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机电一体化伺服平行剪切V101

行列式制瓶机机电一体化控制系统伺服平剪说明书

山东三金玻璃机械股份有限公司

二零零八年一月

目录

10. 伺服平行剪切 (1)

10.1 概述 (1)

10.2 安装 (2)

10.3伺服驱动器的参数设置 (2)

10.4 伺服剪切控制板 (3)

10.5 上位机参数设置 (4)

10.6 伺服平行剪切的操作 (6)

10.7伺服平行剪切的调试 (7)

10.8 故障分析及排除 (9)

10.9伺服平行剪切简易操作规程 (9)

10.伺服平行剪切

10.1 概述

伺服平行剪切以伺服电机带动平行剪切机构实现快速平稳的剪料。调整方便,快捷,机速调整范围宽,特别适合多滴料。

该系统可单独使用,要单独使用需设立一台上位计算机,若与三金公司的电子定时系统一起使用,就与电子定时共用一台上位计算机。下面叙述和三金公司行列机一起使用时的结构和操作。

伺服平行剪切由电气控制部分和平行剪切主体两大部分组成。电气控制部分由伺服驱动器SD2、伺服剪切控制板、通讯底板(与电子定时公用)、电源变压器、伺服剪切控制盒组成。其中的伺服剪切控制盒安装在现场易于操作的地方,其它部分装于DSPFJ主控制柜中。使用伺服剪切控制盒,可控制平行剪切机构的启动、停止、点动运行等,指示灯指示系统的工作状态。平行剪切主体安装在供料机铁锅上,可任意角度旋转出,方便调整。与电气相关的部分包括伺服电机SM2、原点感应开关、剪刀缩回电磁阀、剪刀喷涂电磁阀。下面分别叙述各部分的作用:

1、伺服电机驱动器SD2:它与平剪运动控制板连接,接收运动控制命令;与平剪伺服电机连接,驱动伺服电机的运行和接受伺服电机的反馈;其输入电源是3相200V,交流工频电源经380V/200V三相变压器转换后,给伺服电机驱动器供电。

2、平剪伺服电机SM2:安装在平剪机构的端部,轴上装配齿轮驱动2条齿条,带动剪刀臂运动。伺服电机的电机线和编码器线与伺服驱动器SD2相连,详见图纸。

3、伺服剪切控制板:控制伺服剪切机构的运行和调整。通过通讯底板与伺服驱动器和剪切控制盒相连。与伺服分料控制板硬件相同,只有程序不同。具体见接线图。

4、原点感应开关:安装在平行剪切机构的端部,由齿条传动箱内部的齿条端部感应,当剪刀张开时,齿条端部靠近开关,感应开关有信号,确定原点位置。每次初始化按钮旋出,剪刀伺服电机带动剪刀机构首先向内运动,脱离原点感应开关的位置,再向打开方向运动,使原点感应开关刚好有信号,剪刀电机停止运行,确认此点就为原点。原点感应开关一定要装好,使剪刀张到最大开度时,齿

条要感应到这个开关并发信号。若原点感应开关装靠外了,或者与下方的齿条端部距离较远,将都发不出信号,导致剪刀电机过载。

5、剪刀缩回电磁阀:控制剪刀缩回气缸,使在停电时,剪刀缩回电磁阀断电,剪刀打开,从而保护剪刀。

6、剪刀喷涂电磁阀:每剪动作一次,控制剪刀的喷水动作,喷水时间可通过参数控制。

10.2 安装

伺服平行剪切控制柜安装在控制室内,剪切控制盒安装在平剪机构旁边,以方便现场操作。这样伺服剪切控制柜与机器现场共有3条线:一条与伺服剪切控制盒的连线,另一条是伺服电机编码器线,这两条线走线要求屏蔽,不要与交流电机线、交流电源线等靠近。还有一条是伺服电机线,是伺服驱动器与伺服电机的连线,走线要离开以上2线或其它直流信号线40CM。控制柜安装在有空调的控制室中,要远离粉尘及水蒸气污染,要远离风机变频器、调功器控制柜、调压器控制柜等干扰源设备。最好由单独变压器为其供电(可与电子定时柜同一个变压器)。控制柜要接地良好。

10.3伺服驱动器的参数设置

本系统原使用松下A系列驱动器,具体型号为MDDA253A1A。在系统送电后,必须首先设置驱动器的参数,以下列出松下驱动器的主要参数设置。其它参数按出厂设置值。

P02=0,控制方式是位置式。

P03=1,转矩限制输入无效。

P04=1,CCWL/CW功能无效。

P06=0。

P10=100--200,位置环增益。

P12=50。

P13=2。

P21=1,实时自动增益调整。

P40=1,指令脉冲倍频设定。

P41=3,指令脉冲逻辑确定。

P42=3,指令脉冲输入方式:脉冲/符号。

P43=1,指令脉冲禁止输入无效。

P44=2500,每转输出脉冲数。

P45=1,输出A、B相脉冲逻辑关系。

P46=10000,第一指令脉冲分倍频分子。

P4A=0。

P4B=2500。

P4C=1。

P4D=1。

现使用松下A4系列驱动器,具体型号为MFDDTA390,电机MDMA252P1G。设置参数为:

