一,、前言
廣州韋德電氣機(jī)械有限公司針對(duì)熱封切，密實(shí)袋制袋機(jī)現(xiàn)狀推出了專用伺服控制解決方案,，在國內(nèi)制袋機(jī)行業(yè)成功應(yīng)用并得到了廣泛推廣得到用戶一致好評(píng),，該方案采用了韋德伺服系統(tǒng)，韋德LED2009A控制器或韋德W8809A液晶控制器,，變頻電機(jī)" title="變頻電機(jī)">變頻電機(jī)等主要元器件,；根據(jù)機(jī)械工藝要求選擇了韋德中慣量高轉(zhuǎn)速伺服電機(jī)" title="伺服電機(jī)">伺服電機(jī)作為主要送料運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),，保證了在頻繁啟動(dòng)負(fù)載下自身運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)、快速響應(yīng)性,，使伺服電機(jī)的一次送料轉(zhuǎn)速滿足切刀上下運(yùn)行的時(shí)間要求，同時(shí)簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu),，解決了老式機(jī)械效率低,、定位精度不高、能耗大,、浪費(fèi)材料等缺點(diǎn),。
二、韋德伺服在制袋機(jī)上的控制原理

圖1為熱封切機(jī)設(shè)備圖,，這個(gè)制袋過程主要分為抬刀,，定位，封切,，放料四個(gè)部分,。熱刀與切刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)主要由主變頻器控制電機(jī)帶動(dòng)搖桿凸輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)，定長(zhǎng)" title="定長(zhǎng)">定長(zhǎng)定位由韋德伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)送料輥控制,，放料由變頻器控制后放料馬達(dá)帶動(dòng)傳送輥,。另，光電傳感器（俗稱電眼）,，溫控器,，接近開關(guān)，作為傳感元器件,，負(fù)責(zé)時(shí)間的判斷與控制信號(hào)" title="控制信號(hào)">控制信號(hào)的發(fā)出,，使執(zhí)行元器件之間確立邏輯關(guān)系。LED2009A（W8809A液晶控制器）作為核心程序的載體,，負(fù)責(zé)脈沖信號(hào)的發(fā)送及各種控制信號(hào)的轉(zhuǎn)化,，最終控制各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，其較強(qiáng)的界面功能可實(shí)現(xiàn)袋長(zhǎng)設(shè)定,、批數(shù)設(shè)定,、計(jì)數(shù)、補(bǔ)數(shù),、計(jì)數(shù)清零,、復(fù)位、白,、色袋切換,、點(diǎn)進(jìn)、點(diǎn)退,、以及當(dāng)前制袋數(shù)量顯示,。
三,、工藝說明
1.系統(tǒng)上電
程序初始化，輸入袋長(zhǎng)數(shù)值,，調(diào)整溫度儀,，使封刀的溫度達(dá)到熱封的需要。進(jìn)入手動(dòng)調(diào)節(jié)模式,，檢查機(jī)械部分,，伺服系統(tǒng)，變頻器等式否可以正常工作,，調(diào)節(jié)色標(biāo)光電眼,，使其能夠感應(yīng)色標(biāo)變化。
2.制作袋子
點(diǎn)擊外接或LED2009A上自動(dòng)運(yùn)行按鈕,，主變頻電機(jī)工作,，通過機(jī)械連桿帶動(dòng)封刀，切刀上線往復(fù)運(yùn)動(dòng),，切刀每向上運(yùn)動(dòng)一次,，伺服信號(hào)就導(dǎo)通" title="導(dǎo)通">導(dǎo)通一次，由LED2009發(fā)脈沖控制伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),，脈沖的個(gè)數(shù)決定了伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù),，脈沖的頻率決定了伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，伺服電機(jī)通過同步帶帶動(dòng)送料輥送料,，伺服電機(jī)必須在切刀下降到承切皮輥之前完成定位,，當(dāng)切刀和封刀下切后，袋子形成,。當(dāng)切袋個(gè)數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)或按下急停按鈕或生產(chǎn)完當(dāng)前袋子停機(jī)切刀和封刀則會(huì)停在高位,，以避免熱刀燙壞袋子。
3追色調(diào)整
制袋機(jī)一般具有兩種封切方式：空白袋定長(zhǎng)封切和尋標(biāo)封切,，當(dāng)選擇空白袋,。
