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本文主要介紹臺達(dá)DVP20PM系列PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用,詳細(xì)介紹了臺達(dá)PM系列PLC、A2系列交流伺服系統(tǒng)及DOP系列觸摸屏在本系統(tǒng)的控制方式及作用;PM系列PLC通過內(nèi)置凸輪功能實現(xiàn)密封條線上高速打孔
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所屬類別:
(不超過20項)
電源產(chǎn)品分類
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UPS電源
穩(wěn)壓電源
EPS電源
變頻電源
凈化電源
特種電源
發(fā)電機(jī)組
開關(guān)電源(AC/DC)
逆變電源(DC/AC)
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電源配套分類
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電池/蓄電池
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電子元件
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其他類
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其他
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內(nèi) 容:
<P> <STRONG>1引言 </STRONG></P> <P> 汽車密封條是汽車的重要零部件之一,廣泛用于車門、窗等部位,具有隔音、防塵、防滲水和減震的功能,保持和維護(hù)車內(nèi)小環(huán)境,從而起著對車內(nèi)乘員、機(jī)電裝置和附屬物品的重要保護(hù)作用。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,密封條的美觀、環(huán)保、舒適功能的重要性日益凸現(xiàn)。汽車密封條生產(chǎn)線的最后一個環(huán)節(jié)便是定型、切割、打孔; </P> <P> 傳統(tǒng)的方式由行程開關(guān)根據(jù)要求長度控制后,進(jìn)行自動切割,并延時推下,實行流水生產(chǎn),切割機(jī)以定長開關(guān)信號為指令,完成切割全過程,待密封條切割完畢后再裝到打孔機(jī)上手動打孔,這種方式導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下,自動化程度不高。 </P> <P> 本系統(tǒng)采用臺達(dá)20PM系列PLC控制,打孔機(jī)安裝在密封條生產(chǎn)線的末端,打孔、切割順序完成,20PM的內(nèi)置凸輪功能保證了打孔過程中與風(fēng)鉆與密封條保持同步,A2伺服的快速響應(yīng)性提高了系統(tǒng)運(yùn)行的速度及性能。本文著重闡述了檢測、跟隨打孔自動控制。 </P> <P> <STRONG>2控制系統(tǒng)設(shè)計 </STRONG></P> <P> 汽車密封條的在線鉆孔一直是密封條生產(chǎn)過程中問題較多的環(huán)節(jié),目前國內(nèi)外應(yīng)用較多的方法有停頓后鉆孔,偏心擺輪鉆孔或曲軸凸輪機(jī)構(gòu)鉆孔,這些方法各有特點(diǎn),但是都有一些共同的缺點(diǎn)。 </P> <P> (1)鉆孔間距的設(shè)定需要采用手工調(diào)節(jié)或者更換機(jī)械部件,非常不方便。 </P> <P> (2)由于采用了曲軸和機(jī)械凸輪等機(jī)構(gòu),設(shè)備的運(yùn)動磨損大,工作可靠性差,打出來孔的外觀性較差。 </P> <P> 為了避免上述問題的出現(xiàn),本系統(tǒng)采用了跟隨密封條生產(chǎn)線在線打孔的方法,即打孔機(jī)的時候?qū)崟r跟隨生產(chǎn)線的速度并實現(xiàn)可設(shè)定定長打孔。本系統(tǒng)使用一個增量型選擇編碼器安裝于密封條生產(chǎn)線的末端,用來采集密封條的線速度和計算來料長度;同時PLC將編碼器的數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)部的凸輪曲線中,控制從軸即打孔軸完成在線打孔功能。系統(tǒng)控制圖如下。