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1、 NJ电子凸轮应用资料欧姆龙自动化（中国）有限公司FAE中心2012年12月目 录一、杭州中亚电子凸轮应用介绍(江勇).1二、上海今昌电子凸轮应用介绍（王琦）.10三、南京先特电子凸轮应用介绍（杨伟）.15四、厦门特盈电子凸轮应用介绍（吴晓东）.20五、温州鸿昌电子凸轮应用介绍（王伟）.29一、杭州中亚直线灌装机电子凸轮应用介绍课题一：多轴时序控制1.课题：客户有如下图示的控制要求，各个轴之间存在复杂的时序控制。时序图2.解决方法：通过将时序图转换成电子凸轮表解决复杂的时序控制3.设置及程序以“进瓶水平”（MC_BottleInHorizontal）为例，主轴为虚轴，从轴为实轴。时序图如下：主
2、轴（虚轴）以360为一个周期，进行循环速度控制。主轴、从轴都在零位。从轴开始的时候并不启动，而是在主轴位置到达285时开始启动，当主轴位置到达360时，从轴停止。在下一个周期，主轴到达120的时候，从轴开始返回（反转），主轴位置到达220的时候，从轴停止（回零位）。如上图所示，是进瓶水平轴与主轴构成的电子凸轮表。根据上图可以看到，主轴为0的时候，从轴也是0，而根据时序图的要求，从轴的“0”应该在主轴的“285”。显然这样的动作是不正确的。这样编制凸轮表的原因在于，NJ的电子凸轮表的起始点必须为两个“0”，即主轴、从轴都从0开始，如下图所示：解决这个问题的办法是对编制好的凸轮表进行“偏移”，偏移
3、的程序如下：通过MasterOffset将主轴向后偏移280，这时的动作时序和凸轮形状就与工艺要求相符了，但要注意的是，这时的从轴起始位置不为0，会造成起始速度“无穷大”，从而引发伺服报警。将MasterScaling设置为280，就可以将从轴的起始点推迟到“主轴280”的位置，当主轴启动时，从轴并不启动，而是等到主轴到达280位置时再启动，这样就可以实现客户的工艺要求了。4.注意问题a.因为虚轴是从0开始，但是虚轴在从0开始时，不是所有的轴对应的时序图都在0位，因此需要调整某个轴的电子凸轮表同步启动点，我们可以通过设置CAMIN功能块里的Masterstartdistance来实现；b.NJ
4、电子凸轮表制作时只能从（0,0）点开始画，而实际如“进瓶水平”轴，主轴在280的时候才是一个周期的起点，我们可以通过设置CAMIN功能块里的Masteroffset来实现；c.在设置主虚轴加减速率时，要考虑每个从轴的机械惯量；c.在设置主虚轴速度时，请注意各个从轴的实际速度，防止超速运行。课题二：整机暂停和急停功能的实现1.课题：客户原先设计的程序时通过各个轴之间的联动关系实现整机的顺序控制，那么一但出现故障停机只能采取整机停机，如果要恢复则要将各个轴初始化回零，严重影响整机效率2.解决方法：项目中引入主虚轴的概念实现整机的暂停和急停功能3.设置及程序a.暂停功能：原先所有时序控制的轴我们均转
5、换成各个电子凸轮的从轴，主轴是我们新增加的虚轴，一旦所有电子凸轮CAMIN之后，我们只需要对主虚轴进行控制（速度控制，将主虚轴的速度理解成整机生产速度即可），主虚轴启动整机开始生产、主虚轴加速生产速度加速、主虚轴停止生产停止，因此如果出现一些非急停报警，我们只需要将主虚轴通过MC_STOP指令停止，所有其他轴都会跟随停止，实现整机的暂停功能，如果故障排除需要重新启动，我们只需要对主虚轴重新执行MC_MoveVelocity指令，整机又重新生成。程序如下：虚轴的启动采用速度控制指令，以360为周期循环运动。当需要暂停设备时，只需执行MC_Stop指令即可。当再次启动时，只需再次执行MC_Velo
6、city指令，设备会从当前停止的位置继续运行b.急停功能：由于采用的是电子凸轮替换原有的时序控制，因此急停也变的更为方便，我们只需要对主虚轴进行MC_ImmediateStop指令，实现对整机的停机，程序如下：4.注意问题a.在虚轴通过MC_STOP指令实现整机暂停时，要适当考虑各个轴的机械惯量，设置合适的加减速率，不然有可能导致机械的晃动b.主虚轴急停之后，所有电子凸轮从轴都会自动急停和脱离凸轮，因此如果要再次启动需要重新执行CAMIN功能块课题三：通过修改凸轮表，实现产品更换的需要的轴行程变化1.课题：由于最终客户在设备上多种产品需要生产，对应的一些轴的运动曲线或行程是不一样的，需要根据产
7、品不同，修改轴的运动行程2.解决方法：通过实时修改凸轮曲线，实现轴的运动轨迹的变化，满足不同产品需求3.设置及程序例如：例如：把300mm高的瓶子换成了220mm，那么出瓶放瓶时，气爪距离传送带的高度就要增加，这就要求凸轮表可以通过程序进行变换， 300mm 220mm程序如下：FOR IndexOutUp := UINT#10#0 TO UINT#10#360 DOIF IndexOutUpUINT#10#70 and IndexOutUp=UINT#10#85 THEN Cam_BottleOutUpIndexOutUp.Distance:= (Cam_BottleOutUp00Index
