基于CAN總線解決方案的玻璃磨邊機(jī)

1 引 言

玻璃磨邊機(jī)屬于玻璃深加工設(shè)備，用于把粗加工成型玻璃的兩邊或者四邊經(jīng)過(guò)磨輪磨制成各種各樣的邊型，以適合各種不同的應(yīng)用環(huán)境，比如汽車(chē)玻璃、家用玻璃等。目前玻璃磨邊機(jī)大都采用變頻器來(lái)控制，通過(guò)普通電機(jī)來(lái)帶動(dòng)絲桿來(lái)調(diào)節(jié)磨刀的位置，效率低下且精度不高，嚴(yán)重制藥了生產(chǎn)效率的提高，同時(shí)不能滿足客戶多樣化的需求。

2 工藝概要分析

隨著工廠自動(dòng)化水平要求的提高，傳統(tǒng)的玻璃磨邊機(jī)已經(jīng)不能滿足客戶的要求，因此迫切需要一種新的控制方式來(lái)對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改良，因此客戶對(duì)工藝提出更高的要求。該設(shè)備與普通的玻璃磨邊機(jī)具有不同之處，主要體系如下：

能夠通過(guò)hmi在線選擇、修改所加工工件，且能在3s之內(nèi)控制磨刀電機(jī)迅速運(yùn)行到正確位置，這個(gè)位置必須是plc自動(dòng)實(shí)時(shí)計(jì)算hmi設(shè)置的數(shù)據(jù)得到的；

能夠保存多組玻璃加工參數(shù)，在切換加工工件時(shí)，不需用戶再輸入?yún)?shù)，只需直接調(diào)用即可；系統(tǒng)斷電后，系統(tǒng)能夠自動(dòng)控制磨刀回到斷電前的位置；加工精度必須控制在±0.2mm；hmi必須能夠?qū)崟r(shí)顯示出故障、運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)際位置等信息，以便操作人員清楚當(dāng)前系統(tǒng)處于何種狀態(tài)。

3 can總線解決方案

3.1 方案與配置設(shè)計(jì)

深圳步科電氣有限公司及時(shí)響應(yīng)客戶需求，根據(jù)客戶工藝要求因地適宜地為該系統(tǒng)選擇了can總線解決方案，采用kinco總線型控制器-k4 plc作為系統(tǒng)控制核心，采用kinco智能伺服驅(qū)動(dòng)器作為磨刀驅(qū)動(dòng)電機(jī)，徹底解決了客戶目前遇到的問(wèn)題。kinco k4 plc是上海步科電氣面向機(jī)器自動(dòng)化領(lǐng)域推出的一款帶can總線接口的小型plc，是步科電氣kinco plc家族中的新成員，繼承了kinco k3系列plc穩(wěn)定、可靠、易用的特點(diǎn)。采用全新的設(shè)計(jì)理念，性能更好且功能更強(qiáng)的中央處理器，具有了比普通小型plc更強(qiáng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，另外該型plc還具有can總線接口，與伺服驅(qū)動(dòng)器、遠(yuǎn)程i/o、變頻器等產(chǎn)品組成一個(gè)功能強(qiáng)大的總線系統(tǒng)解決方案，及為您的機(jī)械設(shè)備控制帶來(lái)了強(qiáng)大、靈活、高效、性價(jià)比更高的控制方案。該型plc還可以通過(guò)can總線接口任意擴(kuò)展i/o，最大支持2048個(gè)di/do。