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202095034956.jpg"></P> <P> 系統(tǒng)硬件設(shè)計: </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202095105610.jpg"></P> <P> 觸摸屏:臺達(dá)DOPB07S410; </P> <P> PLC:臺達(dá)DVP20PM00D; </P> <P> 牽引伺服:臺達(dá)ASDA0721-AB; </P> <P> 打孔伺服:臺達(dá)ASDA21021-L; </P> <P> 旋轉(zhuǎn)編碼器:5V 差動信號 2500ppr; </P> <P> 臺達(dá)20PM系列PLC內(nèi)置電子凸輪功能用來替代機(jī)械凸輪,相對于機(jī)械凸輪,其優(yōu)勢在于PLC的凸輪功能性能穩(wěn)定,可以隨時對凸輪曲線進(jìn)行在線修正,也可以多個凸輪曲線分別調(diào)用,大大降低了設(shè)備制造難度。 </P> <P> 臺達(dá)DVP-20PM00D是一款具有運(yùn)動控制專用功能的可編程控制器。20PM具有2路500KHz的輸入與輸出,在電子凸輪功能中定義X軸為從軸,編碼器輸入軸為主軸,當(dāng)定義好CAM Table后,從軸依據(jù)定義的曲線跟隨主軸運(yùn)動。利用獨(dú)立CPU處理運(yùn)動控制算法,可以很好地實現(xiàn)各種運(yùn)動軌跡控制、邏輯動作控制,直線/圓弧插補(bǔ)控制等,本系統(tǒng)正是利用了20PM運(yùn)動控制器的電子凸輪功能很好的解決了復(fù)雜高精度在線打孔的問題。 </P> <P> A2伺服為臺達(dá)公司推出的新型高精度網(wǎng)絡(luò)型交流伺服驅(qū)動器,是實現(xiàn)高速高精度自動化控制的首選伺服,特點(diǎn)如下: </P> <P> (1)高分辨率編碼器規(guī)格:提供20bit增量型編碼器;符合需要精細(xì)定位控制的機(jī)械設(shè)備的需求。此外,A2伺服也另外支持絕對型編碼器,滿足客戶機(jī)臺斷電時可記憶現(xiàn)在位置,在位置控制上提供更廣泛的使用場合。 {$page$}</P> <P> (2)網(wǎng)絡(luò)型控制架構(gòu):針對目前全球工控界對于高速網(wǎng)絡(luò)的控制需求,ASDA-A2除了能夠提供標(biāo)準(zhǔn)Modbus的通訊規(guī)格,還支持CANopen(1M bps),可以達(dá)到多軸幷聯(lián)高速控制。 </P> <P> (3)強(qiáng)大的內(nèi)部位置模式:A2提升標(biāo)準(zhǔn)ASDA-A系列的內(nèi)部位置模式功能,提供位置控制編輯器;內(nèi)部位置緩存器由原先8點(diǎn)增加到64點(diǎn),數(shù)字輸入點(diǎn)數(shù)(DI)增加到14點(diǎn),位置控制方式由簡易的點(diǎn)對點(diǎn)移動模式,晉升到可以由參數(shù)設(shè)定在兩點(diǎn)間進(jìn)行速度變換,甚至不同位置點(diǎn)的跳躍設(shè)定。大大滿足了客戶對于伺服驅(qū)動器的功能需求。 </P> <P> 在本系統(tǒng)中,20PM提供一個RS232通訊口與上位觸摸屏進(jìn)行通訊,操作人員可以快捷地對系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行查詢和修正;同時20PM的另一個RS485通訊口連接牽引伺服和打孔伺服,20PM通過便利的Modbus指令將所需數(shù)據(jù)及時地發(fā)送至兩臺伺服驅(qū)動器。 </P> <P> 高速在線打孔是典型的電子凸輪的應(yīng)用,要求在同步區(qū)類從動軸的線速度一定要等于主軸軸的線速度,這樣才能夠保證打出來的孔不會出現(xiàn)變形、開裂或不能打透等問題。此處利用PM內(nèi)建的電子凸輪功能完成此工藝的實現(xiàn),通過主軸編碼器作為命令來源控制從軸A2伺服,在系統(tǒng)啟動時,從軸A2伺服開始尋找固定原點(diǎn)做為初始位置,完畢后啟動從動軸的電子凸輪;通過觸摸屏對打孔的孔距等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202095613780.jpg"></P> <P> 系統(tǒng)軟件設(shè)計: </P> <P> (1)20PM程序設(shè)置 </P> <P> 使用臺達(dá)PM編輯軟件PMSoft 2.08,在O100程序中對PM的輸入輸出參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,如圖4所示。