Pr.01=1,LED初始状态,1-电机转速,2-转矩输出。

Pr.02=0,控制方式是位置式。

Pr.03=1,转矩限制选择,1-由Pr.5E设定。

Pr.04=1,CCWL/CW功能无效。

Pr.0B=1,增量式编码器使用。

Pr.13=2,速度检测滤波器。

Pr.21=1,实时自动增益调整。

Pr.02=0,控制方式是位置式。

Pr.40=0,指令脉冲输入选择。

Pr.41=1,指令脉冲极性设置。

Pr.42=3,指令脉冲输入模式设置。

Pr.43=1,指令脉冲禁止输入无效。

Pr.44=2500,脉冲输出分频分子。

Pr.45=10000,脉冲输出分频分母。

Pr.46=0,脉冲输出逻辑反转。

Pr.48=10000,分倍频分子。

Pr.4A=0,指令分倍频分子倍率。

Pr.4B=2500,分倍频分母。

Pr.5E=300,转矩限制设定。

10.4 伺服剪切控制板

该板控制的指示灯指示控制板的运行状态,包括剪切控制盒的输入/输出及伺服驱动器的运行。其相关指示灯的说明如下表:

序号指示灯元件说明序号指示灯元件说明

1 L1 5V 指示灯15L15HSI3手动

2 L2 P1.0 报警灯16L16INP INP

3 L3 P1.1 17L17CE-E CE-E

4 L4 1Q0 初始化灯18L18ORG ORG

5 L5 1Q1 启动灯19L19L T L T

6 L6 1Q2 20L20EERO EERO

7 L7 1Q3 喷涂21L21OD5初始化按钮

8 L8 1Q4 22L22OD1

9 L9 1Q5 23L23OD6启动按钮

10 L10 1Q6 servo_on 24L24OD2

11 L11 1Q7 25L25OD4点动+

12 L12 HSI2 26L26OD7点动-

13 L13 HSI1 27L27OD0伺服报警输入

14 L14 HSI0 feed 28L28OD3原点开关

10.5 上位机参数设置

电子伺服剪切控制数据设置由上位机控制软件“制瓶机智能控制系统”完成,点击“制瓶机控制系统”界面的平行剪切菜单栏,进行相应的操作。

平行剪切控制窗口

控制数据意义解释

内(Y)/外(N)同步: 在此项选择是否使用内同步。选择“Y”,是内同步运行,就是系统根据内同步速度产生内部定时同步信号,可开机运行,但不能和其它分部同步,不能用于生产。正常生产情况下,选择“N”,接收电子定时同步信号,每个信号,剪料一次。

内同步速度: 上项选择“Y”,这一项才有意义。表示平行剪切运行在试验状态时,不受电子定时控制,由内部产生这一速度的定时信号,此值以剪/分钟表示。剪切行程:剪刀从张开到闭合的行程。数值范围在1000~3500。由原点感应开关的位置决定数据的大小。这个数据修改要谨慎,最好不要在运行时修改!一般设为只读。要求在现场用手动调整出所需的行程。在这个介面上按下“所有数据上调”按钮调上来,可以看到这项数据是多少。若太大,剪刀电机会过载。

剪切相位:设定剪料与冲料之间的相位差动时间。每剪料的时间规定为3600,可根据料型需要修改这一项数据。一般用伺服剪切控制盒修改此项数据。此项数据在使用伺服冲料时无用,只调整冲料相位。

加速时间:剪刀速度从起始速率到运行速率的加速时间,数值范围100~500,

单位为ms。此值越大,运行速度越慢。

减速时间:剪刀速度从最高速率到停止的减速时间,数值范围100~500,单位为ms。此值越大,运行速度越慢。

起始速率:剪刀开始运行时的起始速度。数值范围1~500。此值越大,运行速度越快。

运行速率:剪刀正常运行时的最高速度。数值范围500~6000,此值越大,运行速度越快。

剪刀喷水开角: 控制剪刀喷水开始时间角度。

剪刀喷水关角:控制剪刀喷水结束时间角度。

剪切电磁阀延迟:控制剪切电磁阀从剪刀接近于并合到断电时间。单位是ms*2。

平行剪切数据下装:把上位机设定的数据传送到伺服平剪控制板中。

平行剪切数据上调:把伺服平剪控制板的数据传送到上位机中。

10.6 伺服平行剪切的操作

伺服平行剪切设有控制盒,装在供料机平台上的伺服平行剪切机构附近,方便就近操作。控制盒上有初始化按钮、初始化指示灯、启动按钮、手动/自动开关、“点动+”按钮、“点动-”按钮。这些按钮开关的功能如下:

