伺服冲料V100.docx
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伺服冲料V100
行列式制瓶机机电一体化控制系统
伺服冲料说明书
山东三金玻璃机械股份有限公司
二零零八年一月
目录
11伺服冲料1
11．1概述1
11．2安装2
11．3伺服驱动器的参数设置2
11．4伺服冲料控制板3
11．5上位机参数设置3
11．6伺服冲料系统的操作方法7
11．7调试9
11．8故障分析及排除11
11．9伺服冲料的简易操作12
11伺服冲料
11．1概述
伺服冲料是用电子凸轮代替机械凸轮，以滚珠丝杠传动代替同步带蜗轮箱传动。
达到调整方便，快捷，机速调整范围宽。
可以根据需要制作任意条凸轮曲线，可以同时下载3条曲线数据并同时运行，从而可冲制3种料型，3种料型按照设定次序依次向设定的组供料。
该系统可单独使用，要单独使用需设立一台上位计算机，若与三金公司的电子定时系统一起使用，就与电子定时共用一台上位计算机。
下面叙述和三金公司行列机一起使用时的结构和操作。
伺服冲料由电气控制部分和冲料机械主体两大部分组成。
电气控制部分由伺服驱动器SD3、伺服冲料控制板、通讯底板（与电子定时公用）、电源变压器、伺服冲料控制盒组成。
其中的伺服冲料控制盒安装在现场易于操作的地方，其它部分装于DSPFG主控制柜中。
使用伺服冲料控制盒，可控制冲头机构的启动、停止、调整零点、调整冲程、调整相位等，指示灯指示系统的工作状态。
冲料机械主体与电气相关的部分包括伺服电机SM3、冲料定位感应开关PX01、压力开关PX03、石头硬块保护感应开关Px02等部件组成。
该伺服冲料器可以在现场用点动按钮调整冲头的行程及零点位置；原点感应开关、剪刀缩回电磁阀、剪刀喷涂电磁阀。
下面分别叙述各部分的作用：
1、伺服电机驱动器SD3：
它与冲料运动控制板连接，接收运动控制命令；与冲料伺服电机连接，驱动伺服电机的运行和接受伺服电机的反馈；其输入电源是3相200V，交流工频电源经380V/200V三相变压器转换后，给伺服电机驱动器供电。
2、冲料伺服电机SM3：
安装在伺服冲料机构的上方，经由滚珠丝杆机构带动冲头运动。
伺服电机的电机线和编码器线与伺服驱动器SD3连接。
3、伺服冲料运动控制板：
控制伺服冲头机构的运行和调整。
通过通讯底板与冲料伺服驱动器和伺服冲料控制盒相连。
与伺服分料控制板硬件相同，只有程序不同。
具体见接线图。
4、冲头定位感应开关PX01：
要牢固安装在冲头上限往下一点的位置上，要求冲头在最高位置时此感应开关有信号。
在初始化时，冲头运行要首先找到此点位置，然后再向下运行“零点偏移-曲线冲程”的数据所决定的距离。
5、压力开关PX03：
冲头的上下往复运行，是由一个气缸给予冲头支架一个向上的力，抵消冲头及冲头支架的重力作用，在没有气压下，禁止冲头运行，所以在供气回路安装了气压开关，使用压力开关的常闭点，当气压的压力正常时，压力开关断开，允许运行。
当气压低于压力开关设定压力时，压力开关闭合，停止冲头的运行。
6、石头保护开关PX02：
装在冲料装置里面。
正常时有信号。
当运行中如果有石头或者硬块等东西引起冲头阻力增加，过载保护机构使冲头连接机构与丝杠传动脱离，此感应开关信号无，控制板检测到信号无，紧急停止向下运行，而向上运行从而保护电机和相关机构。
11．2安装
伺服冲料控制柜安装在控制室内，伺服冲料控制盒安装在伺服供料机旁边，以方便现场操作。
这样伺服冲料控制柜与机器现场共有3条线：
一条与伺服冲料控制盒的连线，一条是伺服电机编码器线，这两条线走线要求屏蔽，不要与交流电机线、交流电源线等靠近。
还有一条是伺服电机线，是伺服驱动器与伺服电机的连线，走线要离开以上2线或其它直流信号线40CM。
控制柜安装在有空调的控制室中，要远离粉尘及水蒸气污染，要远离风机变频器、调功器控制柜、调压器控制柜等干扰源设备。
最好由单独变压器为其供电（可与电子定时柜同一个变压器）。
控制柜要接地良好。
11．3伺服驱动器的参数设置
本系统使用安川驱动器。
