台达plc在数控平面焊堵机上的应用

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1、 台达 PLC 在数控平面焊堵机上的应用济南中兆自动化设备有限公司 王伦【摘要摘要】文章主要介绍台达产品 20PM 数控焊堵机上的应用技术。焊堵机主要应用在暖气片领域。可以满足客户多产品使用的需求。数控焊堵机采用数控技术研制而成，适用于圆形、椭圆形、方形、D 形等各种异形管材两端平面堵头的封焊，焊接时，根据型材的实际形状，焊机现场采样并记忆，自动确定焊枪的焊接轨迹，焊缝与实际缝配合一致，不存在焊接错位的现象。1 1，设备构成设备构成2 2，控制原理控制原理根据型材的实际形状，焊机现场采样并记忆， 当运行的时候，触摸屏将坐标信息传给 PLC，PLC 控制 X 轴电机，Y 轴电机以直线插补的方式跑

2、完轨迹。备注：（1）插补：插补是组成轨迹直线段或者曲线段起点和终点之间，按 一定算法进行数据点密化工作，以确定一些中间点，为轨迹控制每一步提供逼 近目标。逐点比较法是以四个象限区域判别为特征，每走一步都要将加工点瞬 时坐标与相应给定图形上点相比较，判别一下偏差，然后决定下一步走向。加工点走到图形外去了，那么下一步就要向图形里面走。加工点已经在图形里面， 则下一步就要向图形外面走，以缩小偏差，这样就能达到一个接近给定图形轨 迹，其最大偏差不超过一个脉冲当量。 （2）直线插补。这个概念一般是用计算机图形显示。一个零件轮廓往往 是多种多样，有直线有圆弧也有可能是任意曲线，样条线等。数控刀具往往不 是

3、以曲线实际轮廓去走刀，近似以若干条小直线去走刀，走刀方向一般是 X 和 Y 方向。 插补方式有：直线插补，圆弧插补，抛物线插补，样条曲线插补等等。 所谓直线插补就是只能用于实际轮廓是直线插补方式。首先，实际轮廓起始点 处沿 X 轴方向走一小段（一个脉冲当量） ，发现终点位于实际轮廓下方，则下一 直线段沿着 Y 方向走一小段，此时发现线段终点还位于实际轮廓下方，则继续 沿 Y 方向走一小段，直到位于实际轮廓上方以后，再向 X 方向走一小段，依次 循环类推，直到到达轮廓终点为止。这样，实际轮廓就由一段段折现拼接而成。 由于我们每一段走刀线段都非常小（精度允许范围内） ，那么此段折线和实际轮 廓可以

4、近似看成相同曲线，这即直线插补。 （3）联动与插补 一个点空间位置需要三个坐标，决定空间位置需要六个坐标。 一个运动控制系统可以控制坐标个数称作该运动控制系统轴数。而可以同时控 制运动坐标个数称作该运动控制系统可联动轴数。联动各轴运动轨迹具有一定 函数关系，例如直线，圆弧，抛物线，正弦曲线，直接计算出运动轨迹坐标值 往往要用到乘除法，高次方，无理函数，超越函数，会占用很多 CPU 时间。实 时快速控制运动轨迹，往往预先对运动轨迹进行直线和圆弧拟合，拟合后运动 轨迹仅由直线段和圆弧段所组成。而计算运动轨迹时，每一点运动轨迹跟踪前 一个坐标点数据插补运算，这样就把计算简化为增量减量移位和加减法。实

5、现多轴联动直线插补并不困难，圆弧插补一般为两轴联动，插补运算可以 有多种算法，例如“DDA 算法” “逐点比较法” “正负法” “最小偏差法” DVP20PM 支持复杂运动轨迹控制，将复杂轨迹用 CAD 等软件生成图形，再 经过 CAM 软件转换成 G 代码，而 PMSOFT 可以直接导入文本格式 G 代码，这样就 可以完成运动程序下载到 PLC 中执行。3 3， 在调试中遇到的具体问题如下：在调试中遇到的具体问题如下：1，台达 PLC 与笔记本通讯中断原因是接地干扰，不合理的接地引起了 PLC 的变化。处理方法：拆除2，PLC 与触摸屏通讯中断。原因 1：干扰（极少） 。处理方法：无原因 2

6、：PLC 主程序停止运行（最多） 。原因 3：PLC 的地址不能为 0 .处理方法：地址改为 33，PLC 主程序停止运行或者报错的原因停止运行的原因主要是速度等参数的变化超出了 PLC 的允许值。如果其他不变，我将归零速度由默认数值 1000 改为500 的话，通讯就很不畅，时不时的中断。在每次下载触摸屏的时候，之前每次都清除里面的数据，同样会导致参数的变化超出了 PLC 的允许值。原来的程序中使用的很多乘系数，除系数的指令，PLC 不允许除数为 0，在设置参数不注意的时候也会报错。处理方法：在主程序中加入 X 点，在一上电的时候按下该按钮就会将所有的参数改成默认值。去掉了乱七八糟的系数处理

7、。4，（原程序）运行轨迹发生变化将触摸屏里面的数据传到 PLC 里面需要时间，容量越大，传的越慢，一次传输不一定能传完。比如轨迹有 90 个点，可能前 50 个的信息传过去了，后 40 个的信息（目标位置，目标速度）就没传进去，导致开始的轨迹正常，后期要么不动要么回零。处理方法：减少数据传输量，除掉了运行中的调速，改为运行中只一个速度。将传输 600 个数据量改为传输 400 个。增加了 PLC 目标位置显示，可以观察 PLC 中的轨迹目标。5，（原程序）焊接结束后回零错误原程序在焊接结束的时候返回原点，返回到零点后有时会画一个不规则的三角形然后再次回到零点。处理方法：删除了一些看不懂的程序，

8、取消自动回零点，改为手动回零点。6， （原程序）在数据调用的时候停机在将存盘数据调出，然后传给 PLC 的时候 PLC 会停机。处理方法：将内存数据分成 10 个区域，一个图形存入一个区域，可以存 10 个图形。7，001 程序的作用台达 PLC 存在这么一个问题，当速度等参数设置错误的时候它的O100 主程序就会停止运行结果会导致与触摸屏的通讯中断，按清除按钮等操作无效。所以在此加了一个上电初始化程序，在上电的时刻对速度，加速时间，归零速度等强制设置一个合理的参数。优点：工人自己能很好的处理各种故障。缺点：每次上电都要进行相应的参数设置，比较麻烦。8，故障处理绝大多数故障是由于参数设置错误引

9、起的，结果是 O100停止运行，按清除等按钮无效，唯一的办法就是在上电的一刻强制性进行数据恢复。9，电机在直线插补模式下的运行稳定性在焊接的过程中，电机从 1 点走到 2 点走到 3 点走到 N 点，在走到 2 点，3 点的目标点的时候电机的瞬间速度为 0，导致电机在运行的时候出现抖动。具体速度曲线如下所示：处理方法是通过触摸屏设置 D1796 连续补间减速速度。具体介绍详见应用手册。它的效果如下：实际调试的时候一般将 D1796 设置为目标速度的 2 倍合适。10，电机在慢速的时候运行轨迹发生偏移步进电机的细分（即电机转一圈需要的脉冲数）不能太小，否则会导致低速性能差。【结束语结束语】这是一个性价比很高的方案。用数控系统价高，且逻辑部分不太好写。用普通 PLC 运行速度和精度都受到扫描周期影响。20PM 很好的实现了这些功能。目前机器已交付生产厂家使用，效果反应良好。