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202095658457.jpg"></P> <P align=center>圖4 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100334165.jpg"></P> <P> 首先需要先創(chuàng)建兩個解析度300點(diǎn)的Cam曲線。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100357691.jpg"></P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100406894.jpg"></P> <P> 然后通過20PM的內(nèi)置功能塊設(shè)定,設(shè)定主軸來源、從軸參數(shù)及打孔長度等參數(shù),此參數(shù)可以在觸摸屏上進(jìn)行修改。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100426887.jpg"></P> <P> 20PM的內(nèi)置功能塊為PLC編程人員提供了極大的方便,我們可以直接調(diào)用,摒棄了傳統(tǒng)的使用指令的方式,降低了調(diào)試的復(fù)雜程度。 {$page$}</P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100444620.jpg"></P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100453721.jpg"></P> <P> 觸摸屏程序設(shè)計: </P> <P> 本系統(tǒng)采用的為臺達(dá)B系列觸摸屏,優(yōu)良的性能保證了觸摸屏與PLC的數(shù)據(jù)交換。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100547277.jpg"></P> <P> 按照系統(tǒng)要求設(shè)定觸摸屏的通訊端口的各個參數(shù)。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100606212.jpg"></P> <P> 打孔參數(shù)設(shè)定畫面圖下圖所示,HMI上可以查詢到當(dāng)前產(chǎn)量、累計產(chǎn)量,同時可以設(shè)定打孔距,同時對孔距及從軸補(bǔ)償設(shè)定,修正由于機(jī)械、安裝等造成的誤差。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100626529.jpg"></P> <P> 從軸伺服控制系統(tǒng)設(shè)定: </P> <P> (1)軟件版本ASDA_Soft V4.00,第一步使用USB連接線將計算機(jī)與伺服控制器相連,進(jìn)行通訊設(shè)定,選擇On-Line,本設(shè)備使用的A2系列伺服,偵測完畢后確定進(jìn)入系統(tǒng)。</P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100646576.jpg"></P> <P> (2)伺服工作模式為Pt模式,需要在參數(shù)編輯器中設(shè)定伺服的工作模式、電子齒輪比等參數(shù)。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100812297.jpg"></P> <P> (3)運(yùn)行監(jiān)控 </P> <P> 通過PC軟件監(jiān)控馬達(dá)的速度線,可以看出從動軸與主動軸的追隨特性非常的好,重復(fù)定位精度達(dá)到±0.5mm。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=臺達(dá)20PM-PLC在汽車密封條高速生產(chǎn)線中的應(yīng)用 src="/uploadfile/newspic/20150202100831897.jpg"></P> <P> <STRONG>3總結(jié) </STRONG></P> <P> 經(jīng)過多次試驗驗證,本系統(tǒng)打孔的重復(fù)精度達(dá)到±0.5mm,設(shè)備維護(hù)方便,深受用戶的歡迎,已經(jīng)完全取代了現(xiàn)在客戶使用的手動離線打孔設(shè)備。 </P> <P> 使用電子凸輪取代傳統(tǒng)的機(jī)械凸輪設(shè)計的汽車密封條在線旋轉(zhuǎn)打孔系統(tǒng)憑借優(yōu)良的性能、方便的操作,節(jié)省了人力物力,同時又提高了生產(chǎn)效率;由于20PM及A2伺服的可靠性高,系統(tǒng)性能穩(wěn)定,定位精度較高,控制系統(tǒng)智能、方便、快捷,深受客戶的好評。<SPAN style="FONT-FAMILY: Webdings"><</SPAN></P>