APC电子凸轮在平剪伺服供料机的应用

1、APC电子凸轮在平剪伺服供料机的应用APC 电子凸轮在平剪伺服供料机的应用本次 APC 电子凸轮的应用是在山东三金玻璃机械有限公司平剪伺服供料机上的冲料电子凸轮，来代替原有的机械凸轮。山东三金玻璃机械有限公司是中国日用玻璃协会和中国轻工机械协会副理事长单位。公司始建于1959年，2019年改制为民营企业。2019年与瑞士 BUCHE即赫集团艾姆哈特 公司成功合资，实现了世界第一与中国第一的强强联合。瑞士的布赫集团在供料机上一直使用的是电子凸轮（这也是趋势），而淄博三金一直在使用机械凸轮（每个供料机制造的瓶种受限制，更换瓶种需要更换机械凸轮，工作量繁琐），三金为了迎合市场发展趋势并与布赫接轨，所

2、以决定在供料机上研发电子凸轮（之前也做过电子凸轮，是写在单片机中的，但随着他们技术人员对单片机的不熟悉，所以需要找到新的控制方式。另外布赫的方案在国内性价比不高，不适合国内销售）。此次项目启动于 2019 年 5 月份，但直到 2019 年 1 月份才开始运作，经过这几个月的努力，基本已成功实验客户的需求。下面就本次应用对APC 的一些功能做下介绍。本次应用的方案配置如下：XV Servo MotorAdvanced Position Controller （APC）是嵌入到 SM应用模块的多功能运动控制的 内核。如下图所示， APC 内核是 SP 、 DST 、 MP 、 M 做运动控制的基

3、础。在公司的 SM-ApplicationsLite V2 、SM-Applications Plus 与 SI-Applications Plus等应用模块中均支持 APC操作。APC 具有速度、位置、数字锁、电子凸轮、停止5 种模式。电子凸轮实际是用伺服轴的位移来模拟机械凸轮的。如下图为现场的一个机械凸轮，实际为一个不规格的圆圈。APC 中的电子凸轮实际就是来模拟上图中的位置曲线，实际是定义X 轴， Y 轴的对应关系。本次三金电子凸轮要求具备如下功能：10 组固定的凸轮， 1 组动态可修改的凸轮（电脑的组态软件，手动绘制电子凸轮， 通过 SM 应用卡的Modbus RTU通讯来更新运行中的

4、动态凸轮表，在上个凸轮周期结束后，才能生效）。 10 组固定凸轮切换时，中间不能有停顿，切换在上条曲线结束后才能生效。并自动计算每次凸轮完成的时间，如时间不一致，需要调整。下图为几个实际运行的凸轮曲线（黄色位置曲线，红色速度曲线）：在线可修改凸轮运行的比例（冲程），在线增加偏移（零点），停机位置（凸轮停止时停止的位置），同步相位（以角度值）可调整，所有改变均需在Cam下个周期生效，车速修改也是下周期生效。a）所谓的冲程，在APC里是控制如下两个功能：APCSetCAMOutRatioNumeratorNUMERATOR%）APCSetCAMOutRatioDenominator（DENOMIN

5、ATOR%）下图为修改冲程后的一个效果图：所谓的零点就是电子凸轮起动的初始点，如下图：同步相角是指，机械凸轮不规则的圆，也是分0360 度的，需要在一个设定度数下，输出一个 200ms 的信号（客户叫做同步信号），具体多少度下输出，是可以在线修改的，也是下周期生效。车速是指X 轴的运转速度，在此应用中是指虚拟主轴的速度。对应机械凸轮实际就是下图中X轴的转速，X 轴速度越快，完成一个凸轮的时间就越短。下图为修改车速的一个监控画面：停机位置（凸轮停止时停止的位置），凸轮下次起动时，需要走到零点（启动位 置）后，才能跑凸轮曲线。具备寻原点功能及点动功能。寻原点就是APC 中速度与位置模式的切换，在

6、APC 中没有固定的原点功能（不像AMC），所以这样是非常灵活的，可以根据自己的需求来配置原点例程。 下图为此应用的一个原点动作（黄色位置曲线，红色速度曲线）：点动功能就是APC 的速度模式，点动在凸轮运行时禁止操作。动作逻辑要求如下：急停时 servo off ，抱闸；松开急停则 servo on ，松开抱闸（如果报闸通过APP程序控制，需要考虑在PLC处于STOP状态时，报闸问题）。如果气压开关和碎石保护开关正常则可以启动运行，如果没有气压和碎石开关则不允许启动，只可 jog+ 和 jog- 功能。允许启动时，如果没有找零，则初始化找零，指示灯慢闪，找到之后回（零点 - 冲 程）位置，以后

7、按凸轮曲线运行，运行时指示灯常亮，并且运行指示也常有输出；停机时，指示灯快闪，则运行完当前凸轮之后回到停机位置，运行指示停止输出；再启动时先回（零点 - 冲程）位置，再启动运行；运行时如果气压或碎石任何一个没有信号则立即停止凸轮运行，停在当前位置，这时jog+ 和 jog- 可以使用。实际应用中，遇到如下问题（已解决）：原三金要求电子凸轮每组10 个点，但由于插补方式等原因，需要增加到每组360个点。可借助EXCEL工具，将数据放入 EXCEL表中，拷贝到SYPT Pro中，来减小修改程序 的工作量。同步信号 200ms 输出不稳定，有时会出现丢失情况。将同步信号的逻辑放入实时人物POS1中，

8、修改同步信号输出的条件，给予解决。触摸屏动态凸轮表（第 11 条）的传递，需要访问 SM-Application Plus 卡的寄存器地址（70、71 、74、75组）。通过 APP卡的2、3、4、5端子的Modbus RTU从站功能（1开始 位、 8 数据位、 1 停止位、偶校验）。SM 应用卡的Modbus寄存器地址为，如#70.00,地址为46999. d）用户数据掉电保 存问题。SM-Applications Plus 的 DO输出（2 路）最大电流为 20mA只能将一路DO更改接线位置，或换小功率的中间继电器。输出超过20mA会造成SM应用卡里的程序处于 STOP状态，所有输出状态保持不变（包括运行指示）。试机过程中出现跑一段时间位置下移，一直到下限报警停止。尝试用如下方式解决：Cam 使用循环模式，检测到变量变化时切换至单循环模式，之后使变量生效，再次运行在循环模式，这样需要固定几个周期后（暂设定5 个周期），人为消除跟随误差。Cam 使用单循环模式，每个周期完成后，检测变量，消除跟随误差（图中圆圈部分）。但这样每个凸轮周期会变长，大约增加0.6S左右。也就是说每分钟的Cam个数受限，较循环模式要少。（增加的时间长短与速度环特性有关）。黄色为位置曲线，红色为速