在系统送电后，必须首先设置驱动器的参数，以下列出安川驱动器的主要参数设置。
其它参数按出厂设置值。
用户参数
设定值
内容意义
Pn000
0010
CCW为正转,位置控制模式
Pn002
0100
增量型编码器
Pn100
40
KV速度
Pn101
2000
Ti积分
Pn102
30
Kp位置
Pn110
0010
自动调谐
Pn200
0005
符号＋脉冲、正逻辑，清除信号状态
Pn201
2500
PG分频比
Pn202
32768
电子齿数比分子
Pn203
625
电子齿数比分母
Pn50A
8100
正转禁止无效
Pn50B
6548
反转禁止无效
Pn50E
3001
定位完成，伺服准备就绪
Pn512
0000
输出信号取反设定
11．4伺服冲料控制板
该板控制的指示灯指示控制板的运行状态,包括伺服冲料控制盒的输入／输出及伺服驱动器的运行。
其相关指示灯的说明如下表：
序号
指示灯
元件
说明
序号
指示灯
元件
说明
1
L1
5V
指示灯
15
L15
HSI3
调整冲程
2
L2
P1.0
报警灯
16
L16
INP
INP
3
L3
P1.1
17
L17
CE-E
CE-E
4
L4
1Q0
初始化灯
18
L18
ORG
ORG
5
L5
1Q1
启动灯
19
L19
LT
LT
6
L6
1Q2
20
L20
EERO
EERO
7
L7
1Q3
21
L21
OD5
初始化按钮
8
L8
1Q4
22
L22
OD1
碎石保护开关
9
L9
1Q5
23
L23
OD6
启动按钮
10
L10
1Q6
servo_on
24
L24
OD2
11
L11
1Q7
25
L25
OD4
点动+
12
L12
HSI2
调整零点
26
L26
OD7
点动-
13
L13
HSI1
压力开关
27
L27
OD0
伺服报警输入
14
L14
HSI0
feed
28
L28
OD3
冲头定位开关
11．5上位机参数设置
在上位机“制瓶机智能控制系统”主菜单上，选择“伺服冲料”一栏，可更改和察看与伺服冲料有关的参数。
1、伺服冲料控制数据窗口
控制数据意义解释
段数:
显示所用制瓶机的段数，与电子定时中的该项参数相等，最大值12。
该项数据只读。
料数:
显示所用制瓶机的每剪料数，与电子定时中的该项参数相等，最大值4。
该项数据只读。
内置校正:
校正曲线的方法（待开发）。
自动／手动：
选择“Y”，系统自动校正冲料曲线。
使运行的曲线与设定的曲线相近。
选择“N”，是通过改变右列的“校正系数1”和“校正系数2”，校正冲料曲线，使运行的曲线与设定的曲线相近。
左（L）/（R）右手机:
输入“左”，左手机；“右”，右手机。
决定分料次序，以便使设定的冲制料型落到预定的段中。
单滴瓶距133.5?
:
决定段偏置次序及数据。
正常情况下选择N。
如果用户要求瓶间距减半，这种情况下此项选Y，相应的段偏置次序及数据改变。
内同步速度:
伺服分料器运行在试验状态时，不受电子定时控制，计算机内部产生信号速度，此值以冲料次数／分钟表示。
零点偏移:
从上方定位感应开关PX01（原点）到冲头最低点的位置数据，单位毫米。
可以在现场用按钮调整，详见简易操作说明。
丝杆螺距:
输入滚珠丝杠的螺距。
这项数据确定电机运行的转数与冲程的关系，程序计算中使用。
现在的丝杆螺距是40。
曲线冲程：
冲头运动的行程距离。
单位毫米。
是冲头从最低点向上的运行的距离。
此值要小于“零点偏移”数据。
可以在现场用按钮调整，详见简易操作说明。
校正系数1：
在以上左列的“自动／手动”中选择“N”，设定这个系数校正下冲段的曲线，设定数据越大，下冲点越小，即越快到达下冲点。
正常设定这个系数为100多点。
以上左列的“自动／手动”中选择“Y”，则这个系数做为开始送电时的运行系数，作为自动校正系数的一部分。
在右边点击“上调运行状态”钮，观察下冲的结束点数据，若大于设定值，就增加这个数。
反之减少这个数。
校正系数2：
设定这个系数校正上提段的曲线，设定同校正系数1。
冲料相位：
设定数据在0～359，用于控制冲料与剪料的相位。
