前言：
模切機(jī)是模切壓痕設(shè)備的統(tǒng)稱。模切包括按模板壓痕和按模板壓切。用鋼刀將印品壓切成單個(gè)圖形的產(chǎn)品稱作模切；利用鋼線在印品上壓出痕跡或者留下彎折的槽痕稱作壓痕。模切主要用于商標(biāo)，不干膠及電子行業(yè)。
模切機(jī)對(duì)生產(chǎn)速度和精度要求很高，目前市場(chǎng)上用的較多的控制架構(gòu)是PLC發(fā)脈沖控制伺服或步進(jìn)；本文提供另一種新穎的方法，介紹A2伺服的PR模式用在平壓平型模切機(jī)上。
一、 設(shè)備主要結(jié)構(gòu)
實(shí)際照片如下圖：
平壓平型模切機(jī)的模切版臺(tái)和壓切機(jī)構(gòu)的形狀都是平板狀的。模切版被固定在平整的版臺(tái)上，被加工板料放在壓板上。工作時(shí)，模切版臺(tái)固定不動(dòng)，壓板通過(guò)曲軸連桿作用往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得版臺(tái)與壓板不斷地離合。當(dāng)版臺(tái)與壓板與開(kāi)時(shí)，給一拖料信號(hào)給A2伺服，A2伺服按照要求送一次料。之后，版臺(tái)與壓板合壓一次，便實(shí)現(xiàn)一次模切。
二、工藝流程
模切機(jī)的工作流程模式有程控和光控，光控相對(duì)復(fù)雜。
1. 光控模式：
用在材料上有色標(biāo)的場(chǎng)合，要求每次切割位置相對(duì)色標(biāo)是固定的。
光控的過(guò)程如下（參考下圖）：當(dāng)A2伺服收到拖料信號(hào)后，開(kāi)使進(jìn)行送料，在走的過(guò)程中，如果已送料的長(zhǎng)度小于盲區(qū)長(zhǎng)度的大小，此時(shí)，即使有色標(biāo)信號(hào)，伺服也不理會(huì)；當(dāng)已送料長(zhǎng)度大于盲區(qū)長(zhǎng)度后，伺服捕捉此后出現(xiàn)的第1個(gè)色標(biāo)，當(dāng)碰到色標(biāo)信號(hào)后，伺服以碰到色標(biāo)的位置為起點(diǎn)，再走窗口的距離，然后停止。如果，色標(biāo)信號(hào)一直不出現(xiàn)，伺服就以一開(kāi)始的速度走設(shè)定的送料長(zhǎng)度。
2、程控模式：
一般用在材料上沒(méi)有色標(biāo)的場(chǎng)合，當(dāng)A2伺服收到拖料信號(hào)后，伺
服走一固定的距離，也就是設(shè)置的送料長(zhǎng)度。
三、功能實(shí)現(xiàn)
目前世面上大多數(shù)模切機(jī)的控制由PLC發(fā)脈沖控制步進(jìn)或普通伺服，盲區(qū)和窗口都是由PLC判斷，此種方式的缺點(diǎn)在于，當(dāng)PLC碰到色標(biāo)后再發(fā)指定窗口脈沖數(shù)，即使發(fā)的窗口脈沖數(shù)是正確的，由于伺服存在跟隨誤差，最終的切割位置還是會(huì)有所偏離色標(biāo)信號(hào)。為避免這種情況，一般PLC程序會(huì)做處理，也就是當(dāng)碰到色標(biāo)信號(hào)后，先發(fā)出CCLR信號(hào)（清除脈沖誤差量），同時(shí)發(fā)出窗口的脈沖數(shù)，這可以提高部分精度。但由于普通伺服的I/O反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，無(wú)法達(dá)到最佳效果。
針對(duì)此情況，我們選用臺(tái)達(dá)高性能A2伺服，用PR模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
下面簡(jiǎn)單介紹一下 Pr 模式
所謂的Pr 模式，即為Procedure 模式，傳統(tǒng)的伺服，使用此模式規(guī)劃既定的行程，如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制，A2的Pr模式，已超出傳統(tǒng)的使用，讓系統(tǒng)具有＂可實(shí)時(shí)改變規(guī)劃行程＂的能力，具有動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)的功能，A2共有64個(gè)程序
