APC電子凸輪在平剪伺服供料機的應用

1、APC電子凸輪在平剪伺服供料機的應用APC 電子凸輪在平剪伺服供料機的應用本次 APC 電子凸輪的應用是在山東三金玻璃機械有限公司平剪伺服供料機上的沖料電子凸輪，來代替原有的機械凸輪。山東三金玻璃機械有限公司是中國日用玻璃協(xié)會和中國輕工機械協(xié)會副理事長單位。公司始建于1959年，2019年改制為民營企業(yè)。2019年與瑞士 BUCHE即赫集團艾姆哈特 公司成功合資，實現(xiàn)了世界第一與中國第一的強強聯(lián)合。瑞士的布赫集團在供料機上一直使用的是電子凸輪（這也是趨勢），而淄博三金一直在使用機械凸輪（每個供料機制造的瓶種受限制，更換瓶種需要更換機械凸輪，工作量繁瑣），三金為了迎合市場發(fā)展趨勢并與布赫接軌，所

2、以決定在供料機上研發(fā)電子凸輪（之前也做過電子凸輪，是寫在單片機中的，但隨著他們技術人員對單片機的不熟悉，所以需要找到新的控制方式。另外布赫的方案在國內性價比不高，不適合國內銷售）。此次項目啟動于 2019 年 5 月份，但直到 2019 年 1 月份才開始運作，經(jīng)過這幾個月的努力，基本已成功實驗客戶的需求。下面就本次應用對APC 的一些功能做下介紹。本次應用的方案配置如下：XV Servo MotorAdvanced Position Controller （APC）是嵌入到 SM應用模塊的多功能運動控制的 內核。如下圖所示， APC 內核是 SP 、 DST 、 MP 、 M 做運動控制的基

3、礎。在公司的 SM-ApplicationsLite V2 、SM-Applications Plus 與 SI-Applications Plus等應用模塊中均支持 APC操作。APC 具有速度、位置、數(shù)字鎖、電子凸輪、停止5 種模式。電子凸輪實際是用伺服軸的位移來模擬機械凸輪的。如下圖為現(xiàn)場的一個機械凸輪，實際為一個不規(guī)格的圓圈。APC 中的電子凸輪實際就是來模擬上圖中的位置曲線，實際是定義X 軸， Y 軸的對應關系。本次三金電子凸輪要求具備如下功能：10 組固定的凸輪， 1 組動態(tài)可修改的凸輪（電腦的組態(tài)軟件，手動繪制電子凸輪， 通過 SM 應用卡的Modbus RTU通訊來更新運行中的

4、動態(tài)凸輪表，在上個凸輪周期結束后，才能生效）。 10 組固定凸輪切換時，中間不能有停頓，切換在上條曲線結束后才能生效。并自動計算每次凸輪完成的時間，如時間不一致，需要調整。下圖為幾個實際運行的凸輪曲線（黃色位置曲線，紅色速度曲線）：在線可修改凸輪運行的比例（沖程），在線增加偏移（零點），停機位置（凸輪停止時停止的位置），同步相位（以角度值）可調整，所有改變均需在Cam下個周期生效，車速修改也是下周期生效。a）所謂的沖程，在APC里是控制如下兩個功能：APCSetCAMOutRatioNumeratorNUMERATOR%）APCSetCAMOutRatioDenominator（DENOMIN

5、ATOR%）下圖為修改沖程后的一個效果圖：所謂的零點就是電子凸輪起動的初始點，如下圖：同步相角是指，機械凸輪不規(guī)則的圓，也是分0360 度的，需要在一個設定度數(shù)下，輸出一個 200ms 的信號（客戶叫做同步信號），具體多少度下輸出，是可以在線修改的，也是下周期生效。車速是指X 軸的運轉速度，在此應用中是指虛擬主軸的速度。對應機械凸輪實際就是下圖中X軸的轉速，X 軸速度越快，完成一個凸輪的時間就越短。下圖為修改車速的一個監(jiān)控畫面：停機位置（凸輪停止時停止的位置），凸輪下次起動時，需要走到零點（啟動位 置）后，才能跑凸輪曲線。具備尋原點功能及點動功能。尋原點就是APC 中速度與位置模式的切換，在

6、APC 中沒有固定的原點功能（不像AMC），所以這樣是非常靈活的，可以根據(jù)自己的需求來配置原點例程。 下圖為此應用的一個原點動作（黃色位置曲線，紅色速度曲線）：點動功能就是APC 的速度模式，點動在凸輪運行時禁止操作。動作邏輯要求如下：急停時 servo off ，抱閘；松開急停則 servo on ，松開抱閘（如果報閘通過APP程序控制，需要考慮在PLC處于STOP狀態(tài)時，報閘問題）。如果氣壓開關和碎石保護開關正常則可以啟動運行，如果沒有氣壓和碎石開關則不允許啟動，只可 jog+ 和 jog- 功能。允許啟動時，如果沒有找零，則初始化找零，指示燈慢閃，找到之后回（零點 - 沖 程）位置，以后

7、按凸輪曲線運行，運行時指示燈常亮，并且運行指示也常有輸出；停機時，指示燈快閃，則運行完當前凸輪之后回到停機位置，運行指示停止輸出；再啟動時先回（零點 - 沖程）位置，再啟動運行；運行時如果氣壓或碎石任何一個沒有信號則立即停止凸輪運行，停在當前位置，這時jog+ 和 jog- 可以使用。實際應用中，遇到如下問題（已解決）：原三金要求電子凸輪每組10 個點，但由于插補方式等原因，需要增加到每組360個點?？山柚鶨XCEL工具，將數(shù)據(jù)放入 EXCEL表中，拷貝到SYPT Pro中，來減小修改程序 的工作量。同步信號 200ms 輸出不穩(wěn)定，有時會出現(xiàn)丟失情況。將同步信號的邏輯放入實時人物POS1中，

8、修改同步信號輸出的條件，給予解決。觸摸屏動態(tài)凸輪表（第 11 條）的傳遞，需要訪問 SM-Application Plus 卡的寄存器地址（70、71 、74、75組）。通過 APP卡的2、3、4、5端子的Modbus RTU從站功能（1開始 位、 8 數(shù)據(jù)位、 1 停止位、偶校驗）。SM 應用卡的Modbus寄存器地址為，如#70.00,地址為46999. d）用戶數(shù)據(jù)掉電保 存問題。SM-Applications Plus 的 DO輸出（2 路）最大電流為 20mA只能將一路DO更改接線位置，或換小功率的中間繼電器。輸出超過20mA會造成SM應用卡里的程序處于 STOP狀態(tài)，所有輸出狀態(tài)保持不變（包括運行指示）。試機過程中出現(xiàn)跑一段時間位置下移，一直到下限報警停止。嘗試用如下方式解決：Cam 使用循環(huán)模式，檢測到變量變化時切換至單循環(huán)模式，之后使變量生效，再次運行在循環(huán)模式，這樣需要固定幾個周期后（暫設定5 個周期），人為消除跟隨誤差。Cam 使用單循環(huán)模式，每個周期完成后，檢測變量，消除跟隨誤差（圖中圓圈部分）。但這樣每個凸輪周期會變長，大約增加0.6S左右。也就是說每分鐘的Cam個數(shù)受限，較循環(huán)模式要少。（增加的時間長短與速度環(huán)特性有關）。黃色為位置曲線，紅色為速