隨著(zhù)當代工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展和革新,質(zhì)量、效率和成本這些詞語(yǔ)越來(lái)越頻繁的被提出來(lái)并貫徹在自動(dòng)化項目的實(shí)施過(guò)程之中。在運動(dòng)控制領(lǐng)域,傳統變頻器以及伺服驅動(dòng)器在一些需要高精度位置控制的應用場(chǎng)合,已經(jīng)很難在精度和效率上滿(mǎn)足要求了。如無(wú)軸印刷機的套色系統、全電動(dòng)注塑機伺服系統以及一些靈活的CNC應用項目中,因此,一些站在業(yè)界技術(shù)發(fā)展前沿的公司研發(fā)并推出了一系列被稱(chēng)為智能伺服驅動(dòng)器的產(chǎn)品。
ACOPOS以及ACOPOSmulti系列產(chǎn)品,是由來(lái)自?shī)W地利的貝加萊工業(yè)自動(dòng)化公司推出的新一代智能伺服驅動(dòng)器產(chǎn)品,它的出現為高精度和高性能的運動(dòng)控制提出了一種全新的解決方案。
ACOPOSmulti系列智能伺服驅動(dòng)器和傳統伺服驅動(dòng)器相比,具有以下一些特點(diǎn):
1、內置了高性能的DSP處理器,勝任高速的處理運算,能有效提高軸的性能以及控制能力。
2、可以通過(guò)插卡式擴展實(shí)現高速的數字量和模擬量輸入,最新的ACOPOSmulti驅動(dòng)器支持16位模擬量的輸入,信號刷新周期僅為50微秒。
3、通過(guò)不同的插卡支持多種高精度的位置反饋方式,包括增量式(INC和SSI)和絕對式編碼器(Endat),其中Endat絕對式編碼器,分辨率可以達到500萬(wàn)線(xiàn),具有單回轉和多回轉多種型號配置,可以滿(mǎn)足幾乎所有需要高精度定位需要的應用場(chǎng)合。
4、配合使用驅動(dòng)器內置的諸多函數運算模塊以及信號采集處理邏輯模塊技術(shù)(Smart Process Technology),所有函數塊以及由其組成的邏輯功能組合的處理循環(huán)周期僅為400微秒,而新一代的ACOPOSmulti的掃描周期更是提高到了50微秒,幾乎可以滿(mǎn)足所有苛刻的應用計算。
由于A(yíng)COPOS系列智能伺服驅動(dòng)器具有以上一些特點(diǎn),使得它在印刷、多軸包裝、全電動(dòng)注塑、玻璃切割成型等應用場(chǎng)合得到了廣泛的使用,特別是在印刷行業(yè)的套色控制系統中的應用,得宜與其直接輸入模擬量反饋的技術(shù),結合其內部高速函數模塊運算處理功能,達到了極高精度的控制目標(穩態(tài)套色精度達到0.01mm@200m/min)。下面,就以套色控制系統中的色標信號采集處理功能為例,向大家詳細介紹一下ACOPOS驅動(dòng)器直接輸入模擬量反饋技術(shù)。
無(wú)軸印刷機中的套色控制系統,是在印刷機生產(chǎn)過(guò)程中,通過(guò)連續檢測印刷完畢的材料上的圖形的位置,計算出印刷誤差,再通過(guò)對連續旋轉印刷版輥的相位進(jìn)行微調,使的在接下來(lái)的生產(chǎn)中相應的圖案能夠被印刷到正確的位置。要達到這個(gè)控制目的,首先就必須要精確的檢測圖案的位置,一般印刷的過(guò)程如圖所示,印刷完畢的材料邊緣的不同顏色的色標,就是用來(lái)檢測各種顏色位置的標志,由于被印刷的圖案和承印物(紙張或者塑料薄膜)之間通常都會(huì )有一定的色差,利用這一點(diǎn),我們就可以通過(guò)檢測顏色的深度,來(lái)確定是否有圖案,因此,我們所說(shuō)的用來(lái)檢測色標的色標傳感器(俗稱(chēng)光電眼)其實(shí)是一種高速模擬量傳感器,它可以在承印物高速運動(dòng)的情況下,辨識出承印物上不同的顏色,并轉換成時(shí)域下的電信號。
按照印刷業(yè)界的標準,在不同場(chǎng)合下印刷的,使用的色標形狀也有所不同,有矩形、三角形、梯形等不同形狀,其中矩形標最細的一種僅為2mm,所以當印刷速度為200m/min時(shí),2mm的標經(jīng)過(guò)光電眼的時(shí)間僅為,生產(chǎn)速度越高,標形越細,對于標的辨識就越困難,換句話(huà)說(shuō),能否最大限度的提升機器的生產(chǎn)速度,并能生產(chǎn)具有各種形狀的標形的產(chǎn)品,很大程度上來(lái)說(shuō)首先就是依賴(lài)于是否能檢測到這類(lèi)高速的模擬量信號。