Pr 模式主要功能如上圖，
回原點(diǎn)模式：提供9種回原點(diǎn)的模式，若包含次選項(xiàng)，組合超過(guò)30種
速度模式：可做定速控制，含加減速曲線規(guī)劃
位置模式：定位命令，共有絕對(duì)命令、相對(duì)命令、增量命令、高速抓取定位命令
程序跳躍模式：可改變程序的執(zhí)行順序，增加程序重復(fù)使用率及系統(tǒng)的使用彈性
寫(xiě)入指定參數(shù)：可以改變系統(tǒng)參數(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)。
四、電氣架構(gòu)圖
1、電氣配置清單：
1. PLC: DVP32ES200T*1
2. 人機(jī)界面： DOP-B05S100
3. 伺服：ASD-A2-1521-B
4. 變頻器: VFD022M21A
5. 其它電氣配件
2、電氣架構(gòu)圖：
臺(tái)達(dá)的B05觸摸屏有3個(gè)通訊口，可以同時(shí)使用，此設(shè)備，我們用屏的COM1口（RS232）與PLC相聯(lián)，屏的COM2口通過(guò)RS485和臺(tái)達(dá)A2伺服相聯(lián)，用來(lái)設(shè)置A2運(yùn)行所需的參數(shù)。這種架構(gòu)簡(jiǎn)化了用戶的配線和PLC程序量，讓PLC專注其它重要控制，糾偏，收料等。
五、A2參數(shù)設(shè)置
1、輸入點(diǎn)定義：
DI1: SON
DI2: 光控 對(duì)色標(biāo)切啟動(dòng) 觸發(fā)EV1 (PR51)
DI3: 程控 定長(zhǎng)切啟動(dòng) 觸發(fā)EV2 (PR52)
DI4: 點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn) 觸發(fā)EV3 (PR53)
DI5: 點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn) 觸發(fā)EV4 (PR54)
DI6: 停止
DI7: 色標(biāo)
事件功能是臺(tái)達(dá)A2伺服的一大特色，即當(dāng)輸入點(diǎn)發(fā)生上升（或下降）延跳變時(shí)，觸發(fā)執(zhí)行一個(gè)PR程序，可以用來(lái)改參數(shù)，或重新歸劃路徑。
2、輸出點(diǎn)定義
DO1:SRDY
DO2:ZSPD
DO4:盲區(qū)到達(dá)，100MS信號(hào)時(shí)長(zhǎng)
3、光控PR程式說(shuō)明：
光控就是當(dāng)A2伺服收到拖料信號(hào)后，首先走一個(gè)POSITION定位TYPE 2路徑PR，PR的長(zhǎng)度稍大于兩個(gè)色標(biāo)之間的長(zhǎng)度，在走的過(guò)程中，如果已送料的長(zhǎng)度小于盲區(qū)長(zhǎng)度的大小，此時(shí)，即使有色標(biāo)信號(hào)，伺服也不理會(huì)；當(dāng)已送料長(zhǎng)度大于盲區(qū)長(zhǎng)度后，伺服的CAPTURE功能開(kāi)啟，捕捉此后出現(xiàn)的第1個(gè)色標(biāo)，當(dāng)碰到色標(biāo)信號(hào)后，伺服中斷當(dāng)前走的PR,然后再執(zhí)行一個(gè)定長(zhǎng)PR50,PR50走的長(zhǎng)度規(guī)劃為窗口距離，工作模式為CAPTURE高速抓取定位，也就是說(shuō)，最終目標(biāo)位置為CAPTURE抓取位置+窗口位置，定位完成后，CAPTURE自動(dòng)關(guān)閉。如果沒(méi)有色標(biāo)，走完設(shè)定的長(zhǎng)度后，停止。以下是詳細(xì)的PR流程及說(shuō)明:
4、光控具體PR流程及參數(shù)說(shuō)明：
PR51: 當(dāng)PLC發(fā)出伺服光控起動(dòng)信號(hào)時(shí)，觸發(fā)伺服的事件1功能，事件1對(duì)應(yīng)的PR號(hào)為PR51,進(jìn)入PR51后，先跳轉(zhuǎn)到PR8.