1、初始化按钮:按下是急停,初始化指示灯灭,伺服驱动器(剪刀电机的控制器)SERVO-OFF(伺服关闭),不能启动。把按钮顺时针旋出,初始化开始:控制器使驱动器SERVO-ON,剪刀伺服电机带动剪刀机构首先向内运动,脱离原点感应开关的位置,再向打开方向运动,使原点感应开关刚好有信号,剪刀电机停止运行。可以看到平剪端部的原点感应开关指示灯亮,说明初始化完成。剪刀就停在这个位置上,这个位置就叫原点。通过调整原点开关就可调整原点位置。初始化指示灯在初始化按钮旋出时,剪刀回原点的过程中闪烁,剪刀回原点完成后,指示灯亮,说明初始化完成。这种状态下,如果手动/自动开关在自动位置可以开机运行,在手动位置可以点动定位。

2、初始化指示灯:初始化按钮按下时,灯灭;初始化按钮旋出时,在初始化过程中,灯闪;初始化结束,灯亮。

3、启动按钮:

(1)当初始化结束后,并且手动/自动开关在“自动”位置,按下“启动”按钮,剪刀开始往复运行。再按一次,剪刀运行停止。

(2)当初始化结束后,并且手动/自动开关在“手动”位置,当使用了“点动+”或者“点动-”调节行程,把剪刀调整到并合的适当重叠量,此时按一下“启动按钮”,启动按钮中的指示灯闪一下,再把“手动/自动”开关拨到自动位置,就确认了刚才调整的行程,并且保存,以后运行将以此行程运行。

4、手动/自动开关:

(1)该开关拨在“自动”位置,就是允许系统在初始化之后,按启动按钮,进入运行状态。

(2)该开关拨在“自动”位置,允许系统在初始化之后,启动之前,按“点动+”按钮,剪刀并合,可以检查剪刀的重叠量。按“点

动-”按钮,剪刀打开,以此试验剪刀并合和打开的动作。

(3)若该开关拨在“手动”位置,初始化按钮旋出进行初始化后,不能用“启动”按钮启动剪刀运行,只能用“点动+”和“点动-”

按钮,调整剪刀的行程。调整方法见3-(2)。

(4)在运行状态下,“手动/自动”开关拨在“自动”位置,可以按“点动+”或者“点动-”调整剪切相位,每“点动+”一次,

相位+2,每“点动-”一次,相位-2。

(5)在运行状态下,“手动/自动”开关拨在“手动”位置,可以按“点动+”或者“点动-”调整剪切行程,每“点动+”一次,

行程+1/6毫米,每“点动-”一次,行程-1/6毫米。

5、“点动+”和“点动-”按钮:

在手动状态下,并且在初始化之后和启动之前,可以用“点动+”和“点动-”按钮调整剪刀的运行。在手动状态下,并且在启动之后,可以用“点动+”和“点动-”按钮调整剪切的行程。

在自动状态,并且在初始化之后和启动之前,可以用“点动+”和“点动-”按钮使剪刀进行单步并合或者打开。在自动状态,并且在启动之后,可以用“点动+”和“点动-”按钮调整剪刀的相位,按一下“点动+”按钮,剪切相位+20,按一下,“点动-”按钮,剪刀相位-20,用这种方法调整剪刀与冲头之间的相位。10.7伺服平行剪切的调试

控制系统接线完成,检查无误后。

1、合上控制柜的电源开关Q1。

2、合上伺服驱动器开关Q2。

3、按照第五节说明,修改驱动器的参数(出厂已设定好)。

4、按照第三节的要求修改伺服平剪上位机上的控制参数(脱机)。

5、按下平行剪切控制盒上的初始化按钮,合上控制柜中的Q4开关,给开关电源送电,伺服平行剪切运动控制板得电,把运动控制板上的钮子开关拨到“RUN”上。

6、上位机控制介面程序选择“联机”运行,按照第三章“电子伺服平行剪切控制数据使用说明”设定好各项参数,按下ALT+L,把平行剪切数据下装运动控制器。

7、确信原点感应开关安装正确,“手动/自动”开关拨到“自动”位置,初始化按钮旋出,初始化后,感应开关的指示灯应亮,检测每两片剪刀的中心点距离为195毫米。否则,否则向内调节感应开关的位置或者向外调整感应开关,再初始化,检测每两片剪刀的中心点距离。确保两片剪刀的中心点距离为195毫米并且初始化后,感应开关的指示灯应亮。