貝加萊最新的ACOPOSmulti系列智能伺服驅動(dòng)器內部集成了高性能的模擬量反饋接入端口,其具體的性能參數如下:
端口為單路模擬量輸入,輸入方式支持差分方式或者單跳沿兩種,驅動(dòng)器端內置光電隔離,具有更好的抗干擾能力,輸入信號電壓值±10 V(最高到15V),信號測量的同步周期為50us,模數轉換精度16bit,并內置30khz的輸入濾波功能。
對于A(yíng)COPOS系列產(chǎn)品來(lái)說(shuō),是通過(guò)AC132插卡的方式來(lái)接入高速模擬量信號的,并且受限于其400us的循環(huán)掃描時(shí)間,在最為苛刻的條件(印刷版輥的色標寬為2mm)下,生產(chǎn)速度為300m/min時(shí),單個(gè)色標經(jīng)過(guò)傳感器的時(shí)間僅為400us,可見(jiàn),當速度再進(jìn)一步提高時(shí),驅動(dòng)器將無(wú)法辨識;而最新的ACOPOSmulti系列產(chǎn)品,在其本體上就直接集成了1路高速的模擬量輸入端口,而且其循環(huán)掃描時(shí)間僅為50us,和原來(lái)的方案相比,信號辨識能力得到了數倍提高。因此,由于A(yíng)COPOSmulti內部循環(huán)掃描時(shí)間的提高,即使印刷速度進(jìn)一步提到300m/min甚至更高的情況下,只要色標經(jīng)過(guò)傳感器的時(shí)間大于50us,理論上就能夠被驅動(dòng)器辨識到,所以具備了這樣高速的模擬量直接輸入技術(shù)的ACOPOSmulti伺服系統能適應更高的印刷速度;其次,由于其內部的模數轉換為16bit,并內置了頻率高達30khz的輸入濾波器,意味著(zhù)能最大程度的發(fā)揮出傳感器的色彩辨識能力,從而可以辨認出更接近于承印物的顏色。因此,具備了模擬量直接輸入功能的ACOPOSmulti智能伺服驅動(dòng)系統將能更好的適應各種苛刻的工業(yè)應用環(huán)境,并為客戶(hù)提供更為靈活,高速和精準的運動(dòng)控制解決方案,和客戶(hù)攜手一起實(shí)現完美的自動(dòng)化。
貝加萊(B&R)工業(yè)自動(dòng)化是一家全球性自動(dòng)化領(lǐng)導廠(chǎng)商,專(zhuān)業(yè)致力于創(chuàng )新自動(dòng)化前沿技術(shù),總部位于奧地利,目前已在全球60個(gè)國家設立了分支機構,擁有155個(gè)辦事處?!巴昝雷詣?dòng)化”與“您的全球自動(dòng)化合作伙伴”是貝加萊工業(yè)自動(dòng)化的使命與追求。
1996年8月,貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(上海)有限公司正式落戶(hù)中國上海,本地化的銷(xiāo)售與精湛的技術(shù)隊伍為中國客戶(hù)帶來(lái)更迅捷的服務(wù)響應。十幾年來(lái),貝加萊(中國)一直專(zhuān)注于為國內用戶(hù)提供高品質(zhì)的自動(dòng)化全線(xiàn)產(chǎn)品和優(yōu)秀的技術(shù)解決方案。如今,貝加萊的產(chǎn)品和方案已廣泛應用于機械自動(dòng)化領(lǐng)域,如包裝、印刷、塑料、紡織、食品飲料、機床、半導體、制藥等行業(yè);以及過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域,如電力、冶金、市政、交通、石油、化工和水泥等行業(yè)。目前,貝加萊(中國)已成立了北京、廣州、濟南、西安、成都和沈陽(yáng)辦事處,上海及各辦事處建立了完備的技術(shù)培訓中心,以及分布在全國的大學(xué)聯(lián)合實(shí)驗室。
作者:胡斌 貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(上海)有限公司