铝材追剪工艺生产线全自动总线改造方案

一、 项目背景

该项目为终端客户改造项目，采用小车伺服跟踪铝棒切断口，实现小车追踪输送铝棒，以及转矩压紧铝棒，变频器台锯切断铝棒的设备。

二、 项目要求

铝棒压紧：保证压紧力度根据实际现场要求材料可调。

小车同步：保证铝棒传送过程中位置精准对应切断位置。

台锯位移：在台锯移动过程中速度可根据实际材料硬度可调，保证在切割过程中不出现过载导致的报警。

台锯切割：在切割前需要快速到达设定频率，保证切割过程中以设定速度进行切割，不会出现由于速度响应问题导致的蹦锯齿问题。

三、 硬件配置

汇川设备：

序号	产品名称	型号	备注	数量
1	HMI	IT6070E	人机界面	1
2	PLC	AM401-CPU1608TN	控制器	1
4	伺服电机	ISMH3-18C15CD-A331Z	1.8KW电机	3
5	伺服驱动器	IS620NT8R4I	1.8KW驱动	3
6	变频器	MD310T2.2B	2.2KW变频	1

四、 方案说明

本次方案采用汇川中型PLC进行控制，采用方案为使用凸轮追剪功能，铝材输送采用变频器进行控制，其传送带上有编码器进行反馈数据作为主轴位置信息来源，当材料切断位置到达感应触发位置后，进入中断程序进行压料操作以及触发凸轮从轴跟踪功能进行小车与主轴输送的位置匹配，当到达同步区后允许台锯位移伺服执行运动带动台锯进行切割动作，切割完成后台锯位置伺服返回初始位置，压料松开，小车返回初始位置。

五、方案优点

（一）硬件优势

（1）高速输入

汇川中型PLC编码器高速输入脉冲频率高达200K，在满足效率的情况下，可适当增加编码器的细分实现精度的提升。

（2）中断响应

当检测到切断位置后，可通过输入点位的中断功能立刻进入中断程序，不受PLC扫描周期影响，汇川中型PLC可支持8路输入中断（可自定义中断点位以及中断判定方式）。

（3）高速响应

汇川伺服其整定特性可保证其响应时间不超过20ms且能够快速启停保证运行中不出现过流报警，变频器在匹配完成后电机参数后，能够保证在短时间内实现到达设定频率，保证台锯不蹦齿。

（4）总线优势

汇川中型PLC具有EtherCat总线控制，其高达100M的通讯速率以及可设定EtherCat任务的扫描周期可以实现实时数据传输响应以及短时间内完成任务要求，其通讯接口的丰富拓展保证了变频器的485通讯以及与触摸屏的以太网通讯。

（二）软件优势

Codkeys：汇川中型PLC基于该平台打造，功能方面做到稳中求胜，在本次项目中需要使用凸轮功能，基于该平台构造的凸轮功能简单直观，主轴的多功能选择实现了可通过脉冲以及总线方式进行替换，节省时间。

六、现场硬性要求解决方案说明

（一）位置跟踪

要求在检测到切断位置后，在短时间能够实现小车跟随运动，对于短时间内的启动汇川伺服能够做到不抖动，不飞车，准确与输送带同步到达预定位置。

（二）中断响应

虽然输送较慢，但是如果传感器触发在程序中执行循环周期任务将导致不能实时启动凸轮跟随导致切割位置出现差错问题，采用中断进行参与，减少传感器滤波的情况下可以做到即刻响应处理。

七、改造后优势

（1）准确性

改造前的设备动态跟踪采用控制方式为速比控制方式，即检测到触发机构，小车根据输送带以一定速度进行追踪实现切断操作，这种情况下无法根据位置进行实时跟进，并且如果中间出现输送带异常停机，小车还会进行运动，导致产品出现瑕疵，改造后采用凸轮位置追随，以位置进行的从轴跟随，即便输送带中间出现停止问题，也能保证从轴位置对应准确，保证切割准确性。

（2）直观性

改造前采用速度比例进行调节小车与输送带的控制，由于铝棒不一样，每种规格的铝棒输送带运输速度不一致，而且还要考虑加减速时间的情况下，小车的每种规格速度都需要人为进行设定，采用凸轮进行的控制跟随，以位置为对应主体，只需要设定位置对应关系，即便铝棒规格在变也不需要人为进行参与调试。

（3）易用性

改造前采用速度比例进行追踪，对于切割铝棒点位需要更改传感器检测位置，改造后采用电子凸轮的情况下可以直接在HMI进行修改切割点位，方便现场人员进行操作。

责任编辑：tzh