全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)在塑料機(jī)械上的應(yīng)用

由以上分析可知，該機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，主電機(jī)傳動(dòng)比要滿足主變頻器頻率工作在60Hz的頻率上，這時(shí)切刀與封刀來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)將達(dá)120次/分鐘甚至更高要求。在滿足伺服電機(jī)的實(shí)際連續(xù)運(yùn)行轉(zhuǎn)速要小于或等于其額定轉(zhuǎn)速及其它特性的要求下，伺服機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比及出料輥的外徑的合理設(shè)計(jì)是滿足該機(jī)工藝要求的關(guān)鍵。由圖4可見，PLC的信號(hào)邏輯順序?yàn)橄犬a(chǎn)生（1），即變頻器先驅(qū)使電機(jī)將刀抬起，在抬刀與下刀之間的時(shí)間t2內(nèi)，動(dòng)作（2）必須完成。因此，需滿足關(guān)系t1 轉(zhuǎn)速要求:此機(jī)送料輥直徑r=36mm，圓周長為L=2πr=36×3.14=113mm，若以500mm長的袋子為準(zhǔn)，則一次制袋成型需轉(zhuǎn)動(dòng)周數(shù):n總=500/2πr=500/113=4.425圈，以每分鐘120個(gè)袋的制袋標(biāo)準(zhǔn)，則每分鐘送料輥需轉(zhuǎn)動(dòng):n輥=120n=531轉(zhuǎn)，同時(shí)，送料輥與伺服電機(jī)存在1:4的減速比，故最終要求伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速:n需=531×4=2124轉(zhuǎn)。
　　
精度要求:袋長精度小于0.5mm，伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用同步帶傳動(dòng)，伺服編碼器脈沖數(shù)為2500P/R，通過四倍頻轉(zhuǎn)換后，分辨精度達(dá)到10000p/r,即v伺=360°/10000=0.036°，電機(jī)輸出到出料輥有4:1的減速比，實(shí)際檢測(cè)精度達(dá)到:

　　v輥=360°/（10000×4）=0.009°，對(duì)應(yīng)的長度分辯精度為:
　　vl輥=2πr×（0.009°/360°）
　　=113×0.000025=0.002825mm。
　　
故其本身誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.5mm，引起定位誤差較大的真正原因是由于伺服電機(jī)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(duì)滑動(dòng)，故要根據(jù)伺服電機(jī)的起停速度調(diào)整合適的加減速時(shí)間，調(diào)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(diào)整結(jié)果要以出料輥與塑料薄膜之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)為準(zhǔn)。
　　
新型制袋機(jī)均帶有兩種封切方式:一種為空白袋封切方式，即伺服系統(tǒng)控制電機(jī)以PLC預(yù)先設(shè)置的脈沖數(shù)進(jìn)行動(dòng)作，直到脈沖數(shù)運(yùn)行完為止，作為一個(gè)制袋周期，此種方式為非追色運(yùn)行方式，也稱為定長運(yùn)行方式。另一種為追色封切方式，當(dāng)選擇追色封切時(shí)，其過程如下，伺服啟動(dòng)信號(hào)導(dǎo)通，伺服電機(jī)按照PLC程序預(yù)先設(shè)定的運(yùn)動(dòng)曲線進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)、恒速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)、低速追色，如圖5所示，PLC接收到追色信號(hào)時(shí)，通過中斷方式立即停止伺服電機(jī)。一般追色長度為10mm，并且要求追色信號(hào)只能在追色范圍內(nèi)起作用，其它范圍內(nèi)需屏蔽掉其干擾信號(hào)。追色封切調(diào)試時(shí)，在人機(jī)界面上設(shè)定好伺服電機(jī)的恒速速度，先將加速時(shí)間、減速時(shí)間設(shè)長，再調(diào)低速追色速度，盡可能提高低速追色速度，以追色平穩(wěn)、準(zhǔn)確為準(zhǔn)。調(diào)整好追色速度后，再調(diào)加速時(shí)間、減速時(shí)間，盡可能調(diào)短加減速時(shí)間，以膠袋與出料輥不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)及追色平穩(wěn)為準(zhǔn)。PLC程序在追色封切時(shí)，對(duì)追色信號(hào)記數(shù)，連續(xù)三次檢測(cè)不到時(shí)，PLC停止各電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警。同時(shí)PLC程序?qū)ε坑洈?shù)，當(dāng)批量達(dá)到預(yù)警值時(shí)，PLC驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警提示。
　　
操作面板上設(shè)置了變頻器的調(diào)速旋鈕，通過該組旋鈕調(diào)位器可對(duì)主電機(jī)和送料電機(jī)調(diào)速，從而改變機(jī)器的加工效率，同時(shí)，改變?nèi)藱C(jī)界面上PLC的脈沖頻率設(shè)定值可對(duì)伺服電機(jī)調(diào)速。
　　
PLC內(nèi)編寫自動(dòng)運(yùn)行與手動(dòng)調(diào)試程序，自動(dòng)運(yùn)行程序?yàn)樯a(chǎn)程序，手動(dòng)調(diào)試程序?yàn)檎{(diào)機(jī)或維修時(shí)使用。
　　
該類機(jī)械配套伺服系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)了以下功能:效率提高;良品率提高;封切精度提高;調(diào)試機(jī)械方便快捷;運(yùn)行過程平穩(wěn)。200-800mm長膠袋，生產(chǎn)約160-50個(gè)/分鐘;長度誤差在0.5mm內(nèi);膠袋封口處溫度線，結(jié)實(shí)耐拉;既可定長封切，又可追色封切;追色封切時(shí)，連續(xù)三次檢測(cè)不到色標(biāo)信號(hào)，能自動(dòng)停機(jī)報(bào)警;有預(yù)警功能，生產(chǎn)到設(shè)定批量時(shí)，會(huì)自動(dòng)提示;主電機(jī)調(diào)速，送料電機(jī)調(diào)速，伺服電機(jī)調(diào)速;設(shè)有自動(dòng)運(yùn)行方式和手動(dòng)調(diào)試方式。
　

圖5 追色封切方式的速度曲線圖

結(jié)語
　　
隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，用戶對(duì)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(tǒng)以其出色的性能完成了對(duì)產(chǎn)品的加工過程、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(yīng)用。