机器在运行过程中并且三位转换开关拨在“自动”位置时，按一下“点动”按钮，此数据调整5个数。
点击“本页数据上调”按钮，可以看到数据的变化。
“应用”按钮：
在“联机”状态下，修改数据后点击“应用”，相应单元的修改的数据下装到控制板。
“本页数据下装”按钮：
在“联机”状态下，点击该按钮，下装本页的所有数据。
“本页数据上调”按钮：
在“联机”状态下，点击该按钮，从下位机上调本页的所有数据。
“上调运行状态”按钮：
在“联机”状态下，点击该按钮，从下位机调上伺服冲料运行时，冲头每次运行到最低点的时间和最高点的结束时间（一个冲料周期按72度计算）以及下冲和上提运行的校正系数。
显示在最右单元中。
从上到下分别表示1，2，3号曲线的下冲和上提，从左到右分别表示下冲到最低点的设定时间和实际时间以及校正系数。
2伺服冲料曲线分配界面窗口
本冲料系统可以冲制3种料，3种料型按照设定次序依次向设定的段供料。
这个界面的上方框中的绿色曲线（最低点与水平线相交）是冲头从上方向下冲再提起的位置曲线，红线是速度曲线，三个框中的曲线分别是1，2，3号曲线的形状，下方是1～12段机的段号，段号下方是曲线号选择框，点击箭头下拉，可以选择1～3号曲线。
这样表示机器运行时，落到对应段的料就是运行了所选择的曲线号而冲制的料型。
三条曲线冲制不同的料型，从而可以对应生产不同的瓶子。
修改完成后，点击“应用”，数据下装到运动控制器，便进入应用。
需要注意的是，一般用户只生产一种瓶子，所有段使用同一种模具，这样就应该各段都选用同一个曲线号。
3伺服冲料曲线列表界面窗口
该对话框对曲线进行“显示”、“应用”、“导入”新曲线，“删除”旧曲线等操作。
双击左边列表中的某条需要的曲线，在右边显示出该曲线的形状，若要把此曲线加载到曲线组，在下方的“加载到：
”框内点击下箭头下拉，选择1或者2或者3，该曲线便加载到相应的曲线号中。
伺服冲料数据下装：
把上位机设定的数据传送到伺服冲料控制板中。
伺服冲料数据上调：
把伺服冲料控制板的数据传送到上位机中。
冲料运行曲线上调：
把伺服冲料控制板的冲料运行曲线数据传送到上位机中。
11．6伺服冲料系统的操作方法
伺服冲料系统配有控制盒，安装在供料机平台上的伺服冲料器附近，以便于操作。
冲料控制盒上装有：
初始化按钮及其指示灯、启动按钮及其指示灯、点动按钮和三位旋钮。
伺服冲料机构前面安装有“冲头定位感应开关PX01”和冲头运行位置刻度标尺。
在冲头运行缓冲气路上安装有“气压开关PX03”。
1、冲头定位感应开关PX01：
也可以叫做原点感应开关。
是冲头定位的参考位置。
要求冲头在最上边时，感应开关有信号。
2、石头保护感应开关PX02：
正常时有信号。
当料盆的料液中有石头或者是硬物，冲头下冲受到阻力，过载保护装置使冲头连接机构与运行的丝杠脱开，此时感应开关无信号，伺服电机停机，冲头停止运行。
3、气压开关PX03：
冲头上下运行，有2个辅助气缸给冲头一个向上的力，以抵消冲头的重力作用，使运行平稳无冲击。
若气压力低于设定值时，压力开关PX03的常闭点闭合，冲头停止运行。
4、刻度标尺：
指示冲头定位和运行的位置。
冲头运行的最低点要在表尺0位之上。
5、三位旋钮开关：
该开关拨在“运行”位置，就是允许系统在初始化之后，按“启动”按钮，进入运行状态。
若该开关拨在“调整零点”位置，初始化按钮旋出进行初始化后，冲头停在定位感应开关PX01的位置，等待通过“点动+”和“点动-”按钮调整零点。
若该开关拨在“调整冲程”位置，初始化按钮旋出进行初始化后，冲头最后停在最低点，等待通过“点动+”和“点动-”按钮调整曲线冲程。
6、初始化按钮：
按下相当于急停，不允许启动。
再顺时针脱出初始化按钮，若气压力正常，气压力开关PX03常闭点断开，便开始初始化。
初始化过程中，初始化指示灯闪亮。
初始化完成，初始化指示灯常亮。
根据冲头机构当前所在的不同位置，及“三位旋钮开关”的位置，初始化过程分以下几种情况：
6.1、三位“旋钮开关”拨在“运行”位置：
