子，我們可以很容易的實(shí)現(xiàn)配合切刀動(dòng)作的定位過程。一般的，我們把定位長度，速度等參數(shù)存在DATASET的0號(hào)任務(wù)中。6個(gè)地址輸入點(diǎn)除了選擇50個(gè)定位任務(wù)，還可以選擇如尋原點(diǎn)的預(yù)置功能。在本機(jī)器的色標(biāo)模式中，需要選擇地址為63的正向運(yùn)動(dòng)尋找參考限位開關(guān)的尋原點(diǎn)方式。在此功能下，馬達(dá)開始的時(shí)候進(jìn)行正向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)接收到參考限位開關(guān)信號(hào)之后，馬達(dá)再運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)設(shè)定的長度。
用戶可以在HMI上進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，PLC將設(shè)定的參數(shù)通過MODBUS通訊傳送到伺服控制器。用戶首先選擇機(jī)器自動(dòng)運(yùn)行模式，然后選擇功能模式，有色標(biāo)或是無色標(biāo)。然后用戶按下啟動(dòng)鍵，PLC程序根據(jù)用戶的選擇控制TLC4的運(yùn)動(dòng)模式：DATASET運(yùn)動(dòng)任務(wù)0或63號(hào)尋原點(diǎn)方式。從而達(dá)到用戶的功能要求。
伺服系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)：
伺服系統(tǒng)在進(jìn)行選型的時(shí)候有其特殊的要求，通常的來說，我們?cè)趥鲃?dòng)相關(guān)的場合總是把功率放在首位進(jìn)行考慮，在選用伺服系統(tǒng)時(shí)，不僅要考慮功率，還要考慮扭矩和負(fù)載系統(tǒng)的慣量，具體的分析就是不能因?yàn)轳R達(dá)的最大速度滿足用戶的需求就認(rèn)為馬達(dá)的選擇是正確的，一定要注意在需求的速度下的扭矩是否滿足負(fù)載的需求；此外，伺服馬達(dá)對(duì)于負(fù)載慣量有專業(yè)的要求。因此必須準(zhǔn)確地了解負(fù)載的機(jī)械尺寸及材料構(gòu)成，從而進(jìn)行正確的慣量計(jì)算。
在某剪切機(jī)上，經(jīng)計(jì)算，負(fù)載的慣量是490KGCM2,馬達(dá)自身的慣量為11.3 KGCM2，從慣量的角度看，直接驅(qū)動(dòng)是不可行的，最終勸說客戶通過1：3的同步帶進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)滿足要求。
總 結(jié)
事實(shí)上，本文所說的應(yīng)用案例是伺服系統(tǒng)比較簡單的應(yīng)用，伺服系統(tǒng)所能提供的功能要豐富的多，各位同事如果有具體的應(yīng)用案例，盡管與我們聯(lián)系，歡迎各位批評(píng)指正。
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