定長(zhǎng)封切時(shí)色標(biāo)光電眼不起作用，LED2009A控制器根據(jù)切袋長(zhǎng)度,、機(jī)械傳動(dòng)比,、伺服驅(qū)動(dòng)器的電子齒輪比、伺服電機(jī)編碼器的線數(shù)以及送料輥的周長(zhǎng),，計(jì)算出伺服系統(tǒng)定位所需要的脈沖數(shù),，然后由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)帶動(dòng)送料輥轉(zhuǎn)動(dòng)送出一定長(zhǎng)度的膠袋，從而實(shí)現(xiàn)白袋定長(zhǎng)封切,；當(dāng)選擇尋標(biāo)封切時(shí),，其過程如下，伺服啟動(dòng)信號(hào)導(dǎo)通,，伺服電機(jī)按照控制器程序預(yù)先設(shè)定的運(yùn)動(dòng)曲線進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng),、恒速運(yùn)動(dòng),、減速運(yùn)動(dòng)、低速追色,，控制器接收到追色信號(hào)時(shí),，立即停止伺服電機(jī)。一般追色長(zhǎng)度為3mm,，并且要求追色信號(hào)只能在追色范圍內(nèi)起作用,，其它范圍內(nèi)需屏蔽掉其干擾信號(hào)。追色封切調(diào)試時(shí),，在控制器里調(diào)節(jié)參數(shù)，先將加速時(shí)間,、減速時(shí)間設(shè)長(zhǎng),，再調(diào)低速追色速度，盡可能提高低速追色速度,，以追色平穩(wěn),、準(zhǔn)確為準(zhǔn)。調(diào)整好追色速度后,，再調(diào)加速時(shí)間,、減速時(shí)間，盡可能調(diào)短加減速時(shí)間,，以膠袋與出料輥不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)及追色平穩(wěn)為準(zhǔn),。LED2009A控制器在追色封切時(shí)，對(duì)追色信號(hào)記數(shù),，連續(xù)三次檢測(cè)不到時(shí),，控制器停止各電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警,。同時(shí)控制器對(duì)批量記數(shù),，當(dāng)批量達(dá)到預(yù)警值時(shí)，控制器驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警提示,。
四,、伺服系統(tǒng)簡(jiǎn)介
本機(jī)采用的伺服系統(tǒng)為韋德電氣機(jī)械有限公司生產(chǎn)的 WEIDE系列伺服，驅(qū)動(dòng)單元采用美國TI 公司最新數(shù)字信號(hào)處理器 DSP 為核心,，選用三菱公司工業(yè)級(jí)智能功率模塊（IPM）,，而且所選IPM的容量比通常標(biāo)定相同功率的同類伺服產(chǎn)品要大一個(gè)等級(jí)，因而具有過載能力強(qiáng),、抗負(fù)載擾動(dòng)能力強(qiáng),、起動(dòng)力矩大等特點(diǎn)；采用自抗擾控制和速度觀測(cè)控制,，比傳統(tǒng)的PI控制技術(shù)具有更好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能,；支持多種通訊方式,，RS232,RS422/RS485,CAN或Profibus；驅(qū)動(dòng)器將位置控制,、速度控制,、轉(zhuǎn)矩控制這三種控制方式合為一體，并且可以進(jìn)行各控制模式的動(dòng)態(tài)切換,，使用更加靈活柔性,；具備控制超速、過流,、過載,、主電源過壓欠壓、編碼器異常,、制動(dòng)異常,、位置偏差等多項(xiàng)在線檢測(cè)與診斷，使控制過程一目了然,。電機(jī)為三相永磁同步伺服電機(jī),，具有三倍過載能力，2500RPM的額定轉(zhuǎn)速,2500p/r的碼盤反饋脈沖精度,。
機(jī)械參數(shù)：
機(jī)械傳動(dòng)減速比1：3
膠輥直徑66mm
精度要求：袋長(zhǎng)精度小于0.3mm,，伺服電機(jī)編碼器脈沖數(shù)為2500P/R，通過四倍
頻轉(zhuǎn)換后,，分辨精度達(dá)到10000p/r,即v伺=360°/10000=0.036°,，電機(jī)輸出到送料輥有3:1的減速比，實(shí)際檢測(cè)精度達(dá)到：
v輥=360°/(10000×3)=0.012°
對(duì)應(yīng)的袋子長(zhǎng)度分辯精度為：
vl輥=πD×(0.012°/360°)=207.24×0.000033=0.006839mm
故其本身誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.5mm,，引起定位誤差較大的真正原因是由于伺服電
機(jī)起停不夠平滑,，停車時(shí)抖動(dòng)，故要根據(jù)伺服電機(jī)的起停速度調(diào)整合適的速度環(huán),、
位置環(huán)增益與加減速時(shí)間,，調(diào)試過程如下：
a）將位置環(huán)增益先設(shè)在較低值，然后在不產(chǎn)生異常響聲和振動(dòng)的前提下,，逐
漸增加速度環(huán)的增益至最大值,。
b）逐漸降低速度環(huán)增益值，同時(shí)加大位置環(huán)增益,。在整個(gè)響應(yīng)無超調(diào),、無振動(dòng)
的前提下，將位置環(huán)增益設(shè)至最大,。
c）速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)" title="時(shí)間常數(shù)">時(shí)間常數(shù)取決于定位時(shí)間的長(zhǎng)短,，在機(jī)械系統(tǒng)不振動(dòng)的前提下，
盡量減小此值,。
d）隨后對(duì)位置環(huán)增益,、速度環(huán)增益及積分時(shí)間常數(shù)進(jìn)行微調(diào),，找到最佳值。
e）適當(dāng)調(diào)整位置指令一次濾波時(shí)間常數(shù),。
五,、總結(jié)
該機(jī)械是在傳統(tǒng)老式機(jī)械的基礎(chǔ)上運(yùn)用WEIDE伺服控制系統(tǒng)改造而成，具有效率提高,；良品率提高,；封切精度提高；調(diào)試方便快捷,；運(yùn)行過程平穩(wěn),；機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。具有更高的技術(shù)和更合理的性價(jià)比,。