【摘要】本文介紹了臺達(dá)內(nèi)建運(yùn)動(dòng)控制功能的智能A2伺服使用內(nèi)建的電子凸輪功能，來滿足床墊設(shè)備生產(chǎn)廠商在彈簧成型的設(shè)備上的應(yīng)用。 

【Abstract】This article introduces build-in intelligent motion control system of Delta which satisfy manufacturers' application in spring formulation with its CAM function.

【關(guān)鍵字】A2伺服；HMI；凸輪脫離；前置量的設(shè)定

【Keywords】A2；HMI

    彈簧成型設(shè)備主要分成純機(jī)械類型和數(shù)控控制類型兩種。數(shù)控控制類型的彈簧機(jī)成本比較昂貴，也比較主流；而機(jī)械控制的彈簧機(jī)機(jī)械復(fù)雜笨重靈活性不夠，不能滿足多種彈簧的生產(chǎn)需求。而使用臺達(dá)A2伺服的彈簧設(shè)備，介于兩者之間，能夠省去部分機(jī)械，提高工作效率，此設(shè)備主要是使用A2伺服來滿足彈簧成型設(shè)備的送鋼絲部分，凸輪送鋼絲可以滿足與主軸同步追隨及鋼絲長度的隨時(shí)調(diào)整。

1  彈簧成型設(shè)備的控制需求

    彈簧成型設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，伺服控制部分使用了內(nèi)建的電子凸輪功能的A2伺服負(fù)責(zé)彈簧鋼絲的送料進(jìn)給；而機(jī)械控制屬于主軸控制，主動(dòng)動(dòng)力使用變頻器驅(qū)動(dòng)，控制機(jī)械凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，促使彈簧成型，主動(dòng)軸上安裝了編碼，作為伺服控制的命令來源；光電信號則作為凸輪的啟動(dòng)信號。

圖1 彈簧成型設(shè)備結(jié)構(gòu)

2 控制結(jié)構(gòu)

控制結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 控制結(jié)構(gòu)

3  鋼絲送料控制實(shí)現(xiàn)

   鋼絲送料控制實(shí)現(xiàn)如圖3所示

圖3 鋼絲送料控制實(shí)現(xiàn)

3.1 構(gòu)建凸輪曲線

由于彈簧成型是有機(jī)械凸輪控制的，所以送鋼絲的伺服控制與主軸成線性關(guān)系即可，即如上圖所示構(gòu)建線性的凸輪曲線即可。根據(jù)主從之間的此輪比關(guān)系，調(diào)整主從之間的速度比。目前建立的凸輪表格是馬達(dá)的位置增量是馬達(dá)旋轉(zhuǎn)一圈為一個(gè)周期，根據(jù) P5-83 主軸齒輪比設(shè)定M為凸輪軸依P5-84脈波數(shù)，執(zhí)行凸輪曲線的周數(shù)，此參數(shù)伺服運(yùn)轉(zhuǎn)(Servo On)下可調(diào)，P5-84 主軸齒輪比設(shè)定P主軸所送的脈波數(shù)量，齒輪曲線走P5-83趟。構(gòu)建凸輪曲線如圖4所示。

 圖4 凸輪曲線

3.2 伺服原點(diǎn)控制

由于主軸在高速旋轉(zhuǎn)的過程，在旋轉(zhuǎn)到某個(gè)角度會(huì)被光電信號感測到，此光電信號做凸輪軸伺服啟動(dòng)的命令。所以凸輪軸的初始位置可以不需要調(diào)整，上電后把當(dāng)前位置當(dāng)做零點(diǎn)。

3.3 凸輪軸的多種嚙合脫離控制方式

由于類似這類設(shè)備客戶往往會(huì)有光電信號做送料長度的檢測，即光電信號有時(shí)，凸輪軸持續(xù)送料；光電信號沒有時(shí)，凸輪軸停止送料。此種控制方式可以使用臺達(dá)A2伺服DI信號控制凸輪的脫離和嚙合。DI功能碼是（0x36）控制凸輪的脫離嚙合，同時(shí)P5-88的參數(shù)設(shè)置為0x1121，即可滿足有否DI信號的輸入。凸輪軸如圖5所示。

圖5 凸輪軸示意圖

此控制方法在機(jī)械控制領(lǐng)域比較常見，但是如果用電氣控制就必須會(huì)使用高速處理的功能，而A2伺服內(nèi)建此功能，能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢，取代控制的功能，且加速減速速度平緩（可以通過調(diào)整P1-68,達(dá)到S型曲線控制功能）。控制效果及成品如圖6和圖7所示。

圖6 A2伺服控制效果

圖7  成品展示

通過前置的控制方法，此方可以實(shí)現(xiàn)凸輪周期性的凸輪，外部的光電信號的輸入只要給

出一次上升沿信號即可啟動(dòng)電子凸輪，從而實(shí)現(xiàn)凸輪周期啟動(dòng)停止的動(dòng)作，此方法可實(shí)現(xiàn)物理DI輸入的控制方法，其中P5-92和P5-89為主軸脈波數(shù)，同時(shí)設(shè)置P5-88為0x4121即可。此后再通過HMI來調(diào)整主軸的速度及從軸相應(yīng)的控制參數(shù)，參數(shù)設(shè)置方便簡單。圖8為凸輪周期運(yùn)動(dòng)示意圖。

圖8  凸輪周期運(yùn)動(dòng)示意圖

4 總結(jié)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，控制效率得到提高，精度提高明顯，笨重的機(jī)械得到改良，送料的成功應(yīng)用為后彈簧成型的控制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。臺達(dá)A2伺服在彈簧成型設(shè)備上的成功應(yīng)用，也是其性能及功能的完美體現(xiàn)，得到業(yè)內(nèi)的一致認(rèn)可。

作者簡介：

周瑞華，男，1983年09月出生，畢業(yè)于浙江大學(xué)電子信息工程專業(yè)，大學(xué)畢業(yè)后一直從事變頻驅(qū)動(dòng)的開發(fā)工作，現(xiàn)就職于中達(dá)電通股份有限公司伺服數(shù)控產(chǎn)品處工作，主要從事伺服、運(yùn)動(dòng)控制類的產(chǎn)品的現(xiàn)場應(yīng)用開發(fā)和服務(wù)工作。