8、OutUp.Distance-0.5)*2*(BottleOutUpFeed2 - BottleOutUpFeed1)+BottleOutUpFeed1; ELSE Cam_BottleOutUpIndexOutUp.Distance:= Cam_BottleOutUp00IndexOutUp.Distance * BottleOutUpFeed2;END_IF;END_FOR;在上述程序中，Cam_BottleOutUp00IndexOutUp.Distance是出瓶顶升凸轮表的点，IndexOutUp是FOR循环语句的循环变量，通过FOR循环语句，将凸轮表内的若干个点依次更改，再通过如下指
9、令进行保存：这样，这根从轴就会按照新的凸轮表来进行运动了。300mm瓶子的凸轮表220mm瓶子的凸轮表4.注意问题a.如果在修改完凸轮表后，未运行MC_SaveCamTable指令，那么PLC断电后此次修改是丢失的，会恢复到修改前的凸轮表。b. 当需要改变的数组元素很多时，可使用“FOR”循环语句进行批量修改。其中“Index”为数组的指二、上海今昌瓦楞纸印刷机电子凸轮应用介绍一、 课题送纸工艺主要由送纸伺服来完成，其关键点是要对应好主机的“相位”，以实现印刷位置的精确控制。主机的相位通过一个100W的伺服来读取，具体实现方法是：将一个100W的伺服作为编码器连接在主轴上，当主轴转动时，伺服便
10、会向NJ反馈当前的实际位置及速度。客户的要求：由于客户的主机是由变频器带动匀速旋转的，所以送纸的时机直接决定了印刷的位置。客户要求每一张纸板都能够精确的印刷在固定的位置，这就要求我们的伺服在送纸时，一定要对准主机的相位。二、解决方法上图是主机负载的侧面轮廓图。整个送纸过程分为三个部分，即加速、同步、减速三个阶段。同步是为了在纸张与主机辊接触时，保持相同的线速度，以保证纸板能够平稳进入。经分析，送纸伺服的动作类似于“飞剪”，所以决定用电子凸轮的方式在实现。三、 设置及程序上图为电子凸轮的位置曲线和速度曲线。通过CAMIN指令来实现凸轮运动。这里主轴MC_Axis000的位置是通过100W伺服反馈
11、得来的。经测试，这种方式在某一个固定的生产速度时，可以实现客户功能。但当我们改变生产速度以后，发现印刷位置会出现“漂移”。上图是在两个不同速度之下，印刷出来的效果，低速时印刷刚好满足客户需求，而高速时，印刷位置就偏移了大概2公分。经分析，产生这个现象的主要原因是，主机反馈回来的位置数据存在一定的“滞后性”，而这种滞后性会随着主机速度的增加而增大。也就是说，生产速度越快，图案向下偏移的越多。为了解决这个问题，我们需要在主机速度增加的情况下，对送纸轴的相位进行“补偿”。也就是让它能够“提前送纸”。补偿的方法采用“在线实时修改凸轮表”的方式。对于补偿值的大小，一时无法进行精确计算，于是在现场采用了“
12、取样、归纳”的方法。20偏移0度11.10cm-5.6151.130偏移0度11.00cm-4.940偏移0度10.90cm-4.250偏移0度10.70cm-3.5151.560偏移0度10.60cm-2.8151.570偏移0度10.45cm-2.1151.180偏移0度10.30cm-1.4150.590偏移0度10.15cm-0.7151,5100偏移0度10.02cm151.50基准80度-384.5110偏移0度10.00cm0.7120偏移0度09.70cm1.4130偏移0度09.60cm2.1140偏移0度09.50cm2.8150偏移0度09.45cm3.5150.5160
13、偏移0度09.30cm4.2170偏移0度09.10cm4.9180偏移0度08.70cm5.6190偏移0度08.70cm6.3200偏移0度08.80cm7152根据归纳法，可以初步得出上面的表格，以100张的生产速度为基准，加速时，相位向左偏移，减速时，相位向右偏移。具体程序如下：FOR index:=1 TO 1801 BY 1 DOCamProfile0index.Phase:=CamProfile2index.Phase+LREAL_TO_REAL(Phase1);END_FOR;四、注意问题这里需要注意一个问题，为了提高控制精度，我们将凸轮表实时修改的程序写在首要任务里。但首要任务的扫描周期较短，如果将凸轮表的点设置的过多，很容易超过扫描周期。所以我们共设置了1800个点，试验下来，最大扫描周期在1.3ms左右。三、南京先特包封配组机电子凸轮应用介绍一、 课题本包封配机组用于汽车使用电池内部极板的ACM膜包封，工艺包括：进ACM膜ACM膜的压中线和定长切割进极板（与进ACM膜同
