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作者：深圳市步科電氣有限公司 華北區(qū)域技術(shù)主管 劉鐵
關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動(dòng)器、K4、Kinco伺服、CAN總線、小兒尿褲、轉(zhuǎn)盤(pán)
尿褲生產(chǎn)線是一個(gè)對(duì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性要求很高的一種機(jī)械設(shè)備，要求控制系統(tǒng)能夠提供很好的協(xié)調(diào)能力，協(xié)調(diào)各個(gè)伺服之間的動(dòng)作流程，不能出現(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)作間斷的情況，同時(shí)還要求伺服系統(tǒng)具有很好的反應(yīng)能力，及時(shí)處理來(lái)自PLC的命令，以達(dá)到很高的生產(chǎn)效率。我們所做的這套系統(tǒng)是用來(lái)包裝尿褲的，同時(shí)也可以用來(lái)包裝衛(wèi)生巾，系統(tǒng)各方面要求很高，整個(gè)系統(tǒng)控制工藝復(fù)雜，控制設(shè)備繁多，各個(gè)電機(jī)之間要求很高的協(xié)調(diào)性.該系統(tǒng)采用5套伺服電機(jī)控制，而每套伺服電機(jī)間均有數(shù)據(jù)交換，且數(shù)據(jù)通訊也要求很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，也就是要求系統(tǒng)具有總線通訊能力，這樣就要求伺服驅(qū)動(dòng)器擁有非常強(qiáng)大的功能才能滿足控制要求,而Kinco伺服驅(qū)動(dòng)器則能滿足此類(lèi)系統(tǒng)控制要求，下面是我們驅(qū)動(dòng)器的一些功能特點(diǎn)：
1、全數(shù)字化的速度和位置控制功能，并提供位置、速度和扭矩的控制功能；
2、靈活多變的跟蹤控制方式，提供高靈敏度的跟蹤效果；
3、可編程控制的數(shù)字輸入輸出；
4、可監(jiān)控電機(jī)短路、電壓、溫度、編碼器、位置跟蹤和電流過(guò)高等故障；
5、可通過(guò)RS232、RS485、Profibus、CAN通訊口進(jìn)行參數(shù)設(shè)定；
因此我們的伺服驅(qū)動(dòng)器完全有能力勝任這份工作，下面大致介紹下這套系統(tǒng)：
一、工藝要求
尿褲生產(chǎn)線以一定的速度把生產(chǎn)出來(lái)的尿褲輸送出來(lái)(速度從1片/分鐘~360片/分鐘)。尿褲包裝機(jī)從接收尿褲開(kāi)始，到把尿褲按要求的每包數(shù)量一包一包放入包中。首先轉(zhuǎn)盤(pán)接料處有個(gè)開(kāi)關(guān)，一個(gè)尿褲來(lái)后，轉(zhuǎn)盤(pán)的葉片擺一次，尿褲不斷進(jìn)來(lái)。在轉(zhuǎn)盤(pán)的另一側(cè)有兩個(gè)開(kāi)關(guān)，一個(gè)檢測(cè)葉片，一個(gè)檢測(cè)是否缺料。撥桿把推出來(lái)的尿褲送到夾頭處，夾頭會(huì)把一包數(shù)量的尿褲夾緊，撥桿會(huì)繼續(xù)把尿褲往前推到左右擺，然后氣缸會(huì)把一包數(shù)量的尿褲推到包裝袋中。
二、方案設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)盤(pán)、推頭、撥桿、夾頭、左右擺都需要伺服控制。氣缸、離合、氣閥需要開(kāi)關(guān)量控制。還有一些檢測(cè)開(kāi)關(guān)，需要輸入到控制器中。我們對(duì)這樣一套控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，認(rèn)為Kinco K4帶CAN總線的PLC通過(guò)CAN總線來(lái)控制Kinco伺服。eView屏與K4通過(guò)RS232與屏通訊來(lái)設(shè)定和顯示參數(shù)，4通過(guò)RS485來(lái)控制變頻器，這樣一套控制方案應(yīng)該說(shuō)是最可靠、最簡(jiǎn)潔、最經(jīng)濟(jì)的控制方案。