基于can總線控制的自動(dòng)化磨邊機(jī)解決方案如附圖所示。電控系統(tǒng)配置如附表所示。

附圖 can總線自動(dòng)化磨邊機(jī)解決方案

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201612/331539.htm

3.2 can總線方案評(píng)估

鑒于客戶提出的工藝要求，我們根據(jù)最佳的性價(jià)比原則為客戶選擇了can總線系統(tǒng)解決方案，該解決方案具有很強(qiáng)的靈活性和很高性價(jià)比。比較傳統(tǒng)方案的優(yōu)勢(shì)：節(jié)約布線成本，減少布線時(shí)間，減小出錯(cuò)機(jī)率；減小施工難度，縮短施工周期；降低系統(tǒng)總成本；可靠性更高，抗干擾能力更強(qiáng)；全數(shù)字信息交互，信息量更大，實(shí)時(shí)性更高，可維護(hù)性更強(qiáng)。

3.3 can總線解決方法

對(duì)于該系統(tǒng)充分的利用了can總線技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并充分發(fā)揮k4 plc的優(yōu)點(diǎn)，為客戶解決了工藝要求提出的問(wèn)題。通過(guò)hmi上配方卡功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件參數(shù)的修改、斷電保存。

(1) 在hmi上選擇好工件后，系統(tǒng)立即自動(dòng)傳遞這些參數(shù)到k4 plc，plc 將自動(dòng)根據(jù)這些參數(shù)來(lái)計(jì)算左右磨刀伺服電機(jī)的位置，然后通過(guò)can總線傳遞這些位置數(shù)據(jù)到伺服驅(qū)動(dòng)器去，伺服驅(qū)動(dòng)器再接收到這些數(shù)據(jù)后，將立即驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行到相應(yīng)位置，從而實(shí)現(xiàn)更換工件動(dòng)作。因選擇參數(shù)到最終電機(jī)運(yùn)行到位的時(shí)間需要控制在3s左右，所以plc將自動(dòng)根據(jù)位置數(shù)據(jù)和時(shí)間來(lái)計(jì)算伺服電機(jī)的運(yùn)行速度，從而實(shí)現(xiàn)快速定位目的。

(2) 在切換工件時(shí)，操作人員只需通過(guò)hmi上配方下降按鈕就能把所需加工工件參數(shù)下載到plc，不需要重新輸入。添加新工件時(shí)，操作人員只需一次性輸入所有工件的所有參數(shù)即可，也可以調(diào)出這些參數(shù)進(jìn)行修改，然后在保存到配方里面。

(3) 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，plc通過(guò)can總線實(shí)時(shí)采集伺服電機(jī)的位置數(shù)據(jù)，上電之后plc將把掉電前的數(shù)據(jù)發(fā)送到伺服驅(qū)動(dòng)器，以控制電機(jī)返回到掉電前的位置。因can總線特有的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，保證了伺服電機(jī)位置的絕對(duì)實(shí)時(shí)性，避免了普通485通訊方式的延時(shí)問(wèn)題。

(4) 采用智能型伺服驅(qū)動(dòng)器及其can總線控制技術(shù)，plc能夠?qū)崟r(shí)通過(guò)can總線監(jiān)視伺服電機(jī)出現(xiàn)的故障，并在hmi上顯示出來(lái)。同時(shí)plc還可以監(jiān)視伺服電機(jī)實(shí)際位置、實(shí)際速度等信息，采用can總線通訊技術(shù)具有方便、數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)485方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)入y點(diǎn)。

(5) 另外采用can總線系解決統(tǒng)方案，避免了傳統(tǒng)脈沖方向控制方式的編程量大、調(diào)試復(fù)雜、接線眾多等技術(shù)問(wèn)題，為客戶節(jié)省了成本和時(shí)間，提高了效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)為用戶帶來(lái)了效率(轉(zhuǎn)換工件時(shí)間的縮短)的提高，同時(shí)也降低了系統(tǒng)綜合成本。采用總線型k4 plc控制，能夠方便實(shí)現(xiàn)更改工件參數(shù)、更換工件等動(dòng)作，增加了設(shè)備的靈活性，使其使用于各種不同款式玻璃的加工。系統(tǒng)采用can總線通訊，增強(qiáng)了系統(tǒng)的透明度和系統(tǒng)的抗干擾能力。