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QQ交談內(nèi)置多軸運動控制的博世力士樂伺服驅(qū)動器及其應(yīng)用
最近更新時間：2013-10-31
提 供 商：東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司資料大小：35.8KB
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一 引言
當今， 伴隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的機械設(shè)計工程師放棄復雜的機械傳動方式而改用伺服傳動技術(shù)，將一個大動力源分解成多個小動力源，用電子凸輪代替機械凸輪，用電子齒輪代替機械齒輪，用連續(xù)軌跡控制代替曲軸曲柄機構(gòu)，實現(xiàn)分布傳動和無軸傳動。從而克服了機械機構(gòu)固有的結(jié)構(gòu)復雜、磨損、扭曲、缺乏柔性等明顯的缺點，使得機械設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡潔，操作更容易，使用更方便。 多軸運動控制系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代機械設(shè)備的配置亮點和技術(shù)核心。
一般而言，按照用途和功能不同，伺服運動控制系統(tǒng)分為三大類。
1、點到點定位控制系統(tǒng) 這種位置運動控制系統(tǒng)只對起點和終點的位置精度有要求，而對運動軌跡無要求。這是一種zui簡單運動控制系統(tǒng)，幾乎所有的伺服控制系統(tǒng)都具有這樣的功能。通常，要求運動控制系統(tǒng)具有快速的定位速度，合適的加/減速度。在加速段，設(shè)置較大的加速度使系統(tǒng)快速地加速到定位速度；在減速段，采用 S 曲線減速方式，使系統(tǒng)具有較高的定位精度。近幾年來，許多廠商將點到點定位控制功能內(nèi)置到伺服控制器中，還有的廠商在伺服驅(qū)動器中設(shè)置位置塊功能，將復雜的定位運動簡化成單一的定位運動，從而使控制系統(tǒng)變得更加簡單。
2、帶差補運算的運動控制系統(tǒng) 這種系統(tǒng)主要用于金屬切削機床，被稱為數(shù)控系統(tǒng)（CNC）。它至少有兩個伺服軸，伺服軸之間的運動嚴格按照預先規(guī)定好的軌跡通過差補運算來完成，即所謂的兩（多）軸聯(lián)動系統(tǒng)。目前，國外少數(shù)幾家公司幾乎壟斷了（多于 5 軸）的數(shù)控系統(tǒng)，而在數(shù)控車床，數(shù)控銑床等低端數(shù)控系統(tǒng)方面，國內(nèi)外的眾多的數(shù)控系統(tǒng)廠商均有相應(yīng)的產(chǎn)品投放市場，市場處于非常激烈的競爭狀態(tài)。
3、同步運動控制系統(tǒng) 包括位置同步和速度同步控制系統(tǒng)，其主要特點是具有電子齒輪和電子凸輪功能。近十年來，同步運動控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。在印刷包裝行業(yè)中，機組式凹版印刷機、機組式柔版印刷機、衛(wèi)星式柔版印刷機、瓦楞紙印刷開槽機、間歇式標簽印刷機、輪轉(zhuǎn)式報紙印刷機，飲料包裝機，熱收縮膜裹包機等使用了同步運動控制系統(tǒng)；在冶金行業(yè)中，伺服冷軋管機，矯直機，金屬箔彩涂機也使用了同步運動控制系統(tǒng)。同步運動控制系統(tǒng)不僅具有速度同步功能，更重要的是具有位置同步功能，其電子齒輪比的設(shè)定范圍達 0-32766，為 0.00000%。
近年來，基于伺服控制系統(tǒng)應(yīng)用的成功經(jīng)驗，越來越多的機械設(shè)計師在小型機械設(shè)備中使用同步運動控制系統(tǒng)。這類伺服控制系統(tǒng)的特點是伺服軸少于 10個，開關(guān)量/模擬量輸入輸出點數(shù)較少，而控制精度高，自動化程度高，根據(jù)工藝要求可以方便地改變運動軌跡。例如，塑料軟管定長橫斷機，大管徑塑料管牽引機，金屬箔處理機，數(shù)字印刷機，壓痕打孔模切機，燙金模切機，伺服組裝用壓力機等等。針對這類機械設(shè)備對運動控制系統(tǒng)的需求，博世力士樂公司研發(fā)了基于驅(qū)動器的多軸運動控制系統(tǒng)。
