台达自动化在全自动六轴玻璃打孔机上的应用(2)

例如，当定位伺服电机完成最后一次定位，同时设备开始打孔后，定位电机需要后退一定距离，再定位到第一个孔前一定位置，等待打孔完成，然后将玻璃送出一定距离后，再把定位挡块放下，最后慢速靠近第一个孔的定位位置。这里因为采用步进程序设计，这部分程序独立流程设计，形成一个专门的流程控制回路，就可以很容易实现，又不会影响原有控制的逻辑流程。

5 系统硬件结构

图7 结构示意图

图8 系统实际布置

利用28SV的4路200K高速脉冲分别控制定位轴、Y轴、X1送料、X2送料四个伺服;同时利用28SV的COM2通讯口通过485通讯，与Z1、Z2进行通讯，修改PR位置参数和速度参数;与3台变频器进行通讯，修改变频器的频率参数。

6 HMI界面

图9 HMI

HMI首页显示打孔数量和设备运行状况。设置孔数后(确定孔距参数通过其他页面完成)，通过控制柜面板按钮启动开始打孔。

图10 设备参数

在参数设置界面，用户设置各轴的机械补偿及时间参数;玻璃送出距离是当玻璃加工完毕后将玻璃送出的距离，玻璃送出后定位轴才可以再次定位，否则将造成玻璃的挤压和破损。

图11 孔参数设置1

图12 孔参数设置2

7 调试说明

7.1 定位轴位置计算

图13 定位轴位置计算示意图

7.2 Y轴位置计算

图14 Y轴计算示意图

7.3 孔位置循环比较确定

X坐标在400mm~1500mm范围内依次增大设置;Y坐标0mm~1500mm范围内任意设置;钻孔数量是36。定位到某个孔的坐标并开始打孔，此时比较当前孔的X坐标与下一个孔X坐标是否相同。相同时，定位轴保持不动，Y轴重新定位后打孔;不同时，定位移动至下一定位位置;同时Y打孔结束后比较当前孔的X坐标与下一个孔X坐标是否相同，根据比较结果决定是否再次送料与是否继续打孔，相同则Y轴定位后打孔;不同就送料到位，Y轴定位后打孔，两个动作同时进行以提高效率。

图15 孔位置循环设定

7.4 节拍控制

因为孔的位置不确定，就必须设计一个可以实时计算坐标位置，灵活跳转在多个动作中;通过对设备工艺反复研究，确定两个重要的控制节拍：

(1)定位轴定位，以上下盘压紧时机为基准，计算打孔定位次数;

(2)Y轴定位，以打孔完毕时机为基准，计算Y轴定位次数。

图16 E5=(定位次数-1)*2

通过指针的循环计算，灵活的对当前数据与下一笔数据进行比较。作为比较结果，在同一步进程序中，可以跳转到多个对应的控制步中;以指针的方式，可以在规划一个连续的数据区域后，完成一批动作设计。

8 结束语

本款全自动数控打孔机，具有三大特点。第一，重复的加工精度要求高(小于0.5mm);第二，浮点数运算量大;第三，加工动作灵活，需要柔性的编程，需要适时灵活的满足客户的扩充需求。

来源于台达伺服驱动器的高精度和SV控制器强大的浮点数运算能力，很好地实现了玻璃打孔加工中孔距、孔数计算;利用E指针偏移，可以实现灵活扩充孔数，相邻两孔间依次比较等功能，可以达到灵活扩充打孔数量的柔性程序设计要求。借助台达控制器灵活的步进程序设计，可以处理控制动作的交叉流程，提高了程序设计效率。综上所述，该设备的控制精度和工艺要求在行业内属于较高的水平。

此外，对于客户工艺的熟悉程度，决定了整个控制流程的质量;设备的机械结构，也直接影响设备的控制精度。当然，相比其他成熟的自动打孔设备，该设备也有不足之处，主要表现在：校准孔的位置采用485通讯读取伺服位置方式速率及稳定性低，PLC的控制速度较数控低;但是相比数控系统，使用台达PLC可以保证电气控制成本投入得到有效的控制。同时，台达小型PLC灵活的控制程序设计，大容量程序存储，可以满足用户大量、复杂的程序设计，给用户带来灵活的设计体验，体现了台达小型控制器强大的控制和运算处理能力，突显了台达HMI产品、伺服产品、变频器产品的易用性和实用性。

作者简介

付昭，出生1984年2月，毕业于燕山大学测控技术与仪器专业。现任中达电通股份有限公司上海机电业务处应用工程师，从事台达机电产品的售前、售中及售后的各项技术支持工作。