中達電通股份有限公司應用方案：台達10MC控製器在藥水灌裝機的應用

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台達10MC控製器在藥水灌裝機的應用

---The Application of Delta Bus Motion Controller 10MC in the Needle Pistons Filling Machine

中達電通股份有限公司

　　1 前言

　　zhusaishiguanzhuangji，zaiyiyaolingyuyaopinyaojidezhuangliangguojiayouyangedekongzhibiaozhunheguifan，yinweiguanhushengminganquansuoyijingzhundufeichangzhongyao。duizhiyaoshengchanqiye，yifangmianyaoyangezhixingguojiaguanyuguanzhuangyaopindeguifan，lingyifangmiangengzhuzhongshengchanxiaolv，zongzhijiyaozuodaojingzhundadaoguojiabiaozhun，youyaojinkenengtigaoshengchanxiaolv，yizuidahuahuoquqiyexiaoyi。

　　客ke戶hu以yi往wang的de機ji器qi是shi使shi用yong機ji械xie凸tu輪lun實shi現xian從cong軸zhou跟gen隨sui主zhu軸zhou速su度du進jin行xing灌guan裝zhuang，一yi台tai設she備bei上shang需xu要yao至zhi少shao有you三san個ge機ji械xie凸tu輪lun。長chang時shi間jian運yun行xing後hou，機ji械xie凸tu輪lun會hui有you磨mo損sun，造zao成cheng灌guan裝zhuang位wei置zhi偏pian移yi。機ji械xie凸tu輪lun的de速su度du不bu能neng快kuai，否fou則ze會hui產chan生sheng嚴yan重zhong的de抖dou動dong，因yin此ci使shi生sheng產chan效xiao率lv大da打da折zhe扣kou。台tai達da10MC可以支持16軸(zhou)，並(bing)可(ke)以(yi)建(jian)立(li)多(duo)組(zu)電(dian)子(zi)凸(tu)輪(lun)曲(qu)線(xian)。利(li)用(yong)電(dian)子(zi)凸(tu)輪(lun)曲(qu)線(xian)實(shi)現(xian)灌(guan)裝(zhuang)針(zhen)與(yu)瓶(ping)位(wei)置(zhi)對(dui)應(ying)。並(bing)可(ke)利(li)用(yong)電(dian)子(zi)凸(tu)輪(lun)曲(qu)線(xian)實(shi)現(xian)藥(yao)泵(beng)控(kong)製(zhi)，通(tong)過(guo)修(xiu)改(gai)電(dian)子(zi)凸(tu)輪(lun)關(guan)鍵(jian)點(dian)來(lai)達(da)到(dao)調(tiao)整(zheng)灌(guan)裝(zhuang)量(liang)。

　　2 係統控製框圖及說明

　　2.1設備框圖

　　圖1 設備框圖

　　2.2工藝要求

　　客ke戶hu此ci次ci設she備bei是shi要yao求qiu一yi次ci灌guan裝zhuang十shi瓶ping。主zhu機ji啟qi動dong後hou，當dang瓶ping位wei開kai關guan導dao通tong時shi，從cong軸zhou開kai始shi根gen據ju電dian子zi凸tu輪lun曲qu線xian追zhui隨sui主zhu軸zhou位wei置zhi。當dang主zhu從cong同tong步bu時shi，灌guan裝zhuang軸zhou下xia針zhen，當dang針zhen到dao瓶ping底di時shi，藥yao泵beng開kai始shi打da藥yao。藥yao泵beng包bao括kuo打da藥yao伺si服fu和he換huan向xiang伺si服fu。藥yao劑ji量liang根gen據ju觸chu摸mo屏ping設she定ding的de值zhi，改gai變bian打da藥yao伺si服fu電dian子zi凸tu輪lun曲qu線xian關guan鍵jian點dian。當dang打da藥yao伺si服fu到dao達da藥yao劑ji凸tu輪lun點dian時shi，換huan向xiang伺si服fu旋xuan轉zhuan換huan向xiang，改gai變bian藥yao劑ji流liu向xiang。換huan向xiang伺si服fu的de工gong作zuo亦yi是shi根gen據ju凸tu輪lun曲qu線xian動dong作zuo。藥yao泵beng整zheng個ge動dong作zuo在zai同tong步bu區qu裏li全quan部bu完wan成cheng。當dang從cong軸zhou快kuai脫tuo離li同tong步bu區qu時shi，灌guan裝zhuang軸zhou上shang升sheng到dao原yuan點dian，從cong軸zhou跟gen據ju凸tu輪lun曲qu線xian高gao速su返fan回hui起qi點dian。等deng待dai下xia一yi期qi到dao來lai，往wang複fu以yi上shang動dong作zuo。

