随动裁断设备的伺服控制

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摘要：介绍了汽车密封条定长随动裁断设备，本设备采用OMRON PLC+触摸屏控制，为了保证产品的裁断精度，选用松下A5伺服电机驱动裁断装置，其它传动装置采用OMRON变频器。本设备自动化程度高，系统运行稳定、可靠，提高了生产效率，操作简单，易于维护。

关键词：随动裁断 伺服电机 伺服驱动器 PLC 触摸屏

中图分类号:TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)06-0023-01

可编程控制器与触摸屏的同时使用，实现在了设备的自动化控制。而采用松下伺服电机为作为裁断装置的主要驱动部件对提高产品质量，提高生产效率，稳定生产过程起到了至关重要的作用。伺服电机已较广泛应用于要求精度较高的生产设备上，增加电气设备的系统可靠性，以提高生产产品的质量及生产效率。

1、设备的简述

1.1 设备简述

本设备的主要工作过程为：裁断物料经牵引机送入设备的裁断部后，当裁断物料碰到裁断信号后，伺服电机启动，以与物料相同的速度前进，同时液压缸下降，带动裁断刀具裁断产品。裁断的产品由输送装置送到搬运排出装置上继续前进，当裁断物料前端碰撞到推料信号后，推料顶出装置气缸动作，将产品顶出排出搬运装置，并落到横向输送皮带上，皮带将产品送到集料槽内。本设备对物料有一定要求：物料在行进过程中要保证速度平稳且不能弯曲，否则会导致裁断精度降低。

1.2 伺服电机选型

本设备的控制采用伺服电机的速度控制模式，以达到裁断装置的速度与生产线速度一致，保证裁断尺寸的精度。除了速度控制要求外，裁断装置必须具有较高的响应速度，即能快速启动和快速停止，且在停止时无过冲。故在选型时，要考虑所选的伺服产品是否具有高速、高精度和高性能的特点。而松下新产品A5系列的驱动器恰好具备了这些优点。MINASA5系列对原来的A4系列进行了飞跃性的性能升级，设定和调整极其简单，是谁都能感受到其高性能的产品。MINASA5另外一个特点是提高了低刚性机器上的稳定性，及可在低刚性机器上进行高速高精度运转，可应对各种机器的使用。

根据本设备负载、速度、转矩的要求，确定采用MDME152G1G1.5KW的松下伺服电机。本电机为1.5KW中惯量、输入电压为220V伺服电机，采用5线式20位增量式编码器。电机确定之后，与之配套的驱动器型号为MDDHT5540。

2、控制系统设计

2.1 硬件系统设计及组成

随动裁断设备的控制系统采用了PLC、触摸屏、各种传感器、执行机构、变频器、伺服系统组成。传感器主要有接近开关、磁性开关、微动开关、行程开关，用来各装置位置。执行机构主要三相交流异步电机、伺服电机，风机等。变频器的作用是实现输送速度的调速。伺服系统主要是对裁断装置的精确速度控制，以实现裁断装置与裁断物料同步。本生产线的控制方式分为：自动模式和手动模式。手动模式主要用于设备单独运行和设备调试或故障维修等。自动模式主要用于正常生产。

2.2 软件设计及伺服调试

2.2.1 软件设计

本系统的软件设计主要依据设备的生产工艺，编制对应的梯形图及应用画面。

2.2.2 伺服调试

(1)伺服驱动上电后，显示Err21.0，查资料后，确定为编码器断线报警。由于伺服驱动器到伺服电机编码器的连接线为我公司人员自已焊接，认为可能有焊接错误之处。

(2)由于电机端的编码器插头为圆形插头，且每个插孔上以英文字母为标志，而上面图电机侧的接线用数字标志，由于没有找到其它说明，所以自认为英文字母A应与数字1对应，故驱动器侧的1对应电机侧D，2对应A，5对应C，6对应G，按照这种思路接线，查了多次认为接线没错误，但驱动器一上电，就是会出编码器断线报警。无奈之下，与松下伺服售后联系，松下售后传来一份编码器接线图，原来自认为的对应关系并不正确，正确的对应关系为：1对应电机侧H，2对应G，5对应K，6对应L，按照这种关系重新焊接后，上电正常。

(3)调试过程中出现的问题：在参数输入完成后，转动伺服电机，发现电机在停止时不能迅速停止，出现振动及过冲。本设备调试时采用PANATERM Ver.5.0 A5专用调试软件。

(4)为了解决上述问题，利用软件增益调整功能，根据说明书步骤，将Pr0.02设定为实时自动调整状态，自动检测负载惯性比等参数，并将所得参数写入驱动器。经过测试后，再次运转伺服电机，得到较好的制动效果。

参考文献

[1]《MINAS A5操作手册》.

[2]《MINAS A5中文选型手册》.

[3]《PANATERM A5软件说明书》电子版.