台达A2伺服在模切机上的应用

台达A2伺服在模切机上的应用

前言：

模切机是模切压痕设备的统称。模切包括按模板压痕和按模板压切。用钢刀将印品压切成单个图形的产品称作模切；利用钢线在印品上压出痕迹或者留下弯折的槽痕称作压痕。模切主要用于商标，不干胶及电子行业。

模切机对生产速度和精度要求很高，目前市场上用的较多的控制架构是PLC发脉冲控制伺服或步进；本文提供另一种新颖的方法，介绍A2伺服的PR模式用在平压平型模切机上。

一、 设备主要结构

实际照片如下图：

平压平型模切机的模切版台和压切机构的形状都是平板状的。模切版被固定在平整的版台上，被加工板料放在压板上。工作时，模切版台固定不动，压板通过曲轴连杆作用往复运动，使得版台与压板不断地离合。当版台与压板与开时，给一拖料信号给A2伺服，A2伺服按照要求送一次料。之后，版台与压板合压一次，便实现一次模切。

二、工艺流程

模切机的工作流程模式有程控和光控，光控相对复杂。 1. 光控模式：

用在材料上有色标的场合，要求每次切割位置相对色标是固定的。

光控的过程如下（参考下图）：当A2伺服收到拖料信号后，开使进行送料，在走的过程中，如果已送料的长度小于盲区长度的大小，此时，即使有色标信号，伺服也不理会；当已送料长度大于盲区长度后，伺服捕捉此后出现的第1个色标，当碰到色标信号后，伺服以碰到色标的位置为起点，再走窗口的距离，然后停止。如果，色标信号一直不出现，伺服就以一开始的速度走设定的送料长度。

2、程控模式：

一般用在材料上没有色标的场合，当A2伺服收到拖料信号后，伺 服走一固定的距离，也就是设置的送料长度。

三、功能实现

目前世面上大多数模切机的控制由PLC发脉冲控制步进或普通伺服，盲区和窗口都是由PLC判断，此种方式的缺点在于，当PLC碰到色标后再发指定窗口脉冲数，即使发的窗口脉冲数是正确的，由于伺服存在跟随误差，最终的切割位置还是会有所偏离色标信号。为避免这种情况，一般PLC程序会做处理，也就是当碰到色标信号后，先发出CCLR信号（清除脉冲误差量），同时发出窗口的脉冲数，这可以提高部分精度。但由于普通伺服的I/O反应时间较长，无法达到最佳效果。

针对此情况，我们选用台达高性能A2伺服，用PR模式来实现。

下面简单介绍一下 Pr 模式

所谓的Pr 模式，即为Procedure 模式，传统的伺服，使用此模式规划既定的行程，如点对点的控制，A2的Pr模式，已超出传统的使用，让系统具有＂可实时改变规划行程＂的能力，具有动态调整参数的功能，A2共有64个程序

Pr 模式主要功能如上图，

回原点模式：提供9种回原点的模式，若包含次选项，组合超过30种 速度模式：可做定速控制，含加减速曲线规划

位置模式：定位命令，共有绝对命令、相对命令、增量命令、高速抓取定位命令 程序跳跃模式：可改变程序的执行顺序，增加程序重复使用率及系统的使用弹性 写入指定参数：可以改变系统参数，动态调整系统。

四、电气架构图

1、电气配置清单：

1. PLC: DVP32ES200T*1 2. 人机界面： DOP-B05S100 3. 伺服：ASD-A2-1521-B 4. 变频器: VFD022M21A 5. 其它电气配件

2、电气架构图：

台达的B05触摸屏有3个通讯口，可以同时使用，此设备，我们用屏的COM1口（RS232）与PLC相联，屏的COM2口通过RS485和台达A2伺服相联，用来设置A2运行所需的参数。这种架构简化了用户的配线和PLC程序量，让PLC专注其它重要控制，纠偏，收料等。

五、A2参数设置 1、输入点定义：

DI1: SON

DI2: 光控 对色标切启动 触发EV1 (PR51)

