摘 要：時(shí)光科技針對(duì)鋼板剪切機(jī)制作了專門應(yīng)用方案，并配套專用控制程序，該伺服系統(tǒng)適合各種鋼板的定長(zhǎng)剪切，更好的服務(wù)于市場(chǎng)。

一、引言

      在成卷型材料制造完成后，根據(jù)五金加工廠的要求，將卷材裁切成不同長(zhǎng)度的板材并打包運(yùn)輸?shù)娇蛻籼帲煽蛻粼傩刑幚?。因此客戶要求?duì)制造出來(lái)的材料直接進(jìn)行定長(zhǎng)切斷和整料，滿足市場(chǎng)的需求，在此背景下，設(shè)備制造生產(chǎn)商推出板材剪切機(jī)。

二、系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介                         

1、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      機(jī)械系統(tǒng)由放料架、主機(jī)、收料架組成；其中主機(jī)包括板材平直輪組，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)拖動(dòng)板材前進(jìn)系統(tǒng)，切刀架等。電氣系統(tǒng)由上位控制機(jī)（西門子可編程控制器）、人機(jī)界面、時(shí)光伺服控制器、伺服電機(jī)以及外圍控制開(kāi)關(guān)組成，如下圖。

圖1   系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    人機(jī)界面設(shè)定剪切長(zhǎng)度 L1；上位機(jī)給出速度和位置脈沖；

2、工藝流程

    上電給使能以后,根據(jù)設(shè)定的切斷長(zhǎng)度，上位控制器（西門子可編程控制器）發(fā)送速度和位置脈沖。伺服控制器根據(jù)該脈沖驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)拖動(dòng)板材前進(jìn)，到位停止后伺服控制器給出到位信號(hào)到上位控制器，上位控制器輸出切斷信號(hào)，切斷完成信號(hào)返回上位控制器，繼續(xù)循環(huán)下一張剪切工序，到設(shè)定張數(shù)時(shí)停止運(yùn)行，待收料處理完畢后，再給出啟動(dòng)信號(hào)循環(huán)運(yùn)行。一次循環(huán)動(dòng)作要求在 5S內(nèi)完成，切斷誤差在 1mm內(nèi)，送料速度最大 60m/Min。

3、上位機(jī)控制流程

      根據(jù)工藝流程及要求，編制上位機(jī)控制程序流程如下

圖2   程序流程圖

4、伺服控制器控制流程

根據(jù)工藝流程及要求，定義伺服控制器端口及編制控制程序流程如下

;*********I/O端子定義*********

;C4D0 ON     伺服使能(SERVO ENABLE)

;     OFF    電機(jī)停止到自由狀態(tài)(SERVO DISABLE)

;C4D5 ON     同步控制選擇(不需要其它的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào))

;     OFF    速度控制

;C0D0 ON     同步結(jié)束  （M01 M02）

;

;*********系統(tǒng)參數(shù)************

;NO.0  $FE50  脈沖量輸入方式   0 :單列脈沖   1 : A , B 相脈沖        0 

;NO.1  $FE52  脈沖量增益 * a                                     1 0 0 0 

;NO.2  $FE54  脈沖量增益 / b                                     1 0 0 0 

;NO.3  $FE56  同步控制方式                                     3 

; 1   速度跟隨 3  位置跟隨(不補(bǔ)償滯后脈沖) 4  位置跟隨(補(bǔ)償滯后脈沖) 5  位置同步

;NO.4  $FE58  零伺服                                          0 

;NO.5  $FE5A  跟隨最大頻率                                    2 0 0 0 

;NO.6  $FE5C  PSG

;NO.7  $FE5E  脈沖清空選擇        0   清空  其他  不清空

;

;**********程序開(kāi)始***********

      ORG  0

      CALL  $460

      DPOKE  $FE38  0

G00   JSR  D00

G01   C0=0

      JEQ  G00  C4  AND  1

      JEQ  G00  C4  AND  32

      J S R   Q 0 0 

      DPEEK  B6  $FE50

      JEQ  H10  B6

      D P O K E   $ E F 8 C   $ 8      ; A , B 相脈沖

      JMP   H 1 5 

H10   DPOKE  $EF8C  $8008     ;單脈沖

H15   DPEEK  $EF7C  $FE52     ;電子齒輪比 *a

      DPEEK  $EF7E  $FE54     ;電子齒輪比 /b

H 2 0   H Z P = 0               ;先停下來(lái)