（1）如果冲头停在最高的位置，冲头定位感应开关PX01有信号，初始化钮旋出后，冲头就慢慢向下运行，运行到感应开关刚灭时，再往下运行“零点偏移-曲线冲程”的距离停止，这一点就是冲头冲程的最高点。
（2）如冲头在感应开关PX01以下的其它位置时，感应开关无信号，则先往上运行，冲头定位感应开关PX01有信号之后再向下运行。
以后同上。
初始化之后，按下“启动”按钮，就可以启动运行。
6.2、三位旋钮拨在“调整零点”位置：
（1）如果冲头停在最高的位置，冲头定位感应开关PX01有信号，初始化钮旋出后，冲头就慢慢向下运行，运行到冲头定位感应开关刚灭再向上运行到冲头定位感应开关刚好有信号时停止，等待调整零点。
（2）如冲头在感应开关PX01以下的其它位置时，感应开关无信号，则先往上运行，冲头定位感应开关有信号停止，等待调整零点。
6.3、三位旋钮开关拨在“调整冲程”位置：
（1）如果冲头停在最高的位置，感应开关有信号，初始化钮旋出后，冲头就慢慢向下运行到冲头定位感应开关刚灭时再运行零点偏移的距离，即运行到最低点停止，等待调整冲程。
（2）如冲头停在定位感应开关PX01以下的其它位置时，感应开关无信号，则先往上运行，寻找感应开关。
找到之后冲头就慢慢向下再运行零点偏移的距离，即运行到最低点停止，等待调整冲程。
7、启动按钮：
如果三位旋钮开关拨在运行位置，当初始化结束后，按下“启动”按钮，冲头开始往复运行。
再按一次，冲头运行停止。
如果三位旋钮开关拨在其它位置，初始化之后，不能启动，当用“点动＋”或者“点动－”按钮调整好零点或者冲程之后，可以点一下“启动”按钮，用于确认调整过的零点偏移或曲线冲程。
8、“点动+”和“点动-”按钮：
（1）初始化之后，如果三位旋钮开关拨在“调整零点”位置，通过点动按钮调整零点，按“点动+”位置增加，按“点动-”位置减少，调整好之后按“启动”按钮确认。
再把三位旋钮开关拨到“运行”位置，保存所调整的数据。
如果三位旋钮开关拨在“调整冲程”位置，通过点动按钮调整冲程，调整好之后按“启动”按钮确认，再把三位旋钮开关拨到“运行”位置，保存所调整的数据。
（2）如果是在运行过程中，“旋钮开关”在“调整零点”的位置，按一下“点动＋”按钮，冲头冲到最低点的位置下降0.5毫米，按一下“点动－”按钮，冲头冲到最低点的位置上升0.5毫米。
（3）如果是在运行过程中，“旋钮开关”在“运行”的位置，按一下“点动＋”按钮，冲料相位＋5，按一下“点动－”按钮，冲料相位－5。
11．7调试
控制系统接线完成，检查无误后。
1、确认气路以调整好气压。
这时冲头在高位，感应开关有信号。
2、合上控制柜的电源开关。
3、按照上述说明，修改驱动器的参数（出厂已设定好）。
4、按照要求修改伺服冲料上位机上的控制参数并下装。
5、调整气压：
用气压调节阀调节冲头运行的工作气压，确保在急停状态下，气缸托住冲头不下滑，冲头停在最高位与最低点之间保持平衡。
这时“冲头压力开关”PX03应该未闭合，在控制板板上YDB2上看，HSI1标号对应的指示灯不亮。
如果压力下降，未启动前冲头下滑到最低点，“冲头压力开关”PX03应该闭合，在控制板板上YDB2上看，HSI1标号对应的指示灯亮，这是不合适的压力状态，冲头不允许运行。
可以打开压力开关的上盖，调整压力开关的闭合压力，使得在压力低于下限时，压力开关闭合，使机器不能运行。
6、安装调整“冲头定位感应开关PX01”：
确信“定位开关PX01”安装正确，确保冲头在最高位置时定位感应开关有信号。
确保碎石感应开关有信号。
7、确定调整零点：
三位旋钮开关拨到“调整零点”位置，按下再顺时针脱出初始化按钮，进行初始化，初始化完成之后，应该在“冲头定位感应开关PX01”刚好有信号时停止。
通过按“点动+”按钮调整冲头慢慢向下运行到最低点（零点）位置，在零点位置时冲头刚好截住料或者是再用“点动－”按钮向上调整一点，就确定为冲头运行时下冲到最低点的位置，确认这一位置，就按一下“启动”按钮，然后把三位旋钮开关拨到“运行”位置，就保存了零点位置。
8、调整冲程：
三位旋钮开关拨到调“调整冲程”位置，按下再顺时针脱出初始化按钮初始化，进行初始化，初始化完成之后，冲头停在最低点的“零点”位置。