PR08: 將P5-59設(shè)為0X640010（COMPARE啟動(dòng)控制）。首先將COMPARE軸設(shè)為輔助編碼器，目的為了后面將P5-57(COMPARE值當(dāng)前位置)清零。
PR09: 跳轉(zhuǎn)到PR0，執(zhí)行原點(diǎn)復(fù)歸
PR00: 回原點(diǎn)的方式為8，直接定義原點(diǎn)以目前位置當(dāng)作原點(diǎn)。也就是說(shuō)，伺服本身不動(dòng)，只是將伺服的當(dāng)前位置清零。然后自動(dòng)跳入PR01
PR01：將P5-59設(shè)為0X640030（COMPARE啟動(dòng)控制），COMPARE軸被設(shè)為主編碼器。此時(shí)P5-57參數(shù)(COMPARE軸位置)復(fù)位為電機(jī)反饋位置，由于前面伺服已回過(guò)原點(diǎn)，電機(jī)反饋位置為零，因此P5-57=0。
PR02：將P5-58（比較點(diǎn)數(shù)）設(shè)為1。每切一次，只通過(guò)一個(gè)盲區(qū)。
PR03：將P5-39設(shè)為0XF038，定義如下圖所示。
PR04：將P5-38（CAPTURE抓取數(shù)量）設(shè)為1。抓取盲區(qū)后出現(xiàn)的第1個(gè)色標(biāo)。
PR05：將P5-59設(shè)為0X640035（COMPARE啟動(dòng)控制）。開(kāi)啟COMPARE功能，COMPARE完成后（走盲區(qū)），啟動(dòng)CAPTURE功能（抓色標(biāo)）。
PR06：?jiǎn)?dòng)PR定位功能，此時(shí)送料才開(kāi)始。送料長(zhǎng)度由參數(shù)P6-13設(shè)定(通過(guò)觸摸屏)。
盲區(qū)的設(shè)定：P5-56=50 (COMPARE－數(shù)據(jù)陣列開(kāi)始地址)
盲區(qū)是通過(guò)屏的宏程序設(shè)進(jìn)去的。
在送料的過(guò)程中，由于之前已啟動(dòng)了COMPARE完成后啟動(dòng)CAPTURE功能功能，因此當(dāng)走完盲區(qū)的距離后，CAPTURE到色標(biāo)信號(hào)后，自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到PR50。
PR50：此PR是用來(lái)走窗口的距離，如下圖所示
PR50路徑模式是CAP高速定位，如下圖。參數(shù)P7-01設(shè)為窗口的距離。（通過(guò)HMI設(shè)定），CAPTURE功能 的概念是利用外部的觸發(fā)信號(hào)DI7，達(dá)到瞬間抓取運(yùn)動(dòng)軸的位置數(shù)據(jù)，由于抓取的動(dòng)作是由硬件完成，硬件DI7響應(yīng)時(shí)間 1 usec，沒(méi)有軟件延遲的問(wèn)題，對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)軸也可以準(zhǔn)確的抓取。
PR50走完后，一個(gè)完整的PR流程就結(jié)束了，等待下一次觸發(fā)。
PR7：如果過(guò)了盲區(qū)后，一直沒(méi)有色標(biāo)信號(hào)，此時(shí)伺服會(huì)將PR06中設(shè)定的送料長(zhǎng)度走完。因?yàn)镃APTURE已經(jīng)開(kāi)起（此刻P5-39參數(shù)為0XF039，BIT0為ON），為避免誤動(dòng)作，還是要將CAPTURE關(guān)閉。將P5-39設(shè)為0XF038，即將參數(shù)的BIT0設(shè)為OFF。