三、編程實(shí)現(xiàn)
控制系統(tǒng)的其中一個(gè)重點(diǎn)就是如何做到與主系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。尿褲包裝機(jī)的整體運(yùn)行速度，它要跟隨尿褲生產(chǎn)的速度自動(dòng)調(diào)整。尿褲生產(chǎn)線的速度是1片/分鐘~360片/分鐘可調(diào)的，每包的數(shù)量不同，包裝機(jī)的整體速度也是不同的。每包的數(shù)量是6包~20包可設(shè)定。這些可變的量太多，組合出來(lái)的數(shù)是非常大的。我們通過(guò)仔細(xì)分析工藝，分成四段，1片/分鐘~90片/分鐘、91片/分鐘~180片/分鐘、181片/分鐘~270片/分鐘、271片/分鐘~360片/分鐘；根據(jù)工藝的要求，我們選擇了最為合適的配置和編程方式。
a) 硬件配置
選CPU模塊選K406-24AR。重點(diǎn)進(jìn)行CANOPEN主站配置，CANOPEN主站配置主要包括：主站及全局配置、網(wǎng)絡(luò)配置、對(duì)象字典映射。詳細(xì)配置如下：
主站及全局配置：
主要配置：波特率、SDO超時(shí)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)輸出的起始地址設(shè)定、啟動(dòng)時(shí)配置各從站。
網(wǎng)絡(luò)配置：
主要配置：各伺服控制器的站號(hào)、監(jiān)督類(lèi)型、監(jiān)督時(shí)間、壽命因子、故障處理、從站類(lèi)型。
對(duì)象字典映射：
主要配置：各站的接收PDO和發(fā)送PDO。
1、接收PDO：控制字、控制模式、目標(biāo)位置、最大速度、目標(biāo)速度、回原點(diǎn)模式。
2、發(fā)送PDO：狀態(tài)字、實(shí)際位置。
b) 編程
編程包括：PLC程序、觸摸屏程序、伺服驅(qū)動(dòng)器程序，這里只進(jìn)簡(jiǎn)單的介紹。當(dāng)硬件配置好后，控制伺服，就直接在PLC對(duì)應(yīng)的寄存器中填寫(xiě)數(shù)值就可以了。
PLC主要編寫(xiě)了以下子程序：上電初始化、找原點(diǎn)、手動(dòng)、自動(dòng)、故障報(bào)警、故障復(fù)位等。
--上電稍延時(shí)，各設(shè)備找原點(diǎn)。
--手動(dòng)方式：在屏上操作各設(shè)備的動(dòng)作。
--自動(dòng)方式：選擇自動(dòng)方式，啟動(dòng)后，自動(dòng)接收尿褲，自動(dòng)組片包裝。
--由于轉(zhuǎn)盤(pán)要跟隨生產(chǎn)線的速度，轉(zhuǎn)盤(pán)伺服的電子齒輪比要設(shè)定。也是用SDO方式。
--PLC通訊RS485與變頻器通訊，改變變頻器的速度。
下面是其中的一段程序，通過(guò)該段程序，可以了解到PLC是如果通過(guò)PDO的方式來(lái)控制伺服的，如下圖：
四、 總結(jié)
尿褲包裝機(jī)調(diào)試結(jié)束后，深受用戶的好評(píng)。當(dāng)尿褲生產(chǎn)設(shè)備完成后，全套設(shè)備連調(diào)，效果很好，該設(shè)備已發(fā)國(guó)外客戶。尿褲包裝機(jī)成為了該廠新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。采用Kinco K4通過(guò)CAN總線控制Kinco智能伺服對(duì)于多軸系統(tǒng)是很好的解決方案，可以很好的簡(jiǎn)化系統(tǒng)編程、減少工程師的編程難道，同時(shí)也減少了數(shù)量眾多的脈沖方向模塊，為客戶節(jié)省了成本。
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