基于台达20PM运动控制器的线缆裁切机

基于台达20PM运动控制器的线缆裁切机

摘要：本文主要介绍台达20PM运动控制器在线缆裁切设备中的应用，并阐述了设备的工作原理、工艺要求及飞剪功能的应用概要。

1 引言

传统的线缆裁切机跟随误差比较大，为了解决这个问题，利用台达20PM运动控制器的内置飞剪功能出色完成了各项需求，实现输送和裁切线速度同步，通过调整速度同步区的宽度来完成不同长度线缆的裁切，保证了裁切的精准度。

2 结构及工作原理

2.1 电缆切割机

电缆切割机设备结构如图1、图2所示。线缆裁切设备这是比较典型的飞剪功能应用，台达20PM已内置飞剪功能，可采用以DVP-20PM为控制核心的台达机电产品整体解决方案完成对切刀控制，实现设备控制要求。

2.2 DVP20PM运动控制器

台达DVP-20PM00D是一款具有运动控制专用功能的可编程控制器。DVP-20PM00D的最大特点是PLC主机直接提供电子凸轮CAM功能，或者说DVP-20PM00D是内置CAM功能的PLC,所以有些场所直接称呼DVP-20PM00D为台达20PM运动控制器。

20PM具有2路500KHz的输入与输出，在CAM功能中定义X轴为从轴，编码器输入轴为主轴，当定义好CAM Table后，从轴依据定义的曲线跟随主轴运动。采用高速双CPU结构形式，利用独立CPU处理运动控制算法，可以很好地实现各种运动轨迹控制、逻辑动作控制，直线/圆弧插补控制等，电缆切割机正是利用了20PM运动控制器的电子凸轮功能很好的解决了上述高速切割时出现的不等长等问题。20PM的主要特点：

（1）20PM适用于高速、高精度、高复杂的运动控制场合；

（2）多段速执行及中断定位；

（3）64K 大容量, 内置Flash存储体；

（5）两组差分脉冲输出，最高脉冲输出达500KHz；

（6）两组手摇轮控制；

（7）内置电子凸轮CAM功能，轻松实现绕线、飞剪、追剪等应用；

（8）支持PLC顺序逻辑控制及NC控制(G 码与M码)。

3 切割机软件设计

3.1 I/O定义

X0计数光电

X1裁刀启动

X2裁刀停止

X3护保护

X4直流马达引起故障

X5伺服故障

X6主控箱急停

OITPUT

Y0伺服on

Y1故障复位

Y2裁切启动

Y3推线

Y4蜂鸣

Y5裁切指示灯

3.2 飞剪程序设计过程

在利用20Pm飞剪功能写程序的时候需要按照以下步骤来进行：

程序中需要计算填充数据D100-D112，其参数定义如下：

D101..D100主轴长度

D103..D102从轴长度

D105..D104从轴同步长度

D107..D106从轴同步倍率(F2/F1)

D109..D108从轴最高倍率限制

D110加速曲线:

0 const speed,

1 const Acc,

2 SingleHypot,

3 Cycloid)

D111CAM曲线=0

0 leftCAM,

1 midCAMall,

2 midCAMbegin,

3 midCAMend)

程序中填充数据D100-D112其参数计算过程如下：

(1)D100计算:

D210裁切长度

D222计米轮周长

D212计米轮线数

D224实际计米轮总脉冲数

D226裁切长度脉冲数

D100=D226=D224=D210/D222*D212

(2)D102计算:

D416切刀轮脉冲x D426速比= D200切刀轮脉冲=(D102)

(3)D104计算:

D200切刀轮脉冲x D172同步范围= D204同步脉冲=(D104)

(4)D106倍率计算推导过程:

a. 主轴直径D1 (mm)

主轴一圈脉波数R1 (Pulses/Rev)

主轴速度F1(Hz)

主轴速度V1(mm/sec)

b. 从轴直径D2 (mm)

从轴一圈脉波数R2 (Pulses/Rev)

从轴速度F2(Hz)

从轴速度V2(mm/sec)

c：根据同步时线速度相同即

V1=V2

(F1*3.14*D1/R1) ＝(F２*3.14*D２/R２)

F2/F1 = (D1*R2*K减速比)/(D2*R1)

= (D250*D256*D258减速比)/( D252*D254)

=D274

=D106脉冲比同步倍率

(5)D108倍率上限

(6)D110加速曲线选择:

0-3曲线选择逐级平滑

(7)D111CAM曲线选择:

选择0保证了切刀切完后回到上位零点等待

8：D112结果ok

以上部分完成了D100-D112的计算填充数据过程，也就是完成了飞剪程序部分设计，3.3 飞剪程序运行监控

D1799设定X 轴输入端子极性端子极性PG0

D1800输入点状态b5DOG原点信号来计数点D50LDPm125无效

D1816=530原点回归DOG 下降沿检测原点回归方向A/B 相脉冲

D1828 X轴原点回归速度

D1830 X轴原点回归减速速度

D1832 X轴零点信号数N

D1833回原点后X轴补充距离P k0

D1838X轴目标位置(I) P(I) （Low word）

D1848X轴现在位置CP(PLS) （Low word）

D1864=H305 X轴手摇轮输入响应速度设定A/B相脉波4倍频

D1846=100 X单段速定位运动模式启动

D1846=40原点回归模式启动

D1846=2000插入单段速定位运动模式启动

经过上面的分析将分析过程写成程序即完成了主体程序设计，其它各种安全保护和附加功能同WPL程序编写就不一一赘述。

（2）将速度关系建立在位移关系图上, 在这里我们假设位置1在主轴位置100, 位置3在主轴位置200, 位置4在主轴位置300：