全數字交流伺服系統在塑料機械上的應用

由以上分析可知，該機機械設計時(shí)，主電機傳動(dòng)比要滿(mǎn)足主變頻器頻率工作在60Hz的頻率上，這時(shí)切刀與封刀來(lái)回往復運動(dòng)將達120次/分鐘甚至更高要求。在滿(mǎn)足伺服電機的實(shí)際連續運行轉速要小于或等于其額定轉速及其它特性的要求下，伺服機構的傳動(dòng)比及出料輥的外徑的合理設計是滿(mǎn)足該機工藝要求的關(guān)鍵。由圖4可見(jiàn)，PLC的信號邏輯順序為先產(chǎn)生（1），即變頻器先驅使電機將刀抬起，在抬刀與下刀之間的時(shí)間t2內，動(dòng)作（2）必須完成。因此，需滿(mǎn)足關(guān)系t1 轉速要求:此機送料輥直徑r=36mm，圓周長(cháng)為L(cháng)=2πr=36×3.14=113mm，若以500mm長(cháng)的袋子為準，則一次制袋成型需轉動(dòng)周數:n總=500/2πr=500/113=4.425圈，以每分鐘120個(gè)袋的制袋標準，則每分鐘送料輥需轉動(dòng):n輥=120n=531轉，同時(shí)，送料輥與伺服電機存在1:4的減速比，故最終要求伺服電機的轉速:n需=531×4=2124轉。
　　
精度要求:袋長(cháng)精度小于0.5mm，伺服傳動(dòng)機構采用同步帶傳動(dòng)，伺服編碼器脈沖數為2500P/R，通過(guò)四倍頻轉換后，分辨精度達到10000p/r,即v伺=360°/10000=0.036°，電機輸出到出料輥有4:1的減速比，實(shí)際檢測精度達到:

　　v輥=360°/（10000×4）=0.009°，對應的長(cháng)度分辯精度為:
　　vl輥=2πr×（0.009°/360°）
　　=113×0.000025=0.002825mm。
　　
故其本身誤差遠遠小于0.5mm，引起定位誤差較大的真正原因是由于伺服電機起停不夠平滑，或者由于送料端的送料速度小于出料輥的出料速度，造成出料輥與塑料薄膜之間的相對滑動(dòng)，故要根據伺服電機的起停速度調整合適的加減速時(shí)間，調整送料變頻器頻率使其送料速度要大于出料輥的出料速度，調整結果要以出料輥與塑料薄膜之間不發(fā)生相對滑動(dòng)為準。
　　
新型制袋機均帶有兩種封切方式:一種為空白袋封切方式，即伺服系統控制電機以PLC預先設置的脈沖數進(jìn)行動(dòng)作，直到脈沖數運行完為止，作為一個(gè)制袋周期，此種方式為非追色運行方式，也稱(chēng)為定長(cháng)運行方式。另一種為追色封切方式，當選擇追色封切時(shí)，其過(guò)程如下，伺服啟動(dòng)信號導通，伺服電機按照PLC程序預先設定的運動(dòng)曲線(xiàn)進(jìn)行加速運動(dòng)、恒速運動(dòng)、減速運動(dòng)、低速追色，如圖5所示，PLC接收到追色信號時(shí)，通過(guò)中斷方式立即停止伺服電機。一般追色長(cháng)度為10mm，并且要求追色信號只能在追色范圍內起作用，其它范圍內需屏蔽掉其干擾信號。追色封切調試時(shí)，在人機界面上設定好伺服電機的恒速速度，先將加速時(shí)間、減速時(shí)間設長(cháng)，再調低速追色速度，盡可能提高低速追色速度，以追色平穩、準確為準。調整好追色速度后，再調加速時(shí)間、減速時(shí)間，盡可能調短加減速時(shí)間，以膠袋與出料輥不發(fā)生相對滑動(dòng)及追色平穩為準。PLC程序在追色封切時(shí)，對追色信號記數，連續三次檢測不到時(shí)，PLC停止各電機運轉，并驅動(dòng)報警器報警。同時(shí)PLC程序對批量記數，當批量達到預警值時(shí)，PLC驅動(dòng)報警器報警提示。
　　
操作面板上設置了變頻器的調速旋鈕，通過(guò)該組旋鈕調位器可對主電機和送料電機調速，從而改變機器的加工效率，同時(shí)，改變人機界面上PLC的脈沖頻率設定值可對伺服電機調速。
　　
PLC內編寫(xiě)自動(dòng)運行與手動(dòng)調試程序，自動(dòng)運行程序為生產(chǎn)程序，手動(dòng)調試程序為調機或維修時(shí)使用。
　　
該類(lèi)機械配套伺服系統后，實(shí)現了以下功能:效率提高;良品率提高;封切精度提高;調試機械方便快捷;運行過(guò)程平穩。200-800mm長(cháng)膠袋，生產(chǎn)約160-50個(gè)/分鐘;長(cháng)度誤差在0.5mm內;膠袋封口處溫度線(xiàn)，結實(shí)耐拉;既可定長(cháng)封切，又可追色封切;追色封切時(shí)，連續三次檢測不到色標信號，能自動(dòng)停機報警;有預警功能，生產(chǎn)到設定批量時(shí)，會(huì )自動(dòng)提示;主電機調速，送料電機調速，伺服電機調速;設有自動(dòng)運行方式和手動(dòng)調試方式。
　

圖5 追色封切方式的速度曲線(xiàn)圖

結語(yǔ)
　　
隨著(zhù)市場(chǎng)競爭的日趨激烈，用戶(hù)對所需產(chǎn)品提出了更高的技術(shù)和更合理的性能價(jià)格比的要求。伺服系統以其出色的性能完成了對產(chǎn)品的加工過(guò)程、加工工藝和綜合性能的改造，并在工業(yè)領(lǐng)域中得到了非常廣泛應用。