介紹機(jī)械領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)全自動(dòng)化應(yīng)用

　　對(duì)于機(jī)械制造商來(lái)說(shuō)，性能和成本費(fèi)用的壓力在不斷地增加。即使在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的技術(shù)領(lǐng)域里，為了滿足日益提高的新要求，開創(chuàng)新的控制結(jié)構(gòu)是絕對(duì)必要的。今天，以電子傳動(dòng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的運(yùn)動(dòng)控制，其提供的靈活性大大增加，采用機(jī)械系統(tǒng)是永遠(yuǎn)不可能達(dá)到的。

　　Pilz公司提供的 primo 裝置是專門為包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的，使用靈活，同時(shí)也適用于其他類似要求的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　primo 裝置為完成普通結(jié)構(gòu)的替代和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了機(jī)遇。根據(jù)客戶的要求，采用PMC（Pilz運(yùn)動(dòng)控制）primo控制系統(tǒng)，或者與一個(gè)主控制系統(tǒng)（例如PLC， IPC）連接，自動(dòng)化功能就能全面得到實(shí)現(xiàn)。這一點(diǎn)令包裝機(jī)械制造商特別感興趣。

　　PMC primo控制系統(tǒng)是一種高性能的產(chǎn)品系列，能夠滿足各種要求，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化功能，包括完成各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)順序。它根據(jù)各自的要求發(fā)出指令，選擇合適的解決方案。以控制器為基礎(chǔ)的PMC primo16+控制系統(tǒng)，帶有分離式動(dòng)力元件，適用于多軸控制，應(yīng)用十分靈活，但需要較大的空間。

　　PMC primo傳動(dòng)控制系統(tǒng)帶有一個(gè)積分動(dòng)力元件，利用它可控制多達(dá)9個(gè)傳動(dòng)裝置。

　　適用于少量和中等數(shù)量控制軸的開放式成套系統(tǒng)

　　帶有積分傳動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)是專門設(shè)計(jì)的，適用于少量或中等數(shù)量的主軸控制。在獨(dú)立模式的局域網(wǎng)絡(luò)之中，它可進(jìn)一步操作和控制8個(gè)以下的傳動(dòng)裝置。在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，裝有PMC primo控制系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置具有中央控制器的功能。

　　該系統(tǒng)具備全自動(dòng)化所需要的一切功能。它具有傳統(tǒng)的I/O輸入/輸出擴(kuò)展接口及便于有效編程和遠(yuǎn)距離維護(hù)的以太網(wǎng)服務(wù)接口，還包括結(jié)構(gòu)小巧的閃存卡插口。它可通過(guò)CAN、Modbus或PROFIBUS等進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，這一功能使整個(gè)系統(tǒng)處于十分開放的地位。

　　由于采用9軸同步聯(lián)動(dòng)作為8個(gè)電子凸輪運(yùn)行，集成的軟PLC可以依照IL編碼形式對(duì)1000個(gè)指令進(jìn)行掃描，其掃描時(shí)間少于50微秒。這種集成硬件的設(shè)計(jì)，適合于高速運(yùn)行，操作簡(jiǎn)單。除了采用電池的RAM緩存器作為剩余數(shù)據(jù)儲(chǔ)存外，還為用戶提供了一個(gè)2 Mbyte的閃存器。這就是說(shuō)，所有與項(xiàng)目相關(guān)的數(shù)據(jù)都可以儲(chǔ)存在系統(tǒng)內(nèi)。

　　這一裝置具有一種新的功能特點(diǎn)，即能夠按照DIN 66025標(biāo)準(zhǔn)（為數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)的專用程序），執(zhí)行多維運(yùn)動(dòng)控制。例如，在入門應(yīng)用過(guò)程中，它可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)化編程。運(yùn)動(dòng)控制可通過(guò)文本或軟PLC編程界面上的圖像來(lái)進(jìn)行編程。最佳化時(shí)效的運(yùn)算法則與軸的操作是否采用插補(bǔ)方式或是否采用現(xiàn)有的凸輪盤功能無(wú)關(guān)。軟PLC的短時(shí)掃描時(shí)間是始終可以保持不變的。

