臺達集團

1　背景介紹

凹版印刷機械主要用于對軟材料進(jìn)行大批量的印制，如塑料、紙張、鋁箔等，特別是對于一些易于延伸變形的材料，如紡織材料等，具有較好的適應性。某客戶(hù)是一家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)薄膜印刷機、貼合機、表面卷取機等的專(zhuān)業(yè)設備廠(chǎng)家。其生產(chǎn)的塑料薄膜印刷機最初采用機械傳動(dòng)，后改為變頻驅動(dòng)，存在的問(wèn)題是：?jiǎn)?dòng)停止時(shí)，各個(gè)軸會(huì )出現不同步現象，且生產(chǎn)效率低。為解決不同步問(wèn)題和提高生產(chǎn)效率，同時(shí)降低系統配置成本，該客戶(hù)最終采用臺達的替代系統解決方案。

2　臺達系統解決方案

臺達系統解決方案主要采用臺達人機界面、多軸運動(dòng)控制器DVP10MC11T、交流伺服系統等。導入臺達系統解決方案后，該客戶(hù)的塑料薄膜印刷機的印刷速度提升至300m/min,高速套色印刷精度達到±0.1mm，生產(chǎn)效率和精度大幅提升，滿(mǎn)足了客戶(hù)的生產(chǎn)工藝需求。

臺達系統解決方案架構如圖1所示：

圖1 系統解決方案架構

其中：

（1）主屏DOP-B10E615與控制器DVP10MC11T采用RS485通信；

（2）每個(gè)工位上的副屏DOP-B07E411與主屏之間通過(guò)Ethernet總線(xiàn)連接通信。

（3）每個(gè)工位上的遠程數字量IO通過(guò)DeviceNet總線(xiàn)來(lái)連接控制。

（4）DVP10MC11T采用1M速率的CANopen總線(xiàn)來(lái)控制9個(gè)伺服軸在啟動(dòng)、運行、停止時(shí)的同步性。

3　軟件、工藝

（1）使用CANopen Builder編程軟件，應用其軟件里面自帶的運動(dòng)控制庫，使程序結構簡(jiǎn)單化，便利編程，增加程序的可讀性。

（2）智能預套印技術(shù)，主要是在初期對版過(guò)程中，減少操作人員使用標尺手動(dòng)對版的步驟，直接利用版輥上的鍵槽和版面的馬克線(xiàn)一一對應的關(guān)系，通過(guò)版輥回機械零位的自動(dòng)確認，實(shí)現初期對版過(guò)程。初期對版完成之后，系統根據色間料長(cháng)的計算，版輥的相位自動(dòng)旋轉到可實(shí)現自動(dòng)預套準功能。

（3）使用DMC_VirtualAxis指令虛擬一個(gè)虛軸1，將其他的所有的實(shí)軸都通過(guò)MC_GearIn指令與虛軸1關(guān)聯(lián)起來(lái)。即可做到各軸的啟停、運行的同步性。

圖2 臺達多軸運動(dòng)控制器DVP10MC11T

（4）每一個(gè)工位都安裝有一個(gè)色標誤差檢測儀，在機器運行過(guò)程中，開(kāi)啟自動(dòng)色標修正功能時(shí)；色標誤差檢測儀會(huì )在每個(gè)周期檢測出此工位的色標位置誤差，其判斷是否需要修正、或是往正向修正還是負向修正；將信號傳遞給DVP10MC11T；DVP10MC11T再通過(guò)MC_MoveSuperImposed追加位移指令來(lái)修正。

圖3 臺達交流伺服系統ASDA-A2系列

4　調試

在設備調試過(guò)程中，發(fā)現如下問(wèn)題：

（1）第9臺伺服啟動(dòng)不起來(lái)。

經(jīng)過(guò)檢查，開(kāi)8臺伺服是可以正常運行的，只要啟動(dòng)第9臺伺服，所有的伺服就運行不起來(lái)；經(jīng)過(guò)在現場(chǎng)反復檢查，最后發(fā)現客戶(hù)的開(kāi)關(guān)電源是240W；而我們4.5kW的380V等級的A2伺服，其24V輸入電源是28.2W；9個(gè)伺服需要254W以上的開(kāi)關(guān)電源；通過(guò)更換了一個(gè)更大功率的開(kāi)關(guān)電源，解決問(wèn)題。

（2）DVP10MC11T的左側擴展DeviceNet遠程IO從站偶爾斷線(xiàn)、人機界面和10MC連接更新速度慢。

經(jīng)過(guò)現場(chǎng)檢查，伺服驅動(dòng)器、伺服電機都已接建筑地線(xiàn)，輸入輸出動(dòng)力線(xiàn)也加了磁環(huán)，10MC、人機界面也接了地線(xiàn)，疑似是通過(guò)地線(xiàn)串入干擾。將PLC、人機界面的地線(xiàn)都去掉，效果明顯有所好轉，但還是會(huì )出現干擾，后來(lái)將10MC與伺服的CANopen總線(xiàn)的線(xiàn)纜換成雙絞不帶屏蔽的線(xiàn)纜，遠程IO可正常運行。

（3）伺服經(jīng)常報警AL24，AL25，AL303等。

檢查了伺服編碼器的接線(xiàn)，采用的是雙絞屏蔽線(xiàn)，屏蔽線(xiàn)接外殼。將屏蔽線(xiàn)不接地，報警情況大大減少。從2016年開(kāi)始，380V的伺服內置了EMI濾波器，并且對驅動(dòng)器的干擾又做了改進(jìn)，現在又把伺服編碼器的地線(xiàn)、電機地線(xiàn)都接上，效果更好，不會(huì )報警AL24，AL303了。

5 項目分析

該設備將原來(lái)的機械機構傳動(dòng)和變頻傳動(dòng)，在改成臺達的運動(dòng)控制器配套伺服后，大大提高了產(chǎn)品的精度和生產(chǎn)效益，提高了客戶(hù)設備的檔次，最終提升了客戶(hù)的市場(chǎng)競爭力。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年5月刊