台达A2伺服在弹簧成型设备上的应用

台达A2伺服在弹簧成型设备上的应用中达电通股份有限公司文/中达电通股份有限公司周瑞華【摘要】本文介绍了台达内建运动控制功能的智能A2伺服使用内建的电子凸轮功能，来满足床垫设备生产厂商在弹簧成型的设备上的应用。【Abstract】Thisarticleintroducesbuild-inintelligentmotioncontrolsystemofDeltawhichsatisfymanufacturers'applicationinspringformulationwithitsCAMfunction.【关键字】A2伺服；HMI；凸轮脱离；前置量的设定【Keywords】A2；HMI弹簧成型设备主要分成纯机械类型和数控控制类型两种。数控控制类型的弹簧机成本比较昂贵，也比较主流；而机械控制的弹簧机机械复杂笨重灵活性不够，不能满足多种弹簧的生产需求。而使用台达A2伺服的弹簧设备，介于两者之间，能够省去部分机械，提高工作效率，此设备主要是使用A2伺服来满足弹簧成型设备的送钢丝部分，凸轮送钢丝可以满足与主轴同步追随及钢丝长度的随时调整。1弹簧成型设备的控制需求弹簧成型设备结构如图1所示。其中，伺服控制部分使用了内建的电子凸轮功能的A2伺服负责弹簧钢丝的送料进给；而机械控制属于主轴控制，主动动力使用变频器驱动，控制机械凸轮转动，促使弹簧成型，主动轴上安装了编码，作为伺服控制的命令来源；光电信号则作为凸轮的启动信号。图1弹簧成型设备结构2控制结构控制结构如图2所示：图2控制结构3钢丝送料控制实现钢丝送料控制实现如图3所示图3钢丝送料控制实现3.1构建凸轮曲线由于弹簧成型是有机械凸轮控制的，所以送钢丝的伺服控制与主轴成线性关系即可，即如上图所示构建线性的凸轮曲线即可。根据主从之间的此轮比关系，调整主从之间的速度比。目前建立的凸轮表格是马达的位置增量是马达旋转一圈为一个周期，根据P5-83主轴齿轮比设定M为凸轮轴依P5-84脉波数，执行凸轮曲线的周数，此参数伺服运转(ServoOn)下可调，P5-84主轴齿轮比设定P主轴所送的脉波数量，齿轮曲线走P5-83趟。构建凸轮曲线如图4所示。图4凸轮曲线3.2伺服原点控制由于主轴在高速旋转的过程，在旋转到某个角度会被光电信号感测到，此光电信号做凸轮轴伺服启动的命令。所以凸轮轴的初始位置可以不需要调整，上电后把当前位置当做零点。3.3凸轮轴的多种啮合脱离控制方式由于类似这类设备客户往往会有光电信号做送料长度的检测，即光电信号有时，凸轮轴持续送料；光电信号没有时，凸轮轴停止送料。此种控制方式可以使用台达A2伺服DI信号控制凸轮的脱离和啮合。DI功能码是（0x36）控制凸轮的脱离啮合，同时P5-88的参数设置为0x1121，即可满足有否DI信号的输入。凸轮轴如图5所示。图5凸轮轴示意图此控制方法在机械控制领域比较常见，但是如果用电气控制就必须会使用高速处理的功能，而A2伺服内建此功能，能够充分发挥其优势，取代控制的功能，且加速减速速度平缓（可以通过调整P1-68,达到S型曲线控制功能）。控制效果及成品如图6和图7所示。图6A2伺服控制效果图7成品展示通过前置的控制方法，此方可以实现凸轮周期性的凸轮，外部的光电信号的输入只要给出一次上升沿信号即可启动电子凸轮，从而实现凸轮周期启动停止的动作，此方法可实现物理DI输入的控制方法，其中P5-92和P5-89为主轴脉波数，同时设置P5-88为0x4121即可。此后再通过HMI来调整主轴的速度及从轴相应的控制参数，参数设置方便简单。图8为凸轮周期运动示意图。图8凸轮周期运动示意图4总结系统结构简单、控制方便，控制效率得到提高，精度提高明显，笨重的机械得到改良，送料的成功应用为后弹簧成型的控制奠定了坚实的基础。台达A2伺服在弹簧成型设备上的成功应用，也是其性能及功能的完美体现，得到业内的一致认可。作者简介：周瑞华，男，1983年09月出生，毕业于浙江大学电子信息工程专业，大学毕业后一直从事变频驱动的开发工作，现就职于中达电通股份有限公司伺服数控产品处工作，主要从事伺服、运动控制类的产品的现场应用开发和服务工作。