摘要:利用科瑞特自動化DMC110A運動控制器對步進電機控制的高效加速、高速運行、高精準的定位功能,實現(xiàn)送料系統(tǒng)的定位需求;利用DMC110A運動控制器的寄存器器指令、運算指令及可視參數(shù)輸入模式,實現(xiàn)了送料系統(tǒng)靈活更改參數(shù)的需求;利用DMC110A運動控制器靈活的IO口指令,實現(xiàn)了送料系統(tǒng)自動化加工的輸入檢測、輸出控制的需求;利用DMC110A控制器開放的顯示指令,實現(xiàn)了設備運行時狀態(tài)信息的顯示需求。
關(guān)鍵詞: DMC110A運動控制器 步進電機 定長送料 科瑞特自動化;
1. 引言
實際的工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中,隨處可見大量的涉及定長送料并加工的設備:早期的設備主要以機械定位為主,例如利用控制汽缸的有效行程實現(xiàn)定位,特點是:原理簡單、設備成本及維護成本低,但最大的缺點就是精度不高、一致性差,目前以逐步淘汰;當前用的比較多的是以PLC或自制單板系統(tǒng),控制步進電機實現(xiàn),基本可以解決定位精度問題,但以PLC實現(xiàn)時,長度參數(shù)或動作延時等參數(shù)改變及調(diào)整時,幾乎很難在現(xiàn)場實現(xiàn),如果在系統(tǒng)中再加入“文本顯示”,一方面增加了太多的成本,另一方面,開發(fā)難度也加大;以單板系統(tǒng)實現(xiàn)時,參數(shù)修改等人機交互固然可以設計進去,但開發(fā)費用大、開發(fā)周期長,并且系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性也需要經(jīng)過長時間的考驗;并且由于都不是專業(yè)的運動控制系統(tǒng),當需要提升送料效率時,也會遇到諸多難題;因此,選擇一個專業(yè)的運動控制系統(tǒng),對于中小規(guī)模的設備廠商來講,將是最合適的選擇。
2. DMC110A控制器簡介
科瑞特自動化DMC110A運動控制器采用高性能“CPU+FPGA”主控,系統(tǒng)資源豐富、功能強大、使用簡單:
24K存儲空間:支持1024個參數(shù),
IO接口充足:16個輸入、8個輸出,邏輯關(guān)系在程序中確定,功能可完全自定義;
高速高性能:支持100KHz脈沖頻率,標準的梯形加速曲線;
人機交互便捷:內(nèi)嵌鍵盤模塊、128×64點陣液晶顯示,提供顯示指令,用戶可靈活控制顯示;
高性能內(nèi)核模塊:系統(tǒng)提供一套完整的指令系統(tǒng),支持用戶進行便捷的二次編程,對于非標數(shù)控系統(tǒng),完全優(yōu)越于G代碼編程;
編程方便:可在PC機編程下載用戶程序,或在鍵盤上直接編程;
3. 應用DMC110A的系統(tǒng)分析
相比較PLC編程或其他非專業(yè)的運動控制系統(tǒng),如何控制步進電機快速高效的實現(xiàn)定長啟停,將始終是軟件開發(fā)的難點,并且經(jīng)常被開發(fā)人員所忽視。往往是系統(tǒng)功能基本實現(xiàn)時,才發(fā)現(xiàn)控制步進電機運轉(zhuǎn)只能保證以較低的速度運行,速度提高,步進電機就會出現(xiàn)丟步的現(xiàn)象:而把這種現(xiàn)象的原因都歸咎與電機力距不夠,或驅(qū)動器性能不好。再加上需要在電機運轉(zhuǎn)精度上反復驗證、更改算法,結(jié)果很自然的延長了項目開發(fā)周期,或誤了產(chǎn)品訂單、或喪失了市場良機。#p#分頁標題#e#
相反,作為專業(yè)型的DMC系列運動控制器,科瑞特自動化集數(shù)年的運動控制經(jīng)驗,專注與運動控制理論與實踐,解決以上問題就顯得易如反掌:簡單的速度指令可以靈活、精確的控制步進電機的起始速度、加速時間、最高速度(算法就勿勞控制器使用者費心);簡單的運動指令,可以可靠、精準地控制步進電機旋轉(zhuǎn)的角度(送料長度與電機旋轉(zhuǎn)角度成正比);簡單方便的顯示指令、及幾種參數(shù)設置模式,可以便捷的實現(xiàn)人機交互:例如各種參數(shù)設置、顯示運行狀態(tài)及產(chǎn)品加工信息。
首先根據(jù)整機系統(tǒng)特性,計算出系統(tǒng)的脈沖系數(shù),即:對應于步進電機設定好的細分、絲桿螺距,控制器發(fā)多少脈沖,系統(tǒng)運行單位長度(mm)。脈沖系數(shù)可以為小數(shù)。規(guī)定寄存器S1為脈沖系數(shù)。