二 基于伺服驅(qū)動器的多軸運動控制系統(tǒng)
1、基于博世力士樂伺服驅(qū)動器的多軸運動控制系統(tǒng)的硬件配置
*個伺服軸（master）控制部分的硬件必須是帶一種現(xiàn)場總線（ProfiBus，DeviceNet，CanOpen，并行接口，模擬量接口）和 CCD 接口，軟件必須帶PLC 功能和滿足客戶功能要求的軟件包。第二個軸到第八個軸控制部分的硬件帶 S3 接口，軟件根據(jù)本軸功能要求選擇相應(yīng)的軟件包。*個伺服軸（master）與第二個軸至第八個軸的通信為 S3 總線方式，用 S3 電纜連接。人機界面通過以太網(wǎng)線與 CCD 口連接，輸入輸出模塊（I/O）通過 S3 電纜與zui末一個驅(qū)動器控制部分的 S3 口連接。這樣就構(gòu)成了完整的基于驅(qū)動器的多軸運動邏輯控制系統(tǒng)。通?；诓┦懒κ繕匪欧?qū)動器的多軸運動控制系統(tǒng)有兩種工作方式，一種是CCD 基本方式，另一種是 MLD-M 系統(tǒng)方式。
（1）CCD 基本方式
在這種工作方式中，上位控制器是必須的。上位控制器與*個伺服驅(qū)動器（master）之間的通信由現(xiàn)場總線（profibus）來實現(xiàn)，而帶 S3 接口的輸入輸出（I/O）擴展模塊就不選用了。這種方式適用于輸入輸出點數(shù)比較多，邏輯控制數(shù)量較多的伺服運動控制系統(tǒng)。此時，博世力士樂公司的 MLD-M 系統(tǒng)鑲嵌于客戶的系統(tǒng)中，通過現(xiàn)場總線（profibus）與客戶的上位機相連，構(gòu)成獨立的伺服運動控制系統(tǒng)。
（2）MLD-M 系統(tǒng)方式
在這種工作方式中，上位控制器是不需要的。為了擴展輸入輸出的數(shù)量，選用帶 S3 接口的 I/O 擴展模塊。這種方式適用于輸入輸出點數(shù)比較少的伺服運動控制系統(tǒng)。此時，博世力士樂公司的 MLD-M 系統(tǒng)完成全部的邏輯及伺服運動控制功能。
2、基于博世力士樂伺服驅(qū)動器的多軸運動控制系統(tǒng)的軟件功能
伺服驅(qū)動器的多軸運動控制系統(tǒng)的調(diào)試軟件是 Indraworks，內(nèi)含人機界面組態(tài)軟件 Winstudio 和運動邏輯編程軟件 Indralogic 。通過 OPC 方式將人機界面中的變量與運動邏輯控制程序中的變量關(guān)聯(lián)起來，實現(xiàn)相互傳遞數(shù)據(jù)的目的。調(diào)試軟件 Indraworks 為用戶提供了豐富的編程方法，編程語言符合 IEC61131-
3 標準的規(guī)定如結(jié)構(gòu)化文本（ST）、梯形圖（LD）、指令表（IL）、順序功能圖（CFC）和功能塊（FBD）等五種。用戶可自定義功能塊，將客戶*的有價值的控制理念直接集成到應(yīng)用程序中，以區(qū)別于競爭對手。帶優(yōu)先權(quán)的多任務(wù)控制系統(tǒng)（4 個任務(wù)），循環(huán)時間 1 毫秒。程序內(nèi)存 350KB，編程接口既可使用以太網(wǎng)口也可使用串行通信口（RS232）。具有斷點，單步，單循環(huán)，強制，監(jiān)測，觸發(fā)跟蹤，模擬，和再現(xiàn)修改等程序調(diào)試功能。不但為客戶提供了完整的 PLC open 功能，還提供了多個功能塊。
飛剪控制模塊（Flying shear ）
橫切刀控制模塊（Cross cutter）
帶圖標功能的橫切刀控制模塊（Cross cut seal）
收放卷控制模塊（Winder）
張力控制模塊（Tension controller）
曲柄機構(gòu)控制模塊（Crank）
鐘形曲柄機構(gòu)控制模塊（Bell crank）
標準的套準控制模塊（Register controller standard）
閉環(huán)套準控制模塊（Closed loop register control）
的皮帶控制模塊（Smart belt）
伺服驅(qū)動器帶有固化軟件包，包含通用基本功能，開環(huán)基本功能，閉環(huán)基本功
能，伺服功能，主軸功能，還包含速度同步，相位同步，測量輪方式，動態(tài)凸
輪開關(guān)組，應(yīng)用于時間測量的探頭和應(yīng)用于同步功能的探頭。