SYSMAC NJ系列新一代PLC在16轴直线灌装机上的应用(3)

整套设备采用了多个曲柄机构，比如灌装、拧盖升降等等。根据曲柄机构的特性，当伺服匀速旋转时，曲柄机构的垂直速度并不是匀速的，并且垂直位置也不是线性变化的。而灌装机构需要一个相对稳定的速度（主要是防止液体飞溅），和一个线性的标定（可以通过对伺服位置的设定，直接标定灌装量）。解决速度基本恒定的方式如下：

IF 30>=MC_Fill1.Act.Pos OR (180>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>150) THEN

Fill1_Velocity_Out:=LREAL#1*灌装1速度HMI;

ELSIF (60>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>30) OR (150>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>120) THEN

Fill1_Velocity_Out:=LREAL#0.8*灌装1速度HMI;

ELSIF (80>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>60) OR (120>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>100) THEN

Fill1_Velocity_Out:=LREAL#0.5*灌装1速度HMI;

ELSIF 100>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>80 THEN

Fill1_Velocity_Out:=LREAL#0.3*灌装1速度HMI;

END_IF;

图14 解决速度基本恒定的方式

用以上公式，可以在灌装伺服到达各个位置时，给予不同的速度，通过对角速度赋予“多段速”来实现垂直速度的基本恒定。再通过每10ms写入一次速度的方式，来实现速度的变换。解决位置可标定的方法如下：

纠偏角度转弧度:=DegToRad(REAL#15);

Fill1_Feed_rad:=ACOS(临时数字1);

Fill1_Feed:=RadToDeg(Fill1_Feed_rad)-REAL#15;

临时数字:=REAL#3.14*REAL#16*REAL#7.5;

临时数字1:=COS(纠偏角度转弧度)-HMI气缸1进给量/临时数字;

通过平面解析几何和三角函数运算，求得伺服角位置和曲柄垂直位置之间的线性关系。

最终实现，触摸屏上面可以直接设定以“毫升”为单位的灌装量值。

（7）凸轮表的变换

凸轮表编制好以后，每根轴都会按照自己的凸轮表数据进行重复运动。但是，如果更换了产品（主要是瓶子大小有变化），个别轴的动作就要发生变化。例如：把220mm高的瓶子换成了300mm，那么出瓶放瓶时，气爪距离传送带的高度就要增加，这就要求凸轮表可以通过程序进行变换，程序如下：

FOR IndexOutUp := UINT#10#0 TO UINT#10#360 DO

IF IndexOutUp<=UINT#10#70 THEN

Cam_BottleOutUp[IndexOutUp].Distance:= Cam_BottleOutUp00[IndexOutUp].Distance*2*BottleOutUpFeed1;

ELSIF IndexOutUp>UINT#10#70  and IndexOutUp<=UINT#10#85 THEN

Cam_BottleOutUp[IndexOutUp].Distance:= (Cam_BottleOutUp00[IndexOutUp].Distance-0.5)*2*(BottleOutUpFeed2 - BottleOutUpFeed1)+BottleOutUpFeed1;

ELSE

Cam_BottleOutUp[IndexOutUp].Distance:= Cam_BottleOutUp00[IndexOutUp].Distance * BottleOutUpFeed2;

END_IF;

END_FOR;

在上述程序中，Cam_BottleOutUp00[IndexOutUp].Distance是出瓶顶升凸轮表的点，IndexOutUp是FOR循环语句的循环变量，通过FOR循环语句，将凸轮表内的若干个点依次更改，再通过如下指令进行保存，这样，这根从轴就会按照新的凸轮表来进行运动了。

图15 按照新的凸轮表进行运动

4结束语

通过系统现场调试及客户的试生产，所有控制要求的解决方案都得以验证，满足客户的改造需求，并且效果良好。