电子凸轮与飞剪.pdf

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1、GalilMotionCodeSolution:飞剪机1.系统概述织物切割机用来将持续高速进给的材料，比如织物切割成一段特定的长度。材料随时被切割而不停止。这很明显比每切一次就要停下来的方式具有更高的生产能力。在此描述的应用中，每次切割之前刀架必须带着切割刀具加速到与传送带相同的速度。这种应用的解决方案是使用电子凸轮同步剪刀与传送带的运动。在飞剪织物切割应用中，切割材料被一条不停止的传送带送给，这条传送带由一部开环电机驱动（图1）。剪刀被固定在由伺服控制的刀架上，刀架的运动与传送带平行。剪刀加速追赶切割材料的进给速度，并在正确的位置上进行切割。当切割完成，剪刀迅速减速并退回

2、到启始位置开始下一个切割循环。这样边可以切割出等长的材料送入下一个加工工序。这个飞剪应用主要由三块电子-机械系统构成：（1）.送给传送带（主轴）－它由一台开环电机驱动，这台开环电机不受运动控制器的指令控制。电机上连接有一台编码器，这台编码器将位置信息返回给控制器。（２）.送飞剪机构（辅轴）－飞剪轴由一台闭环伺服电机控制，这台电机有运动控制器控制。这个从动轴的位置根据主动轴的位置以及预先定制的凸轮表来确定。这台伺服电机与一根引导丝杠相连，通过丝杠驱动刀具配合传送带的速度。（３）.刀具－该应用中通过输出点触发气动的刀具在适当位置切入织物中。在其他应用中，有可能用到旋转的刀具切入

3、材料中。图1.12.要求本段总结了以上描述的控制系统的一些要求。⑴.用一个轴来带动剪刀⑵.剪刀轴的正反向限位开关⑶.附加一个作为主编码器的编码器输入⑷.通过电子凸轮模式模拟机械凸轮的运动(5).恒定的材料切割长度。不需要使用登记检测装置(6).一位数字输出用来激发刀具的动作(７).独立式操作（没有操作界面或主机）3.部件的选择此段描述了为实现晶片定位机控制系统，您可以选择的GALIL的硬件及软件产品。下面是一个主要部件的列表，后面附有简单描述。表1.飞剪控制系统需要的材料清单价格(U.S.)部件名称描述单买/批量DMC-1416-BRUSHLESS带有无刷电机放大器的独立，

4、单轴运动控制器$1095/$895BLM-N23-50-1000或同等产品带有100线编码器的Nema23无刷伺服电机请咨询生产商CPS-6-48或同等产品48V，6A电源请咨询生产商ICM-1460转接模块，提供螺旋段子，可对控制器的信号进行操作$145/$95CABLE-37-pinD与上面的ICM-1640配套的37针电缆$25/$15CABLE-9PIN-D2米的串行通讯电缆$10WSDKServoTuningSoftware伺服调试及分析软件$195(onetime)ECAM32电子凸轮设置应用程序$195(onetime)控制器：DMC-1416因为飞剪应用中不

5、许要主机连接到控制器，因此我们选择了一台独立型的控制器。DMC-1416控制器支持以太网口和RS-232通讯方式，同时带有非易失性程序存储器，这使得它成为独立应用中的理想选择。DMC-1416还集成了一台PWM放大器。DMC-1416-BRUSHLESS可以驱动最大60volts，6Amps的无刷电机。借助于针对电子凸轮应用的附加编码器输入及可自由支配的I/O这些特性，DMC-1416可以应付要求最苛刻的应用。图2.DMC-14162电机：BLM-N23-50-1000为了达到免维护运行，我们选择无刷电机。由于晶片定位机需要不到0.3Nm的连续转矩，所以我们推荐使用Gali

6、l的NEMA23#BLM-N23-50-1000无刷电机或者其他同等电机。电机上装有一台每转1000脉冲的增量编码器，积分后每转产生4000个脉冲。由于增量编码器为输入信号提供了通向放大器的交换通道，电机上不许要安装Hall传感器。4.功能实现电子凸轮该应用的关键在于对Galil控制器的电子凸轮（ECAM-electriccam）特性的使用。通过ECAM，任何从动轴或从动轴组都可以连接到主动轴从而模拟机械凸轮的运动方式。这使得一个或多个轴可以周期性的与主动轴进行同步。主轴可以由任何电机驱动，或者是一台编码器。Galil运动控制器将ECAM功能处理为在一个循环中从动轴位置与主

7、动轴位置相对关系的表格。在飞剪应用中定义从动轴完成一个循环的过程中主编码器走过的距离（切割长度）为一个循环。从动轴的循环包括迅速加速追赶传送带的速度，在高速下定位切割，迅速减速，最后返回启始位置。与机械凸轮相比电子凸轮的优越性体现在，可以从程序中更改切割长度以及凸轮表。而且，无须更换昂贵的机械部件比如机械凸轮即可变更凸轮表。程序结构此时我们假定整个凸轮循环已经被定义。请参考附录详细了解凸轮表的来源。设计过程的最后一步是将所有这些小部分组合在一起形成控制器的程序。程序的伪代码如下：（1）程序开始－起#AUTO(上电自