5、程控和點(diǎn)動(dòng)：這些功能PR程序相對(duì)簡(jiǎn)單，只要執(zhí)行POSITION定位功能，定位后停止即可。
拿正向點(diǎn)動(dòng)舉例，如下圖，只要執(zhí)行相對(duì)定位（REL）
6、其它參數(shù)設(shè)置
客戶的送料輥周長(zhǎng)為600mm，由伺服經(jīng)一個(gè)速比為3的減速機(jī)拖動(dòng)，為了客戶設(shè)置方便，我們規(guī)定1個(gè)PUU對(duì)應(yīng)1um，也就是說(shuō)送料輥轉(zhuǎn)一圈，伺服電機(jī)要轉(zhuǎn)3圈，因此，電子齒輪比設(shè)置如下：
為使用比較（ＣＭＰ）功能，若來(lái)源是主編碼器，脈波設(shè)定的單位不是ＰＵＵ，而是分周數(shù)，必須先分清楚：
ＰＵＵ：位置單位，由齒輪比（P1-44,P1-45）所定義。
分周數(shù)：每轉(zhuǎn)OA/OB輸出數(shù)量，由P1-46 所定義。實(shí)際ＣＭＰ比較的數(shù)目會(huì)乘以4。由于伺服電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，送料輥轉(zhuǎn)1/3圈，也就是走200MM，因此，我們將P1-46設(shè)定為50000，ＣＭＰ主編碼器(即伺服電機(jī)轉(zhuǎn)一圈)每轉(zhuǎn)會(huì)有200000個(gè)脈波，正好1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)1個(gè)um！
六、PLC及HMI程序說(shuō)明
此設(shè)備中，PLC主要用于邏輯控制，有以下功能:
1、 PLC控制變頻器運(yùn)行，變頻器通過(guò)外接電位器調(diào)速。曲軸連桿在主電機(jī)帶動(dòng)下作用往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使模切版臺(tái)與壓切機(jī)構(gòu)不斷離合。
2、 當(dāng)PLC檢測(cè)到高位信號(hào)，表明模切版臺(tái)與壓切機(jī)構(gòu)是分離的，此時(shí)允許拖料，PLC立即接通DO點(diǎn)，觸發(fā)A2伺服DI2(光控)或DI3(程控)，也就是拖料信號(hào)。一般情況下，拖料會(huì)在PLC檢測(cè)到低位信號(hào)前完成，如果，低位信號(hào)來(lái)時(shí)，伺服拖料沒(méi)有完成，PLC會(huì)立刻觸發(fā)伺服的DI6 STOP信號(hào)，使伺服停止拖料，避免扯斷原材料，同時(shí)，在觸摸屏上顯示超速報(bào)警畫(huà)面。
3、 點(diǎn)動(dòng)是用來(lái)對(duì)色標(biāo)的，每按一次，PLC觸發(fā)伺服的DI4(正向)，或DI5（反向）走一固定短距離。
4、 計(jì)算當(dāng)前速度與產(chǎn)量。
5、 其它功能：光電糾編，排廢，放卷等。
6、 部分參數(shù) 設(shè)置畫(huà)面
7、 
8、
七、結(jié)束語(yǔ)
A2是目前臺(tái)達(dá)功能強(qiáng)大的一款伺服，不光擁有快速的響應(yīng)（速度環(huán)頻率達(dá)1KHZ），而且還提供了傳統(tǒng)伺服不具備的電子凸輪功能，內(nèi)部的PR功能，使A2能做許多原來(lái)需上位運(yùn)動(dòng)控制器才能完成的工作。
此次，A2在模切上的成功應(yīng)用表明，使用此種控制架構(gòu)，可以使客戶的PLC程序簡(jiǎn)化，而控制性能完全由A2伺服來(lái)保證，節(jié)約了客戶的開(kāi)發(fā)周期，性能也可以大大提高。