　　3 配置方案選型及程序

　　3.1配置方案選型

　　該設備一共有六顆伺服，且各個伺服間都有對應的位置關係，因此控製器選用台達10MC總線運動控製器。（如圖2所示）

　　圖2 台達10MC總線運動控製器

　　DVP10MC11T是台達自主研發的基於CANopen現場總線的多軸運動控製器，它遵循CANopen DS301基本通訊協議和DSP402運動控製協議，同時還支持大部分國際組織所定義的運動控製標準指令庫，極大方便使用者快速入門，迅速的進行項目開發。

　　DVP10MC11T是一個多功能控製器，其內部包含標準PLC模塊和MC運動控製模塊兩大功能模塊（如圖3）。PLC模塊與台達其它DVP係列PLC功能相似，使用方法也相同，通過WPLSoft或ISPSoft編程軟件，可以編寫梯形圖，順序功能圖，指令表等台達標準的PLC邏輯程序。PLC 模塊同時還支持左側和右側兩個擴展接口，左側為高速並行擴展口，可以連接最多7 台現場總線主站模塊（DeviceNet，CANopen主站等）、以太網模塊及高速模擬量模塊等，右側用來連接原DVP-S係列PLC的擴展模塊（如低速模擬量及數字量模塊）。MC運動控製模塊主要通過CANopen總線，對伺服驅動器進行精密的控製，以完成用戶所期望的速度控製、位置控製等功能。MC運動控製模塊采用CANopenBuilderruanjianjinxingyundongkongzhibiancheng，laishixiangezhongfuzadeyundongkongzhirenwu，yundongkongzhiyuyanyituxinghuadefangshitigongyonghubianxieyundongkongzhigongneng，shiyongjianjie，yiyuxuexilijie。tongshi，CANopeBuilder軟件也提供用戶方便的G 代碼編輯、預覽、電子凸輪編輯等界麵，方便用戶規劃更有特色的運動控製需求。由於采用高可靠性的CAN總線為主線的通訊係統，DVP10MC11T隻需為客戶提供簡單配線，因具有高速可靠的運動控製係統，可廣泛應用在包裝、印刷、封裝、切割、數控機床、自動化倉儲等各種自動化控製領域中。

　　圖3 DVP10MC11T內部結構

　　MC運動控製模塊主要功能有：單軸係統最大支持16個實軸；兩軸直線/圓弧插補；簡易NC功能，2.5軸G代碼支持；電子凸輪，5階多項式擬合，支持虛軸；電子齒輪。

　　10MC控製器是CANopen總線控製器，台達A2-M伺服支持CANopen通訊。與10MC控製器配套選用。配線大大簡化、控製更加精確，能夠滿足高端設備的應用需求。

　　3.2控製方法

　　硬件架構如圖4。

　　圖4 硬件架構圖

　　程序架構如圖5。

　　圖5 程序架構圖

　　設置各個軸的軸參數如圖6和圖7。

　　圖6 運動控製結構圖

　　圖7 參數配置界麵

　　以上是主軸參數。其他各軸除軸號、齒輪箱、導程參數不同，其他都相同。

　　正常工作時，建立虛軸3，各齒輪和電子凸輪都擬合。主軸3和取樣軸6的齒輪比是1:1。四個凸輪曲線如圖8（a、b、c、d）所示。

　　a 虛擬軸-從軸曲線

　　b 虛擬軸-灌裝軸曲線

　　c 虛擬軸-打藥軸曲線

　　d 虛擬軸-換向軸曲線

　　圖8 凸輪曲線圖（a、b、c、d）

　　各軸運行按照曲線運行。當需要修改灌裝量時修改D32792和D32794,更新凸輪曲線程序如圖9。

　　圖9凸輪曲線程序更新

　　藥泵排空時，通過判斷標誌位，使虛軸3和主軸、從軸脫離齒輪和電子凸輪關係。需要注意到，10MCtuolichilunshi，xuyaozaitingzhizhuangtaixiacainengtuolichenggong。tuolidianzitulunhou，congzhouhuianzhaodangqiandesudujixuyunxing，suoyixuyaozaicongzhoutingzhizhuangtaixiatuoli，cainengbaozhenganquan。

　　部分程序如圖10。