飛剪控制功能塊應用于沖印機

武亞蓉

（太鋼不銹鋼股份有限公司能源動力總廠，山西 太原 030003）

飛剪控制功能塊應用于沖印機

武亞蓉

（太鋼不銹鋼股份有限公司能源動力總廠，山西 太原 030003）

太鋼有物料生產(chǎn)線需要在表面進行文字、數(shù)字、標識的沖印（鋼印），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，提高了自動化程度，保證了沖印質(zhì)量。

沖印機；飛剪控制功能

圖1 控制結(jié)構(gòu)圖

圖2 設備原理圖

在沖印機Z1軸跟隨物料同步速度橫移運動控制中采用了飛剪控制功能塊，即同步運行狀態(tài)下將剪切功能轉(zhuǎn)換為沖印功能，實現(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、標識由PLC系統(tǒng)發(fā)送指令，和二級系統(tǒng)連接實現(xiàn)對物料的連續(xù)跟蹤并將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡發(fā)送給沖印機，并且物料連續(xù)被沖印。沖印設備包括了縱向橫移（即物料移動方向Z1軸）和橫向橫移（即物料橫向沖印位置X1軸）伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)。當執(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。當沖印機同步運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到最小沖擊，沖印機返回到起始位置然后開始下一條指令。測量輪在物料表面來檢測物料的位置和速度。測量輪上安裝增量編碼器或絕對值編碼器，編碼器的另一端連接到伺服控制器的輸入。沖印機使用編碼器來實現(xiàn)同步或用虛擬信號來實現(xiàn)測試，完成對鋼板的鋼板號的鋼性沖印,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 沖印機系統(tǒng)組成

2.1 關鍵硬件組成

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

2.2 軟件功能

按照應用軟件設置沖印機設備（線性軸、無模數(shù)、運動范圍、限幅）。

設置編碼器/測量編碼器。確保編碼器在正方向上移動，因為跟蹤裝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

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

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

圖4說明了物料在停止狀態(tài)下的立即剪切（START=FALSE）。

圖4 手動狀態(tài)下動作時序圖

圖5說明了飛剪功能塊在物料移動過程中的剪切完成和立即剪切的時序。

圖5 自動狀態(tài)下的時序圖

2.4 測量輪功能塊

測量輪主要用于伺服系統(tǒng)閉環(huán)控制，物料進給的滑動誤差在應用程序中進行補償。例如在進給出現(xiàn)加工設備/加工處理的滑動誤差，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，或進給是起伏的情況，輥走的是蜿蜒的曲線接觸點（內(nèi)層直徑）是變化的，這些造成了設備的局限性引起了滑動誤差的出現(xiàn)。基本系統(tǒng)使用了傳動裝置測量輪模式克服了這個缺點。這是特殊傳動的位置模式補償滑動誤差或延展，通過安放測量裝置在物料上直接測量，直接連接到傳動編碼器的測量端口，這個信號被用于精密的傳動位置環(huán)控制，因而外表面移動的長度被監(jiān)控保證了所需要的精度。測量輪利用測量輪和結(jié)合面的摩擦力，在使用測量輪編碼器進行位置閉環(huán)控制之前測量輪必須100%的接觸。如果系統(tǒng)沒有振蕩和失控，主要的測量系統(tǒng)需要在電機和測量輪編碼器在后臺切換來提供特殊的運算類似頭部是螺紋的，離開或輥抬起。

在使用測量輪FB之前首先使能傳動（MX_Power）。當Indra Logic項目中測量輪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基準位（Homed）退出。不可以出現(xiàn)無傳動基準的位移或在PLC程序中產(chǎn)生錯誤。意思是不能使用MX_Move Absolute FB與MW共同運算，所有運動都是相關的。

3 功能概述

利用飛剪功能塊作為沖印機控制功能將使程序變得單一、簡單。其他功能在提供的PLC項目工具程序中一些應用需要適時改變。以下是沖印機項目功能：①手動模式；②點動；③回HOME位；④在物料停止狀態(tài)立即沖印；⑤自動模式；⑥連續(xù)沖印；⑦物料在移動過程中立即沖印；⑧物料模擬程序測試。

圖6 閉環(huán)控制圖

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

在手動模式下用“JOG”模式可以在正向和反向進行點動。（一旦啟動點動命令或點動命令已經(jīng)執(zhí)行將被封鎖來確保復位“Home”。）

復位手動模式按鈕；請按模擬鍵-物料模擬被啟動；按“Imm Cut”and“Automatic”鍵-所有沖印軸執(zhí)行立即沖印。另外，沖印機按照命令進行連續(xù)沖印。

圖7 設備位置標定

圖8 運行監(jiān)控圖

4 運行使用中的建議

（1）在現(xiàn)場使用過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題：對于測量輪大反饋(>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。低分辨率將造成剪切精度低和軸的噪聲。

（2）當機械人員拆裝設備后或電氣人員更換伺服電機、控制板后要對設備原始位置進行標定，標定方式根據(jù)使用伺服系統(tǒng)供貨商的不同而不同。

（3）由于在物料表面進行鋼印沖印，在機械設備軸上會沾染一些鐵粉，所以在運行中要對電機負荷進行周期性的負荷監(jiān)控。

5 結(jié)束語

從使用中成功地利用飛剪設備中的功能塊實現(xiàn)了沖印功能，方法簡單，實現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

TG333.21

A

1000-8136(2010)32-0035-03