8、控制盒上的“手动/自动”开关拨到“手动”位置,右旋初始化按钮并弹出,初始化后(剪刀回原点运行),按着“点动+”按钮,剪刀向并合方向运行,观察运动情况,直到两剪刀的中点并合,并且重合3毫米,即是剪料位置,松开“点动+”按钮。如果闭合过大,可通过按着“点动-”按钮向剪刀分开方向运行。通过调整“点动”按钮,使剪料位置合适(重合3毫米)。这时从原点到此点的行程就是剪切行程。如果要确认这一点,按一下“启动”按钮,启动按钮中的指示灯闪亮一下,这时运动控制器把刚才的调节行程保存并作为运动行程。然后把“手动/自动”开关拨到“自动”位置,剪刀慢慢打开到原点停止。按下“点动+”按钮,剪刀并合,重新看看两剪刀片的重叠量是否合适。否则,应校验剪刀安装情况。按下“点动-”按钮,剪刀打开。在上位机“平行剪切控制数据”显示页上,按下AL T+R复合键,可以看到“剪切行程”数据,应为980左右。

9、控制盒上的“手动/自动”开关拨到“自动”位置,右旋初始化按钮并弹出,初始化后,按一下“启动”按钮,启动剪刀运行。

10、剪刀在运行过程中,控制盒上的“手动/自动”开关在“自动”位置时,按一下“点动+”按钮,剪切相位+2度,按一下“点动-”按钮,剪切相位-2度。调整剪切相位到合适位置。控制盒上的“手动/自动”开关拨到“手动”位置时,按一下“点动+”按钮,剪刀重叠量+1/6毫米,按下“点动-”按钮,剪刀重叠量-1/6毫米。这样可动态的调整剪切行程,使其达到工艺要求。

注意:1、若在初始化过程中,剪刀的回原点运行时,电机过载了。这种情况要把原点感应开关向内调整。

2、若在剪刀闭合调整中电机过载,这表明剪刀重合量过大。这时应减小

剪切行程。

10.8 故障分析及排除

1、运行中过负荷,驱动器过载报警、停转可能的原因:

(1)上下剪刀臂螺丝松动,导致剪刀臂长,过行程引起过负载。

(2)行程调地太大。

(3)机构润滑不良或有异物卡住。

(4)电机线有问题。

2、初始化中驱动器报警过负载:

(1)原点位感应开关未装好,剪刀打开时找不到原点而引起过载。

(2)驱动箱内的齿条安装不合适,在剪刀最大开度处,齿条端头不能接近到原点感应开关。

3、系统不规则的乱运行或报警。

这是干扰所致,要检查走线、接地。

4、运行中积累误差:

开始运行时剪刀重合度合适,剪料正确,但运行长时间后,剪料不合适,可能原因如下:

(1)传动齿条间隙大。

(2)固定剪刀臂的螺丝松动。

(3)电气问题:编码器线受干扰问题;控制柜与驱动器间连接问题。

10.9伺服平行剪切简易操作规程

(一)、定位初始化:手动/自动开关拨到手动位置。

1、按下初始化按钮再旋出,剪刀初始化到打开位置,测量剪刀的开度为195mm,

若不是195mm,调整端部的感应开关,再初始化,测量开度。

2、按着“点动+”按钮,把剪刀调整到重合3mm,点一下启动按钮,把手动/

自动开关拨到自动位置。剪刀自动初始化后就可以开机了。

(二)、剪切动作试验:手动/自动开关拨到自动位置。

1、按一下“点动+”按钮,剪刀并合。

2、按一下“点动-”按钮,剪刀打开。

(三)、剪刀运行中调整:

1、“手动/自动”开关拨到“手动”位置。运行中按一下“点动+”,剪刀的重叠量+1/6mm。

2、“手动/自动”开关拨到“手动”位置。运行中按一下“点动-”,剪刀的重叠量-1/6mm。

3、“手动/自动”开关拨到“自动”位置。运行中按一下“点动+”,剪切相位+2。

4、“手动/自动”开关拨到“自动”位置。运行中按一下“点动-”,剪切相位-2。

自动位置:

1、初始化之后,运行之前,“点动+”,剪刀并合。“点动-”,剪刀打开。

2、启动运行过程中,“点动+”,剪切相位+2。“点动-”,剪切相位-2。

手动位置:

1、初始化之后,运行之前,“点动+”,剪刀慢慢向并合位置运行。“点动-”,剪刀慢慢向打开位置运行。

2、启动运行过程中,“点动+”,剪刀的重叠量+1/6mm。“点动-”,剪刀的重叠量-1/6mm。

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