三、控制系统完成的功能
图5:运动结构
1.控制系统
控制要求是胶囊落下到位进料轴推出胶囊,推进主轴夹轮,主轴转动90度到称台上,出料杆下压压下胶囊,胶囊落下落到称台,称重传感器称重判断胶囊重量是否合格,下一周期主轴夹轮前部推出胶囊,下一胶囊被出料杆压下称重,胶囊被推出后,有一个筛选继电器控制筛选阀门,合格进入合格区,不合格进行剔除,一直循环进行,单轴12排机构要求每分钟2800粒胶囊。
图6:工艺流程
由于进料轴和主轴运动非线性关系,出料轴和主轴运动非线性关系,主轴和进料轴、出料轴都需要凸轮机构,机械凸轮加工周期长,适应性差。西门子1500T系列PLC电子凸轮功能给出快捷方便凸轮解决方案,优点在于机械无冲击,减少振动,减少磨损,更换凸轮曲线时可减少停机时间在凸轮传动期间,引导轴和跟随轴将通过同步操作功能进行耦合(通过凸轮进行指定)。1500T与V90配合IRT通讯,高效快速实现运动控制。
对于需要同步的主轴、送料轴和出料轴,1500使用工艺轴创建了一个位置轴和两个同步轴,通过IRT等时同步模式,V90支持Zui快2MS的通讯周期,配合OB91MC_SERVO同步总线,因子3,6MS运控周期控制V90,对于振动筛电机采用直接多段速控制,控制简单明了。1500支持Zui多10个位置轴TO控制对象,支持的juedui同步轻松实现轴同步,定位运动比传统的脉冲型伺服调速精度和稳定性大大提高,连续运行同步误差始终稳定小于允许的偏差值,并且不会产生累积偏差。
2.凸轮曲线和运动优化
难点1:凸轮曲线由实际机械分析变成程序凸轮盘
机械运动情况分析,按照时序分析主轴和从轴位置关系,按照机械对应时序,关键位置在博图新建工艺对象-凸轮盘-进行描点,画出主轴和从轴位置关系,实际运行反复测试实际位置关系和加减速,位置曲线,调整凸轮盘位置达到Zui优。
图7:机械分析凸轮
图8:进料轴曲线
图9:出料轴曲线
难点2:设定位置和实际位置曲线不平滑
Zui终表现位置控制运动不平缓,运动滞后,无法满足实际运动控制需要,需要调整电流环,优化速度环,优化位置环。首先进行一键自动优化驱动器,匹配合适的惯量比和速度环增益,然后手动测试优化位置环增益。
图10:运动情况