規(guī)定設備要求的定長數(shù)值為寄存器S2;(長度單位,例如毫米,可以為小數(shù));
規(guī)定速度參數(shù)為:起始速度(S10),加速時間(S11),最高速度(S12)
規(guī)定動作參數(shù)為:汽缸延時(S13)
4. 設定長度控制功能的實現(xiàn)
速度指令:SPEEDM/0201 變量值格式速度參數(shù)設置
說明:1.該指令對其后的運動有效;
2.速度曲線為標準梯形加速;
3.參數(shù)單位為脈沖頻率,最低速度>1,最高速度<100000,加速時間越小(參見加速時間設置指令),其速度曲線越陡峭;
運動指令:DRVIM /0115 相對地址/變量值單軸運動
說明:指令執(zhí)行時,受控目標將沿單軸方向,移動#data(S#1)個脈沖數(shù)。
相關(guān)指令實現(xiàn):“
FMOVM F0,S2
FMULM F0,S1
FMOVM M0,F0
SPEEDM S10,S11,S12
#p#分頁標題#e#DRVIM M0
PAUSE ”
5. 參數(shù)設置的實現(xiàn)
系統(tǒng)需要設置的參數(shù)共有6個:送料長度(S2), 起始速度(S10),加速時間(S11),最高速度(S12),汽缸延時(S13),脈沖系數(shù)(S1);
脈沖系數(shù)由于為設備固有參數(shù),一般不會輕易改變,并且防止意外修改,因此規(guī)定在有密碼包含的參數(shù)設置模式中設置或更改。
其它參數(shù)可能比較頻繁的需要改動,因此在可視參數(shù)設置模式中設置或更改;
制作可視參數(shù)液晶畫面:
將這兩個液晶畫面分別下載至控制器參數(shù)畫面‘0’、‘1’,并分別設置對應的寄存器序號為S2、S10、S11、S12(參數(shù)畫面0),S13、S20、S20、S20(參數(shù)畫面1)。
使用:控制器待機狀態(tài)下,按“Par”,即可進入可視參數(shù)設置模式,可以對五個可視參數(shù)進行設置。
在控制器待機狀態(tài)下,按“Mode”,按“2”,輸入密碼“******”,即可進入密碼保護參數(shù)設置模式,在此模式下可以對所以參數(shù)進行設置,在本實例中,可以對S1:脈沖系數(shù)進行設置;
6. 狀態(tài)信息顯示的實現(xiàn)
一般情況下,設備運行需要顯示的信息主要有:送料長度、運行速度、加工數(shù)量、提示待機或工作中。制作以下圖片:
將這兩個圖片分別下載至控制器狀態(tài)畫面‘0’、‘1’;
顯示指令: DISPLAY #data1, #data2, #data3 / #data1, S#2, #data3
說明:調(diào)用顯示指令,用于顯示程序運行中用戶想要看到的信息。
#data1:顯示格式;#data2或S#2:顯示內(nèi)容;#data3:顯示位置。
顯示格式:#p#分頁標題#e#“0”顯示整屏(DISPLAY 0,X,0);可以整屏顯示4屏界面“X=0~3”;
“1”固定格式顯示坐標值(DISPLAY 1,0,0);
“2”固定格式顯示加工(完成)次數(shù)(DISPLAY 2,S#2,0);加工次數(shù)可以設置為M0-M15中的某個M型變量用戶需要在程序的循環(huán)中用加一指令來維護;
“4”顯示4個狀態(tài)界面的某個單元內(nèi)容(32個單元之一)(DISPLAY 4, #data2,#data3);
“6”在顯示界面的“4~7”位置,顯示S/M型參數(shù)的數(shù)值(DISPLAY 6,S#2,#data3);
“9”清屏(DISPLAY 9,0,0)。
相關(guān)指令實現(xiàn):“
DISPLAY 0,0,0
DISPLAY 6,M1,5
DISPLAY 6,S2,6
DISPLAY 6,S12,7
WAIT0: JNB WAIT0,I0
DISPLAY 4,8,4
INC M1
…… ”
7. 效果及結(jié)論
筆者已在珠三角地區(qū)使用科瑞特自動化DMC110A運動控制器完成了多例實踐應用,總體來說:項目完成周期短,充分發(fā)揮了步進電機的應有特性,系統(tǒng)工作可靠、外觀大方、性價比極高,設備制造廠商可以將主要精力集中在提升機械性能上,相比PLC或單板系統(tǒng)來講,優(yōu)勢極為明顯。
因此,極具推廣價值。
8. 參考文獻
【#p#分頁標題#e#1】 《CRT-DMC手冊》:深圳市科瑞特自動化產(chǎn)品手冊
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