摘 要：時光科技針對鋼板剪切機制作了專門應用方案，并配套專用控制程序，該伺服系統適合各種鋼板的定長剪切，更好的服務于市場。

一、引言

      在成卷型材料制造完成后，根據五金加工廠的要求，將卷材裁切成不同長度的板材并打包運輸到客戶處，由客戶再行處理。因此客戶要求對制造出來的材料直接進行定長切斷和整料，滿足市場的需求，在此背景下，設備制造生產商推出板材剪切機。

二、系統工藝簡介                         

1、 系統結構

      機械系統由放料架、主機、收料架組成；其中主機包括板材平直輪組，伺服電機驅動減速機構拖動板材前進系統，切刀架等。電氣系統由上位控制機（西門子可編程控制器）、人機界面、時光伺服控制器、伺服電機以及外圍控制開關組成，如下圖。

圖1   系統結構圖

    人機界面設定剪切長度 L1；上位機給出速度和位置脈沖；

2、工藝流程

    上電給使能以后,根據設定的切斷長度，上位控制器（西門子可編程控制器）發送速度和位置脈沖。伺服控制器根據該脈沖驅動伺服電機拖動板材前進，到位停止后伺服控制器給出到位信號到上位控制器，上位控制器輸出切斷信號，切斷完成信號返回上位控制器，繼續循環下一張剪切工序，到設定張數時停止運行，待收料處理完畢后，再給出啟動信號循環運行。一次循環動作要求在 5S內完成，切斷誤差在 1mm內，送料速度最大 60m/Min。

3、上位機控制流程

      根據工藝流程及要求，編制上位機控制程序流程如下

圖2   程序流程圖

4、伺服控制器控制流程

根據工藝流程及要求，定義伺服控制器端口及編制控制程序流程如下

;*********I/O端子定義*********

;C4D0 ON     伺服使能(SERVO ENABLE)

;     OFF    電機停止到自由狀態(SERVO DISABLE)

;C4D5 ON     同步控制選擇(不需要其它的運轉信號)

;     OFF    速度控制

;C0D0 ON     同步結束  （M01 M02）

;

;*********系統參數************

;NO.0  $FE50  脈沖量輸入方式   0 :單列脈沖   1 : A , B 相脈沖        0 

;NO.1  $FE52  脈沖量增益 * a                                     1 0 0 0 

;NO.2  $FE54  脈沖量增益 / b                                     1 0 0 0 

;NO.3  $FE56  同步控制方式                                     3 

; 1   速度跟隨 3  位置跟隨(不補償滯后脈沖) 4  位置跟隨(補償滯后脈沖) 5  位置同步

;NO.4  $FE58  零伺服                                          0 

;NO.5  $FE5A  跟隨最大頻率                                    2 0 0 0 

;NO.6  $FE5C  PSG

;NO.7  $FE5E  脈沖清空選擇        0   清空  其他  不清空

;

;**********程序開始***********

      ORG  0

      CALL  $460

      DPOKE  $FE38  0

G00   JSR  D00

G01   C0=0

      JEQ  G00  C4  AND  1

      JEQ  G00  C4  AND  32

      J S R   Q 0 0 

      DPEEK  B6  $FE50

      JEQ  H10  B6

      D P O K E   $ E F 8 C   $ 8      ; A , B 相脈沖

      JMP   H 1 5 

H10   DPOKE  $EF8C  $8008     ;單脈沖

H15   DPEEK  $EF7C  $FE52     ;電子齒輪比 *a

      DPEEK  $EF7E  $FE54     ;電子齒輪比 /b

H 2 0   H Z P = 0               ;先停下來

       P S G = 0 

       JNE  H20  HZS

       D P E E K   B 6   $ F E 5 6      ;同步方式  3 跟隨 5 同步

H21   JEQ  H25  B6-1

     JEQ  H30  B6-3

     JEQ  H35  B6-4

     JEQ  H40  B6-5

     J M P   G 0 1 

H25  POKE  $FF04  1

     J M P   H 4 5 

H30  POKE  $FF04  3

     J M P   H 4 5 

H35  POKE  $FF04  4

     J M P   H 4 5 

H40  POKE  $FF04  5

H45    DPEEK MAXHZ $FE5A

H 5 0   P L S = 0               ;初始化位置

     PLS2=0

     DPEEK  B6  $FE5E

     JEQ  H55  B6

     J M P   H 8 0 

H55    JEQ G00 C4 AND 1

     JEQ  G00  C4  AND  32

H60  AC=HZS

     JMI  H65  AC-50

     J M P   H 7 0 

H65    C0=C0 or 2

H 6 6   P L S = 0               ;初始化位置

     PLS2=0

     J M P   H 7 5 

H70  C0=0

H75    DPEEK PSG $FE5C

     J M P   H 5 5 

H80    JEQ G00 C4 AND 1

     JEQ  G00  C4  AND  32

H85  AC=HZS

     JMI  H90  AC-50

     J M P   H 9 5 

H90    C0=C0 or 2

     J M P   H 9 9 

H95  C0=0

H99    DPEEK PSG $FE5C

     J M P   H 8 0 

;********電機上電***********

Q00    JNE Q10 SEVCC

     S E V C C = 1 

Q10  RTS

;*********零伺服處理**********

D00  POKE  $FF04  0

     JEQ  D08  SEVCC

     H Z P = 0 

     P S G = 0 

     JNE  D00  HZS

D 0 5   D P E E K   B 6   $ F E 5 8                     ;零伺服

     J N E   D 0 7   B 6 

D06    JEQ D08 SEVCC

     S E V C C = 0 

     J M P   D 0 8 

D07  SEVCC=1

D08  RTS

     E N D 

三、系統問題及解決方法

      1、頻繁快速加減速啟動問題

      由上述工藝結構、流程和技術參數了解到，鋼板剪切機要求頻繁快速加減速啟動，因此驅動電機的加減速時間很短；而工作臺又有相當的質量，負載慣性大，交流變頻調速驅動電機因其啟動力矩和低速力矩不夠，高速加減速時間長，低頻力矩輸出低，達不到設計要求。時光異步伺服控制器在額定轉速頻率范圍內具有恒轉矩（200%額定）輸出的特性，采用該伺服驅動后上述問題得到解決。

      2、工作運行中震動問題

      工作臺在頻繁啟動和高速加減速過程中容易產生震動，而電機在高速停止過程中容易發生機械諧振，一般變頻調速采取設定加減速時間和 S曲線方法解決；而時光伺服控制器除具有上述曲線功能外，還具有定位時減速過程的慣性修正點設定、定位結束前爬行的剩余脈沖數設定的功能，同時通過設定 PSG可以明顯解決震動問題。

四、結論

      經過現場安裝和調試，采用時光伺服控制器作為驅動源驅動工作臺運行，送料速度達到 60 米/分鐘，剪切精度±0.5mm，單循環動作時間 5 秒內，達到設備的設計要求。并通過對伺服參數的調整，使得機臺運行平穩，震動小，獲得用戶好評。