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QQ交談內置多軸運動控制的博世力士樂伺服驅動器及其應用
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、計算機技術以及網絡技術的高速發(fā)展，越來越多的機械設計工程師放棄復雜的機械傳動方式而改用伺服傳動技術,，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，實現(xiàn)分布傳動和無軸傳動,。從而克服了機械機構固有的結構復雜,、磨損、扭曲,、缺乏柔性等明顯的缺點,，使得機械設備結構更簡潔，操作更容易,，使用更方便,。 多軸運動控制系統(tǒng)已經成為現(xiàn)代機械設備的配置亮點和技術核心,。
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置到伺服控制器中,，還有的廠商在伺服驅動器中設置位置塊功能，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，國內外的眾多的數(shù)控系統(tǒng)廠商均有相應的產品投放市場,，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,，其電子齒輪比的設定范圍達 0-32766,，為 0.00000%。
近年來,，基于伺服控制系統(tǒng)應用的成功經驗,，越來越多的機械設計師在小型機械設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)了基于驅動器的多軸運動控制系統(tǒng)。
二 基于伺服驅動器的多軸運動控制系統(tǒng)
1,、基于博世力士樂伺服驅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,，軟件根據本軸功能要求選擇相應的軟件包,。*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末一個驅動器控制部分的 S3 口連接。這樣就構成了完整的基于驅動器的多軸運動邏輯控制系統(tǒng),。通?；诓┦懒κ繕匪欧寗悠鞯亩噍S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，構成獨立的伺服運動控制系統(tǒng),。
?。?）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動器的多軸運動控制系統(tǒng)的軟件功能
伺服驅動器的多軸運動控制系統(tǒng)的調試軟件是 Indraworks,，內含人機界面組態(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聯(lián)起來,，實現(xiàn)相互傳遞數(shù)據的目的,。調試軟件 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)定如結構化文本（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用程序中,，以區(qū)別于競爭對手。帶優(yōu)先權的多任務控制系統(tǒng)（4 個任務）,，循環(huán)時間 1 毫秒,。程序內存 350KB，編程接口既可使用以太網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）
曲柄機構控制模塊（Crank）
鐘形曲柄機構控制模塊（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
輪開關組,，應用于時間測量的探頭和應用于同步功能的探頭,。