　　網(wǎng)絡(luò)功能成全了大量的軸傳動(dòng)系統(tǒng)

　　在獨(dú)立模式狀態(tài)下，以控制器為基礎(chǔ)的PMC primo 16+系統(tǒng)可以作為多達(dá)16根軸的中央控制器。其性能數(shù)據(jù)與傳動(dòng)裝置相關(guān)的性能數(shù)據(jù)相符，因?yàn)槠鋬?nèi)部設(shè)計(jì)是一致的。這就是說(shuō)應(yīng)用程序?qū)⒖梢栽谶@兩個(gè)系統(tǒng)上運(yùn)行，而不需要作任何修改。

　　其不同點(diǎn)在于可擴(kuò)展的現(xiàn)場(chǎng)總線選項(xiàng)和系統(tǒng)接受大量主軸的網(wǎng)絡(luò)功能上。如采用幾個(gè)PMC primo 16+系統(tǒng)裝置，就有可能執(zhí)行分散式運(yùn)動(dòng)控制單元，幾乎能夠控制無(wú)限的主軸數(shù)量。其中一個(gè)特別的好處是：用戶可以實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)時(shí)鐘速度，從而達(dá)到高精度水平的目的。該系統(tǒng)的概念性設(shè)計(jì)可以使控制軸多達(dá)700根。在實(shí)踐中所采用的自動(dòng)化解決方案，控制軸數(shù)量已多達(dá)53根。如需要對(duì)一臺(tái)以上的機(jī)器，例如對(duì)成套生產(chǎn)工藝流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化時(shí)，上述這類挑戰(zhàn)就能充分顯示出它自身的價(jià)值。除此之外，還需要采用相應(yīng)的運(yùn)輸和傳送技術(shù)來(lái)控制進(jìn)給和輸出傳動(dòng)裝置。

　　因此，只要采用一種產(chǎn)品，就可提高整個(gè)系統(tǒng)的靈活性和性能，這只有通過(guò)帶有高端運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和一個(gè)集成的PLC的分散式傳動(dòng)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。

　　從一個(gè)界面實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化

　　集中式以太網(wǎng)界面使其能夠接近整個(gè)系統(tǒng)，因此，也有利于所有連接軸的編程和診斷。不管分散設(shè)計(jì)的情況如何，從用戶的觀點(diǎn)來(lái)看，整個(gè)系統(tǒng)代表了它本身是以一個(gè)集中的系統(tǒng)而存在，因?yàn)檩S的區(qū)分是在背景中自動(dòng)發(fā)生的。

　　其最重要的特點(diǎn)是：所有的元件和數(shù)據(jù)都包含在單一的用戶工程項(xiàng)目之中，并且在Pilz公司新一代的傳動(dòng)集成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中得到了實(shí)現(xiàn)。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，傳動(dòng)裝置的設(shè)定和凸輪的生成扮演了很重要的角色，但首先取決于聯(lián)動(dòng)軸的相互關(guān)系。幾乎在所有的包裝機(jī)械中情況都是如此。用戶的這些重要工具現(xiàn)在都被綜合利用到編程界面之中。由于其簡(jiǎn)單直覺(jué)、易于操作，不存在多余的界面，設(shè)計(jì)工程師可以節(jié)約很多開發(fā)時(shí)間和成本費(fèi)用。如與編程相比較，其各項(xiàng)參數(shù)可以使整個(gè)系統(tǒng)更易于使用，并可減少創(chuàng)建一個(gè)新應(yīng)用程序所需的工作量。在包裝機(jī)械更新升級(jí)時(shí)，這些優(yōu)越性確實(shí)就能自然而然地體現(xiàn)出來(lái)。

