飛剪控制功能塊應(yīng)用于沖印機(jī)

武亞蓉

（太鋼不銹鋼股份有限公司能源動(dòng)力總廠，山西 太原 030003）

飛剪控制功能塊應(yīng)用于沖印機(jī)

武亞蓉

（太鋼不銹鋼股份有限公司能源動(dòng)力總廠，山西 太原 030003）

太鋼有物料生產(chǎn)線需要在表面進(jìn)行文字、數(shù)字、標(biāo)識(shí)的沖?。ㄤ撚。?，在沖印過程中，為了提高生產(chǎn)效率，物料正常生產(chǎn)過程中進(jìn)行沖印，即沖印過程和物料生產(chǎn)速度保持同步，提高了自動(dòng)化程度，保證了沖印質(zhì)量。

沖印機(jī)；飛剪控制功能

圖1 控制結(jié)構(gòu)圖

圖2 設(shè)備原理圖

在沖印機(jī)Z1軸跟隨物料同步速度橫移運(yùn)動(dòng)控制中采用了飛剪控制功能塊，即同步運(yùn)行狀態(tài)下將剪切功能轉(zhuǎn)換為沖印功能，實(shí)現(xiàn)同步?jīng)_印。

1 概述

在沖印系統(tǒng)中，所需要沖印的文字、數(shù)字、標(biāo)識(shí)由PLC系統(tǒng)發(fā)送指令，和二級(jí)系統(tǒng)連接實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的連續(xù)跟蹤并將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給沖印機(jī)，并且物料連續(xù)被沖印。沖印設(shè)備包括了縱向橫移（即物料移動(dòng)方向Z1軸）和橫向橫移（即物料橫向沖印位置X1軸）伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)執(zhí)行沖印過程中，物料不停止，沖印加速到同步速度再執(zhí)行沖印。當(dāng)沖印機(jī)同步運(yùn)行到物料所需要加工的位置就開始沖印。在沖印完成以后并且達(dá)到最小沖擊，沖印機(jī)返回到起始位置然后開始下一條指令。測(cè)量輪在物料表面來檢測(cè)物料的位置和速度。測(cè)量輪上安裝增量編碼器或絕對(duì)值編碼器，編碼器的另一端連接到伺服控制器的輸入。沖印機(jī)使用編碼器來實(shí)現(xiàn)同步或用虛擬信號(hào)來實(shí)現(xiàn)測(cè)試，完成對(duì)鋼板的鋼板號(hào)的鋼性沖印,這樣使生產(chǎn)處于高節(jié)奏的狀態(tài)，提高了生產(chǎn)效率和物料表面質(zhì)量。

2 沖印機(jī)系統(tǒng)組成

2.1 關(guān)鍵硬件組成

需要高性能的伺服系統(tǒng)、測(cè)量輪、測(cè)量輪接口卡和PLC控制系統(tǒng)。

2.2 軟件功能

按照應(yīng)用軟件設(shè)置沖印機(jī)設(shè)備（線性軸、無模數(shù)、運(yùn)動(dòng)范圍、限幅）。

設(shè)置編碼器/測(cè)量編碼器。確保編碼器在正方向上移動(dòng)，因?yàn)楦櫻b置只在正方向上起作用。

2.3 核心功能塊介紹

力士樂飛剪剪切模塊（ML_FlyingShear）使用見圖3。

圖3 飛剪功能塊接口

簡(jiǎn)要說明MX(L)_FlyingShear實(shí)現(xiàn)飛剪軟件的基本功能并執(zhí)行以下開始為true的步驟:移動(dòng)從動(dòng)軸到“ReturnPos”并一直等到到位。物料自動(dòng)跟蹤使從動(dòng)軸與主軸同步。一旦從動(dòng)軸與物料同步設(shè)置輸出“InSync”。當(dāng)“MoveReturn”輸入被激活，從動(dòng)軸返回到起始位置。

①VirtualMaster輸入信號(hào)只用于MX(L)_FlyingShear功能塊。②主的輸入/輸出信號(hào)僅用于MX(L)_FlyingShear功能塊（MLC）通過MLD-S作為主軸被定義單位按照傳動(dòng)系數(shù)為物理單位（mm）。在同步運(yùn)動(dòng)中變?yōu)樾轮怠祷仉A段。