DI3: 程控 定长切启动 触发EV2 (PR52)

DI4: 点动正转 触发EV3 (PR53)

DI5: 点动反转 触发EV4 (PR54) DI6: 停止 DI7: 色标

事件功能是台达A2伺服的一大特色，即当输入点发生上升（或下降）延跳变时，触发执行一个PR程序，可以用来改参数，或重新归划路径。

2、输出点定义

DO1:SRDY DO2:ZSPD

DO4:盲区到达，100MS信号时长

3、光控PR程式说明：

光控就是当A2伺服收到拖料信号后，首先走一个POSITION定位TYPE 2路径PR，PR的长度稍大于两个色标之间的长度，在走的过程中，如果已送料的长度小于盲区长度的大小，此时，即使有色标信号，伺服也不理会；当已送料长度大于盲区长度后，伺服的CAPTURE功能开启，捕捉此后出现的第1个色标，当碰到色标信号后，伺服中断当前走的PR,然后再执行一个定长PR50,PR50走的长度规划为窗口距离，工作模式为CAPTURE高速抓取定位，也就是说，最终目标位置为CAPTURE抓取位置+窗口位置，定位完成后，CAPTURE自动关闭。如果没有色标，走完设定的长度后，停止。以下是详细的PR流程及说明：

4、光控具体PR流程及参数说明：

PR51: 当PLC发出伺服光控起动信号时，触发伺服的事件1功能，事件1对应

的PR号为PR51,进入PR51后，先跳转到PR8. PR08: 将P5-59设为0X640010（COMPARE启动控制）。首先将COMPARE轴设为辅助编码器，目的为了后面将P5-57(COMPARE值当前位置)清零。 PR09: 跳转到PR0，执行原点复归

PR00: 回原点的方式为8，直接定义原点以目前位置当作原点。也就是说，伺服本身不动，只是将伺服的当前位置清零。然后自动跳入

PR01

PR01：将P5-59设为0X640030（COMPARE启动控制），COMPARE轴被设为主编码器。此时P5-57参数(COMPARE轴位置)复位为电机反馈位置，由于前面伺服已回过原点，电机反馈位置为零，因此P5-57=0。

PR02：将P5-58（比较点数）设为1。每切一次，只通过一个盲区。 PR03：将P5-39设为0XF038，定义如下图所示。

PR04：将P5-38（CAPTURE抓取数量）设为1。抓取盲区后出现的第1个色标。 PR05：将P5-59设为0X640035（COMPARE启动控制）。开启COMPARE功能，

COMPARE完成后（走盲区），启动CAPTURE功能（抓色标）。

PR06：启动PR定位功能，此时送料才开始。送料长度由参数P6-13设定(通过触摸屏)。

盲区的设定：P5-56=50 (COMPARE－数据阵列开始地址) 盲区是通过屏的宏程序设进去的。

在送料的过程中，由于之前已启动了COMPARE完成后启动CAPTURE功能功能，因此当走完盲区的距离后，CAPTURE到色标信号后，自动跳转到PR50。

PR50：此PR是用来走窗口的距离，如下图所示

PR50路径模式是CAP高速定位，如下图。参数P7-01设为窗口的距离。（通过HMI设定），CAPTURE功能 的概念是利用外部的触发信号DI7，达到瞬间抓取运动轴的位置数据，由于抓取的动作是由硬件完成，硬件DI7响应时间 1 usec，没有软件延迟的问题，对于高速运转的运动轴也可以准确的抓取。

PR50走完后，一个完整的PR流程就结束了，等待下一次触发。

PR7：如果过了盲区后，一直没有色标信号，此时伺服会将PR06中设定的送料长度走完。因为CAPTURE已经开起（此刻P5-39参数为0XF039，BIT0为ON），为避免误动作，还是要将CAPTURE关闭。将P5-39设为0XF038，即将参数的BIT0设为OFF。

5、程控和点动：这些功能PR程序相对简单，只要执行POSITION定位功能，定位后停止即可。

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