使用“点动+”按钮使冲头慢慢向上运行，当运行到合适的冲程最高点时，要确认这一位置，就按一下“启动”按钮，然后把“三位旋钮开关”拨到“运行”位置，就保存了冲程位置。
曲线冲程也可从上位机直接修改。
9、启动运行：
把三位旋钮开关拨到“运行”位置，按下再顺时针脱出初始化按钮，进行初始化，初始化完成后，冲头停在最高冲程的位置，按下“启动”按钮，启动冲头运行。
再按一次启动按钮，停止冲头运行。
冲头停在冲程的最高处。
10、运行中调整零点偏移：
在运行的过程中，把三位旋钮开关拨到“调整零点”位置，按一下“点动+”按钮，增加零点偏移（冲头向下偏移）0.5毫米，通过按一下“点动-”按钮，减少零点偏移（冲头向上偏移）0.5毫米，不调整了就把“旋钮开关”拨到正常的“运行”位置，以免被他人误调整。
11、运行中调整冲料相位：
在运行的过程中，把三位旋钮开关拨到“运行”位置，按一下“点动+”按钮，冲料相位＋5，按一下“点动－”按钮，冲料相位－5。
定位感应开关移
12、零点偏移，冲程几个参数示意图
零点偏移
零点
11．8故障分析及排除
1、运行过程中停机的原因可能有如下几种情况：
（1）气压不稳定或者太低。
（2）机械故障，冲料机构与丝杆螺母脱离，但电机仍在运行，而机构停止动作。
（3）过载、干扰或其它原因，使伺服电机报警而停机。
（4）有碎石。
碎石保护开关信号无。
2、初始化时，冲头不动作：
原因是气压太低，机械问题，驱动器SF2未得电或者是故障报警，碎石保护开关信号无
3、初始化或运行中伺服驱动器报警
这要分析报警类型：
（1）若是编码器报警，可能编码器线路干扰、系统干扰、电源干扰等问题。
请检查电源电压、清除同路电源或设备附近的可控硅或大变频器用电设备，检查接地线是否良好。
（2）若是过载报警，检查机构是否有卡死现象，电机线是否损坏。
（3）若是缺相报警，检查电机线是否有断线，插头中是否有脱焊现象，3相输入电压是否平衡。
11．9伺服冲料的简易操作
1、初始化：
按下再顺时针旋初始化按钮并弹出，进行初始化。
初始化结束后冲头所停止的位置由三位旋钮开关的位置决定。
2、调整零点：
三位旋钮开关拨到“调整零点”位置，初始化之后，冲头停在“冲头定位感应开关PX01”刚好有信号的位置。
按着“点动+”按钮，冲头慢慢向下运行到最低点（零点）位置，在零点位置时冲头刚好截住料或者是再用“点动－”按钮向上调整一点，就确定为冲头运行时下冲到最低点的位置，确认这一位置，就按一下“启动”按钮，然后把三位旋钮开关拨到“运行”位置，就保存了零点位置。
3、调整冲程：
三位旋钮开关拨到调“调整冲程”位置，初始化之后，冲头停在最低点的“零点”位置。
使用“点动+”按钮使冲头慢慢向上运行，当运行到合适的冲程最高点时，要确认这一位置，就按一下“启动”按钮，然后把“三位旋钮开关”拨到“运行”位置，就保存了冲程位置。
曲线冲程也可从上位机直接修改。
4、启动运行：
把三位旋钮开关拨到“运行”位置，初始化之后，按下“启动”按钮，启动冲头运行。
再按一次启动按钮，停止冲头运行。
冲头停在冲程的最高处。
5、运行中调整零点偏移：
在运行的过程中，把三位旋钮开关拨到“调整零点”位置，按一下“点动+”按钮，增加零点偏移（冲头向下偏移）0.5毫米，通过按一下“点动-”按钮，减少零点偏移（冲头向上偏移）0.5毫米，不调整了就把“旋钮开关”拨到正常的“运行”位置，以免被他人误调整。
6、运行中调整冲程：
在运行的过程中，把三位旋钮开关拨到“调整冲程”位置，按一下“点动+”按钮，增加曲线冲程0.5毫米，通过按一下“点动-”按钮，减少曲线冲程0.5毫米，增加和减小曲线冲程时冲程的最低点不变，只是冲头的上提点变化。
不调整了就把“旋钮开关”拨到正常的“运行”位置，以免被他人误调整。
7、运行中调整冲料相位：
在运行的过程中，把三位旋钮开关拨到“运行”位置，按一下“点动+”按钮，冲料相位＋5，按一下“点动－”按钮，冲料相位－5。
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