圖4說明了物料在停止?fàn)顟B(tài)下的立即剪切（START=FALSE）。

圖4 手動(dòng)狀態(tài)下動(dòng)作時(shí)序圖

圖5說明了飛剪功能塊在物料移動(dòng)過程中的剪切完成和立即剪切的時(shí)序。

圖5 自動(dòng)狀態(tài)下的時(shí)序圖

2.4 測(cè)量輪功能塊

測(cè)量輪主要用于伺服系統(tǒng)閉環(huán)控制，物料進(jìn)給的滑動(dòng)誤差在應(yīng)用程序中進(jìn)行補(bǔ)償。例如在進(jìn)給出現(xiàn)加工設(shè)備/加工處理的滑動(dòng)誤差，產(chǎn)生在反饋輥和物料之間，是由于油膜或物料上的阻力，或由于卷筒的反作用力起伏不均勻，或進(jìn)給是起伏的情況，輥?zhàn)叩氖球暄训那€接觸點(diǎn)（內(nèi)層直徑）是變化的，這些造成了設(shè)備的局限性引起了滑動(dòng)誤差的出現(xiàn)?；鞠到y(tǒng)使用了傳動(dòng)裝置測(cè)量輪模式克服了這個(gè)缺點(diǎn)。這是特殊傳動(dòng)的位置模式補(bǔ)償滑動(dòng)誤差或延展，通過安放測(cè)量裝置在物料上直接測(cè)量，直接連接到傳動(dòng)編碼器的測(cè)量端口，這個(gè)信號(hào)被用于精密的傳動(dòng)位置環(huán)控制，因而外表面移動(dòng)的長度被監(jiān)控保證了所需要的精度。測(cè)量輪利用測(cè)量輪和結(jié)合面的摩擦力，在使用測(cè)量輪編碼器進(jìn)行位置閉環(huán)控制之前測(cè)量輪必須100%的接觸。如果系統(tǒng)沒有振蕩和失控，主要的測(cè)量系統(tǒng)需要在電機(jī)和測(cè)量輪編碼器在后臺(tái)切換來提供特殊的運(yùn)算類似頭部是螺紋的，離開或輥抬起。

在使用測(cè)量輪FB之前首先使能傳動(dòng)（MX_Power）。當(dāng)Indra Logic項(xiàng)目中測(cè)量輪FB被使能它將從encoder-1到encoder-2切換,但是這種切換也回引起傳動(dòng)基準(zhǔn)位（Homed）退出。不可以出現(xiàn)無傳動(dòng)基準(zhǔn)的位移或在PLC程序中產(chǎn)生錯(cuò)誤。意思是不能使用MX_Move Absolute FB與MW共同運(yùn)算，所有運(yùn)動(dòng)都是相關(guān)的。

3 功能概述

利用飛剪功能塊作為沖印機(jī)控制功能將使程序變得單一、簡(jiǎn)單。其他功能在提供的PLC項(xiàng)目工具程序中一些應(yīng)用需要適時(shí)改變。以下是沖印機(jī)項(xiàng)目功能：①手動(dòng)模式；②點(diǎn)動(dòng)；③回HOME位；④在物料停止?fàn)顟B(tài)立即沖?。虎葑詣?dòng)模式；⑥連續(xù)沖??；⑦物料在移動(dòng)過程中立即沖?。虎辔锪夏M程序測(cè)試。

圖6 閉環(huán)控制圖

按“Manual”鍵和 Home（用“Home”鍵）萬一不是絕對(duì)值編碼器。直到綠色的Home狀態(tài)燈變綠表示Home完成。

在手動(dòng)模式下用“JOG”模式可以在正向和反向進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)。（一旦啟動(dòng)點(diǎn)動(dòng)命令或點(diǎn)動(dòng)命令已經(jīng)執(zhí)行將被封鎖來確保復(fù)位“Home”。）

復(fù)位手動(dòng)模式按鈕；請(qǐng)按模擬鍵-物料模擬被啟動(dòng)；按“Imm Cut”and“Automatic”鍵-所有沖印軸執(zhí)行立即沖印。另外，沖印機(jī)按照命令進(jìn)行連續(xù)沖印。

圖7 設(shè)備位置標(biāo)定

圖8 運(yùn)行監(jiān)控圖

4 運(yùn)行使用中的建議

（1）在現(xiàn)場(chǎng)使用過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題：對(duì)于測(cè)量輪大反饋(>400 mm)使用高分辨率編碼器。推薦使用每分4 096遞增/Rev和正弦信號(hào)。低分辨率將造成剪切精度低和軸的噪聲。

（2）當(dāng)機(jī)械人員拆裝設(shè)備后或電氣人員更換伺服電機(jī)、控制板后要對(duì)設(shè)備原始位置進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定方式根據(jù)使用伺服系統(tǒng)供貨商的不同而不同。

（3）由于在物料表面進(jìn)行鋼印沖印，在機(jī)械設(shè)備軸上會(huì)沾染一些鐵粉，所以在運(yùn)行中要對(duì)電機(jī)負(fù)荷進(jìn)行周期性的負(fù)荷監(jiān)控。

5 結(jié)束語

從使用中成功地利用飛剪設(shè)備中的功能塊實(shí)現(xiàn)了沖印功能，方法簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

TG333.21

A

1000-8136(2010)32-0035-03