　　儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(kù)中的預(yù)定義功能塊是形成這一簡(jiǎn)單工藝流程的基礎(chǔ)。其中心功能是建立起與公 共程序的連接，并將在那兒產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和參數(shù)儲(chǔ)存起來(lái)。功能塊可以隨心所欲地在項(xiàng)目范圍內(nèi)使用，例如，驅(qū)動(dòng)參數(shù)可以在每次重復(fù)起動(dòng)時(shí)下載，或以另一種替代方式，只從服務(wù)菜單中下載。當(dāng)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)存到用戶項(xiàng)目中時(shí)，就能生成一個(gè)新的功能塊，這是數(shù)據(jù)庫(kù)原功能塊的修正版本。這樣，每個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置或凸輪被指定作為其自己?jiǎn)为?dú)的數(shù)據(jù)記錄。對(duì)于驅(qū)動(dòng)參數(shù)而言，這聽(tīng)起來(lái)好像是當(dāng)然的事情，但對(duì)于一個(gè)凸輪的生成而言，這具有特別重要的意義。

　　“凸輪生成器”為軸校驗(yàn)提供支持

　　在一個(gè)有效程序中，用戶可以對(duì)凸輪作出定義是否應(yīng)保持靈活，如果是這樣，要明確是哪個(gè)部件，以便能夠通過(guò)參數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中的變化，對(duì)傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。一旦有效程序關(guān)閉，凸輪參數(shù)被儲(chǔ)存到功能塊之中，其中可變的部分， 例如圓角點(diǎn)是作為輸入值生成的，然后這些數(shù)值可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線或操作員終端，在程序周期范圍內(nèi)重新設(shè)定和修改。

　　這一程序給用戶提供了一個(gè)觀察凸輪圖像的機(jī)會(huì)，而且使他們?cè)谌魏螘r(shí)候都可以在機(jī)器上修改這些圖像?！巴馆喩善鳌笨蓭椭脩暨x擇加速值和制動(dòng)值，從而保證傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生搖晃現(xiàn)象。這樣就可以大大縮減調(diào)試設(shè)定時(shí)間。

　　除了簡(jiǎn)單明了以外，這種在項(xiàng)目范圍內(nèi)儲(chǔ)存全部機(jī)器數(shù)據(jù)的功能也帶來(lái)了其他正面的效果。PMC primo裝置裝有一個(gè)很大的內(nèi)部閃存器，它允許在任何時(shí)候?qū)⑷繑?shù)據(jù)上載到編程界面上。采用這樣的方式，目前的項(xiàng)目可以儲(chǔ)存到當(dāng)?shù)氐脑O(shè)備之中，如可能，還可儲(chǔ)存到小巧玲瓏的閃存器上。當(dāng)需要服務(wù)使用時(shí)，這一項(xiàng)目可拷貝到服務(wù)用的PC機(jī)上，使其立即起動(dòng)有效的診斷裝置。

　　如果裝置需要交換，可使用可拆卸的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其好處是“即插即用”。此外，由于其簡(jiǎn)單易用，因此，只要用插卡起動(dòng)硬件，就可以重新自動(dòng)地將所有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到裝置中。

　　許多用戶希望從一個(gè)界面來(lái)達(dá)到全面自動(dòng)化；由于有了PMC primo控制器系列產(chǎn)品及現(xiàn)在的軟PLC裝置，終于使這種希望變成了現(xiàn)實(shí)。采用與大范圍系列的測(cè)試型運(yùn)動(dòng)控制功能塊和軟PLC界面相結(jié)合的使用方式，擴(kuò)展后還包括“凸輪”和“驅(qū)動(dòng)設(shè)定”功能，這一切為機(jī)械制造商和最終用戶提供了一種能夠用于獨(dú)立和快速執(zhí)行復(fù)雜應(yīng)用程序的工具。