       P S G = 0 

       JNE  H20  HZS

       D P E E K   B 6   $ F E 5 6      ;同步方式  3 跟隨 5 同步

H21   JEQ  H25  B6-1

     JEQ  H30  B6-3

     JEQ  H35  B6-4

     JEQ  H40  B6-5

     J M P   G 0 1 

H25  POKE  $FF04  1

     J M P   H 4 5 

H30  POKE  $FF04  3

     J M P   H 4 5 

H35  POKE  $FF04  4

     J M P   H 4 5 

H40  POKE  $FF04  5

H45    DPEEK MAXHZ $FE5A

H 5 0   P L S = 0               ;初始化位置

     PLS2=0

     DPEEK  B6  $FE5E

     JEQ  H55  B6

     J M P   H 8 0 

H55    JEQ G00 C4 AND 1

     JEQ  G00  C4  AND  32

H60  AC=HZS

     JMI  H65  AC-50

     J M P   H 7 0 

H65    C0=C0 or 2

H 6 6   P L S = 0               ;初始化位置

     PLS2=0

     J M P   H 7 5 

H70  C0=0

H75    DPEEK PSG $FE5C

     J M P   H 5 5 

H80    JEQ G00 C4 AND 1

     JEQ  G00  C4  AND  32

H85  AC=HZS

     JMI  H90  AC-50

     J M P   H 9 5 

H90    C0=C0 or 2

     J M P   H 9 9 

H95  C0=0

H99    DPEEK PSG $FE5C

     J M P   H 8 0 

;********電機(jī)上電***********

Q00    JNE Q10 SEVCC

     S E V C C = 1 

Q10  RTS

;*********零伺服處理**********

D00  POKE  $FF04  0

     JEQ  D08  SEVCC

     H Z P = 0 

     P S G = 0 

     JNE  D00  HZS

D 0 5   D P E E K   B 6   $ F E 5 8                     ;零伺服

     J N E   D 0 7   B 6 

D06    JEQ D08 SEVCC

     S E V C C = 0 

     J M P   D 0 8 

D07  SEVCC=1

D08  RTS

     E N D 

三、系統(tǒng)問(wèn)題及解決方法

      1、頻繁快速加減速啟動(dòng)問(wèn)題

      由上述工藝結(jié)構(gòu)、流程和技術(shù)參數(shù)了解到，鋼板剪切機(jī)要求頻繁快速加減速啟動(dòng)，因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)的加減速時(shí)間很短；而工作臺(tái)又有相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，負(fù)載慣性大，交流變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)電機(jī)因其啟動(dòng)力矩和低速力矩不夠，高速加減速時(shí)間長(zhǎng)，低頻力矩輸出低，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。時(shí)光異步伺服控制器在額定轉(zhuǎn)速頻率范圍內(nèi)具有恒轉(zhuǎn)矩（200%額定）輸出的特性，采用該伺服驅(qū)動(dòng)后上述問(wèn)題得到解決。

      2、工作運(yùn)行中震動(dòng)問(wèn)題

      工作臺(tái)在頻繁啟動(dòng)和高速加減速過(guò)程中容易產(chǎn)生震動(dòng)，而電機(jī)在高速停止過(guò)程中容易發(fā)生機(jī)械諧振，一般變頻調(diào)速采取設(shè)定加減速時(shí)間和 S曲線方法解決；而時(shí)光伺服控制器除具有上述曲線功能外，還具有定位時(shí)減速過(guò)程的慣性修正點(diǎn)設(shè)定、定位結(jié)束前爬行的剩余脈沖數(shù)設(shè)定的功能，同時(shí)通過(guò)設(shè)定 PSG可以明顯解決震動(dòng)問(wèn)題。

四、結(jié)論

      經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試，采用時(shí)光伺服控制器作為驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)行，送料速度達(dá)到 60 米/分鐘，剪切精度±0.5mm，單循環(huán)動(dòng)作時(shí)間 5 秒內(nèi)，達(dá)到設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。并通過(guò)對(duì)伺服參數(shù)的調(diào)整，使得機(jī)臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)，震動(dòng)小，獲得用戶好評(píng)。