臺(tái)達(dá)多軸運(yùn)動(dòng)控制器DVP10MC11T在凹版印刷機(jī)上的應(yīng)用

★臺(tái)達(dá)集團(tuán)

臺(tái)達(dá)多軸運(yùn)動(dòng)控制器DVP10MC11T在凹版印刷機(jī)上的應(yīng)用

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1 背景介紹

凹版印刷機(jī)械主要用于對(duì)軟材料進(jìn)行大批量的印制，如塑料、紙張、鋁箔等，特別是對(duì)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(yīng)性。某客戶(hù)是一家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)薄膜印刷機(jī)、貼合機(jī)、表面卷取機(jī)等的專(zhuān)業(yè)設(shè)備廠家。其生產(chǎn)的塑料薄膜印刷機(jī)最初采用機(jī)械傳動(dòng)，后改為變頻驅(qū)動(dòng)，存在的問(wèn)題是：?jiǎn)?dòng)停止時(shí)，各個(gè)軸會(huì)出現(xiàn)不同步現(xiàn)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(tǒng)配置成本，該客戶(hù)最終采用臺(tái)達(dá)的替代系統(tǒng)解決方案。

圖1 系統(tǒng)解決方案架構(gòu)

2 臺(tái)達(dá)系統(tǒng)解決方案

臺(tái)達(dá)系統(tǒng)解決方案主要采用臺(tái)達(dá)人機(jī)界面、多軸運(yùn)動(dòng)控制器DVP10MC11T、交流伺服系統(tǒng)等。導(dǎo)入臺(tái)達(dá)系統(tǒng)解決方案后，該客戶(hù)的塑料薄膜印刷機(jī)的印刷速度提升至300m/min,高速套色印刷精度達(dá)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(tái)達(dá)系統(tǒng)解決方案架構(gòu)如圖1所示：

其中：

（1）主屏D O P-B 1 0 E 6 1 5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總線連接通信。

（3）每個(gè)工位上的遠(yuǎn)程數(shù)字量I O通過(guò)DeviceNet總線來(lái)連接控制。

（4）D V P 1 0 M C 1 1 T采用1 M速率的CANopen總線來(lái)控制9個(gè)伺服軸在啟動(dòng)、運(yùn)行、停止時(shí)的同步性。

3 軟件、工藝

（1）使用CANopen Builder編程軟件，應(yīng)用其軟件里面自帶的運(yùn)動(dòng)控制庫(kù)，使程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，便利編程，增加程序的可讀性。

（2）智能預(yù)套印技術(shù)，主要是在初期對(duì)版過(guò)程中，減少操作人員使用標(biāo)尺手動(dòng)對(duì)版的步驟，直接利用版輥上的鍵槽和版面的馬克線一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，通過(guò)版輥回機(jī)械零位的自動(dòng)確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)初期對(duì)版過(guò)程。初期對(duì)版完成之后，系統(tǒng)根據(jù)色間料長(zhǎng)的計(jì)算，版輥的相位自動(dòng)旋轉(zhuǎn)到可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)套準(zhǔn)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(yùn)行的同步性。

圖2 臺(tái)達(dá)多軸運(yùn)動(dòng)控制器DVP10MC11T

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

4 調(diào)試

在設(shè)備調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題：

（1）第9臺(tái)伺服啟動(dòng)不起來(lái)。

圖3 臺(tái)達(dá)交流伺服系統(tǒng)ASDA-A2系列

經(jīng)過(guò)檢查，開(kāi)8臺(tái)伺服是可以正常運(yùn)行的，只要啟動(dòng)第9臺(tái)伺服，所有的伺服就運(yùn)行不起來(lái)；經(jīng)過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)檢查，最后發(fā)現(xiàn)客戶(hù)的開(kāi)關(guān)電源是240W；而我們4.5kW的380V等級(jí)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(cè)擴(kuò)展DeviceNet遠(yuǎn)程IO從站偶爾斷線、人機(jī)界面和10MC連接更新速度慢。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查，伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)都已接建筑地線，輸入輸出動(dòng)力線也加了磁環(huán)，10MC、人機(jī)界面也接了地線，疑似是通過(guò)地線串入干擾。將PLC、人機(jī)界面的地線都去掉，效果明顯有所好轉(zhuǎn)，但還是會(huì)出現(xiàn)干擾，后來(lái)將10MC與伺服的CANopen總線的線纜換成雙絞不帶屏蔽的線纜，遠(yuǎn)程IO可正常運(yùn)行。

（3）伺服經(jīng)常報(bào)警AL24，AL25，AL303等。

檢查了伺服編碼器的接線，采用的是雙絞屏蔽線，屏蔽線接外殼。將屏蔽線不接地，報(bào)警情況大大減少。從2016年開(kāi)始，380V的伺服內(nèi)置了EMI濾波器，并且對(duì)驅(qū)動(dòng)器的干擾又做了改進(jìn)，現(xiàn)在又把伺服編碼器的地線、電機(jī)地線都接上，效果更好，不會(huì)報(bào)警AL24，AL303了。

5 項(xiàng)目分析

該設(shè)備將原來(lái)的機(jī)械機(jī)構(gòu)傳動(dòng)和變頻傳動(dòng)，在改成臺(tái)達(dá)的運(yùn)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(shè)備的檔次，最終提升了客戶(hù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。