◆本文介绍了BWS-BBR伺服系统在钢板裁剪设备中的应用,并对设备加工要求和技术进行分析,并介绍了该设备在加工过程中的伺服控制。
设备加工要求
要求在把一段钢板送到切刀口进行定长定位的裁切。传送钢板装置是由一个伺服驱动器和一个伺服电机驱动。有的钢板上也可能装有标识(追标功能)。在标识附近设定检测区域,设定为“窗口”区域。
在运行过程中,当钢板上的一个标识进入“窗口(检测区域)”,光电传感器把这个检测到的标识传送给伺服控制器,控制器根据编码器反馈回来的信息及光电传感器检测到的标识,发送一个命令给伺服电机,电机再以设定好的距离补偿进行响应,把钢板送到指定位置后停止传送,然后由切刀向下运转,把钢板切断。在这个过程中,送料装置由伺服驱动器控制,加减速曲线可以自动柔和,四段加减速即正加减速、负加减速可分别设定。需要切不同长度的时候可以通过人机界面设定长度。
技术分析
这个设备主要有几点的配合是关键:
◆使用BWS伺服控制器自有自动点对点控制模式的功能和特点,在每裁剪一段长度后,按伺服当前停止的位置作为初始原点再进行下一段距离长度的裁剪,这样的优点就是,即使前一段切料有不jingque的情况也不会累积、不会影响下一段切料长度的jingque性;
◆标识的出现必须在“窗口”范围内才是有效的,如果未出现在窗口范围内,则按人机界面上设定的“硬性”长度进行裁剪。若标识出现在“窗口”区域,则按照设定的长度再配合加减补偿距离进行更jingque裁剪。
◆BWS伺服控制器特有的长度转换功能。通过传度转换功能可以直接输入要裁剪钢板的长度。这样,整个系统操作更简单,使用更方便。
◆送料装置的控制直接由人机界面与伺服驱动器通讯完成工作,由人机界面直接对伺服驱动器操作以及给定参数,替代PLC与伺服驱动器控制。而且可以节省一台PLC,节约成本。
设备的电气部分配置
伺服驱动器
采用BWS全数字伺服控制器和伺服电机,该控制器有11个可编程输入点,一个硬件复位点和7个输出点。该控制器的通讯接口具有MODBUS协议,可以直接与人机界面通讯。伺服驱动器在设备中主要起到驱动伺服电机带动送料装置送料,执行定长定位的送料,追“标”作用。
1,数字输入端口参数设置:
端口名称 参数号 功能号 功能说明
DI1 F141 100 矢能并运转
DI2 F142 189 色标点输入 只能输入此端口
DI3 F143 203 裁切点信号输入 只能输入此端口
DI4 F144 154 激活窗口识别功能
DI5 F145 155 允许仿真进料
2,进料、主速度、编码器、轮台等特殊参数设定:
参数号 功能号 功能说明
F130 0 输入4倍率脉冲
F480 1 选择位置控制模式
F481 1 选择追踪控制模式
F499 9 自动轮切功能
F550 120 高线速度
F527/F526 实际计算设定 送料轮每转一米对应的脉冲数
F533/F532 实际计算设定 轮刀周长
F531/F530 实际计算设定 切轮每转脉冲数
F553/552 实际计算设定 印刷点至裁切点距离
F535/534 实际设定 实际裁切的长度
参数设置说明:
2.1,送料轮每转一米对应脉冲数计算:
先算出送料轮周长=直径D×3.14 再算出送料轮每走一米的转数=1/C(C为送料轮周长,单位为米);送料轮每米脉冲数=1/C*PPR*4(PPR为编码器每转脉冲数)
例如:送料轮直径19cm 送料检测编码器2500线 则送料轮每转脉冲数=1÷(0.19×3.14)×10000≈16762高位F527=1 低位F526=6762
2.2,切轮每转脉冲数计算:
切轮电机编码器4倍频后×减速比。例如:2500线编码器 1:4减速比 则此参数为40000
2.3,以上参数设定后需复位有效。
2.4关于BWS-BBR自学习等基本参数请参照《BWS-BB伺服驱动器使用手册》这里只介绍与轮切相关参数设定。
四,jingque调试及调试要点:
参数设置完毕后应再次确认,当确认输入参数正确无误且无系统安全顾虑后开始调试。
在F480、F481=0的情况下以速度模式运行伺服电机,确认电机转向是否与轮刀转向一致,如相反不可改变输入脉冲的方向使之调向,一定要通过改变伺服电机编码器U、V、W方向来实现,否则自动追标功能将不可用。具体方法如下:
U+ →U-对调 V+ →W-对调 W+→ V-对调并将伺服驱动器输出主线V、W对调。
1,将F039设为1.1,激活伺服系统,手动电机轴确认此时处于定位状态,如有不正常激磁涡流声,应适度调整电流回路的比例增益F470及积分增益F471.如果机械有不正常抖动或异声,调整速度回路的比例增益F476(一般设为200)、速度回路的比例增益F473及积分增益。在此系统中F473的值应在2000左右,以保证速度环的快速响应。
2, 激活模拟进料功能,将模拟进料电位器接至AI3、5V AGND上,将F040设为25.xx
3,慢慢旋转电位器对系统模拟进料速度,此时系统开始与模拟送料速度同步运转直至切下刀后,才开始正常运行。将剪切长度设为两倍的轮刀周长,这时切刀一定是在朝上180°位置有一个停顿,调整电位器至高转速,观察轮刀停顿时是否平稳无抖动。
4, 连续运转系统,观察轮切电机编码器每转脉冲数F468的值是否有变化,如有,说明说明编码器受到干扰,找出干扰源并解决之。
5,上纸实际裁切10次,对比剪切长度是否准确,如果长度一致但±于设定长度,计算后并增减F527/526的值。例如:设定裁切800mm,实际裁切805mm。F531/530的值为16762,
16762÷805=20 用实际裁切误差5mm×20=100 16762-100=16662将此数输入F531/530即可校准。
6, 取消模拟送料,实际裁切并观察实测送料编码器F139的值,如有大范围波动说明送料脉冲受到干扰,找出干扰源并解决之。
7, 利用伺服提供的实际裁切监视参数F713/F712观察实际裁切长度;观测F889的值监视实际裁切误差。
调试要点:
1, 确保伺服驱动器和伺服电机的PG相连并可靠、独立接入大地。
2,确保裁切点信号传感器、送料速度检测编码器、印刷点检测传感器质量稳定,抗干扰能力好,否则影响裁切精度,甚至系统无法正常工作。
3, 正确设定印刷点至裁切点距离F553/552、同步区角度F528、主测速编码器脉波取样时间F138的值以利提高精度。
4, 如高速裁切时出现过压应启动F033=2并加装制动电阻或加装能耗回馈装置。
五,应用结果及客户反馈:
经过与多家纸袋机生产企业的合作案例分析得出结论,BWS-BBR轮切伺服在纸袋机上完全可以成功应用并做到实际裁切速度120m/分钟,裁切精度±0.5mm以内。BWS-BBR伺服以其特有的经济适用、调试简单方便等特点,满足了客户的工艺要求,在同一系统中同比进口产品为客户节约了30%的成本且剪切速度、裁切精度相同。受到客户的并建立了长期稳定的合作关系。创造了良好的社会和经济效益。
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