г. Москва, ул. Азовская, 14
+7 (495) 310-97-15
Пн-пт: с 9.00 до 18.00
Заказать звонок
Обратный звонок
Ваше имя *
Ваш телефон *
Ваш Email *
Перезвоните мне

Резка рулонных материалов

Двухосевой координатный станок


Поступил заказ по модернизации дисковой рулонорезательной машины (бобинорезки).
Данный станок был под управлением Siemens S7-300, программное обеспечение разработано производителем оборудования в Германии еще в 2008 году. Несколько компонентов системы управления вышли из строя, а производитель предоставить исходники отказался. Поскольку восстановить систему не представлялось возможным, заказчик принял решение заменить оборудование на ОВЕН, EKF и PURELOGIC. У заказчика был накоплен опыт работы с данным оборудованием, все алгоритмы работы данного станка были понятны.
 
Рулонная нарезка
Внешне станок выглядит так

Станок предназначен для нарезки больших рулонов на ленты заданной толщины (например двухсторонний скотч). Станок имеет вращающийся вал, на котором закрепляется нарезаемый рулон, вращающийся дисковый нож с приводом, закрепленным на каретке. Каретка в свою очередь двигается по осям Х и У. По оси Х она смещается вдоль рулона нарезаемого материала, по оси У - перпендикулярно ему, то есть по оси Х выбирается ширина реза, по оси У осуществляется приближение ножа к материалу-Резка.
Вал, на котором закреплен рулон, имеет полиуретановое покрытие толщиной до 4мм которое при касании ножом вала обеспечивает сохранность ножа. Необходимая точность касания ножом вала была задана до 0,5мм.
Реализовано изменение скоростей движения ножа по оси У, то есть при подходе к материалу скорость высокая, так как это по сути холостой ход, при врезке и движении в материале скорость снижается, при прорезании шпули скорость становится минимальной, так как она картонная и создает высокое сопротивление резанию, регулируемая пауза в конце цикла резания и высокая скорость возврата ножа в исходное положение. Так же реализована своевременная подача к ножу смазочно-охлаждающей жидкости и подзаточка ножа в процессе резания.

Панель EKF
Панель EKF
 

В проекте были использованы два сервопривода Leadshine,  два частотных преобразователя, панель визуализации EKF, контроллер ОВЕН ПЛК110-60, который обеспечил управление быстрыми выходами и чтением двух энкодеров, управление организовано посредством сигналов Step/Dir с контролем положения по энкодерам. Драйверы Leadshine имеют возможность выбирать разрешение энкодеров, которое было выбрано 0,08мм на 1 импульс энкодера.
Так же есть возможность выбирать в настройках серводрайверов количество импульсов Step на 1 оборот привода. Частоты 100кгц, выдаваемой максимально плк110 вполне достаточно для реализации движения сервоприводов во всем диапазоне скоростей.
Сервоприводы через плоскозубчатую ременную передачу соединены с шарико-винтовой парой которая в свою очередь двигает каретку с ножом. На 1 оборот привода имеем линейное перемещение каретки на 3,33мм. Для ограничения перемещения по осям установлены концевые выключатели, в начале и в конце оси. Так же предусмотрены защитные концевые выключатели, расположенные сразу за основными, они требуются на случай выхода из строя основных и проскоке каретки через них. Так же сервоприводы и  частотные приводы вала и ножа сообщают о своих неисправностях контроллеру, который в таком случае отключает все системы и сообщает оператору о соответствующей неисправности.

Ременная передача сервопривода   
Плоскозубчатая ременная передача на серводвигатель
 

Purelogic
Драйвер сервопривода Leadshine. Драйвер данный хорош тем, что у него есть выход инкрементального энкодера, сильно улучшающие показатели точности


Purelogic 
Сервопривод Purelogic

 
Точность измерения
Были достигнуты приемлемые результаты по точности. Система кратно повторяет результат, не накапливая ошибку

ЧПУ ОВЕН
Шкаф после модернизации

Сервопривода подбирались по аналогии тех, которые стояли ранее (скорость/момент). Мы по сути скопировали поведение родной электроники, повторив все основные схемы, которые были реализованы ранее немцами, мы немного доработали те места, которые в родном исполнении были немного косячные. У заказчика имелся опыт работы с данной машиной

Общий алгоритм программы: оператор в начале работы со станком выбирает ручной режим с панели и осуществляет перевод осей в нулевые точки. Нулевые точки осей связаны с концевыми выключателями, которые включены в состав программного обеспечения. Методом визуального подвода ножа к материалу, оператор останавливает в нужном месте ось Y и запоминает данные значения, по которым будет производиться рез материала в автоматическом режиме, задает ширину полос (сдвига по оси X). Автоматический режим выполняет циклические операции в соответствии с заданием значений заданных точек перемещения и соответственно заданных скоростей перемещения от точки к точке.
Расчёт расстояния был подобран из соотношения количества полученных импульсов от инкрементальных энкодеров драйвера на один миллиметр. Вышло 120 импульсов на один миллиметр.
Предельная сила прижима ножа к тубусу настраивается из программы драйвера и подбирается эмпирически
В программе присутствуют необходимые датчики безопасности, такие как кнопка аварийного останова, датчики концевых положений, концевой выключатель защитного экрана. Созданы релейные защиты, не позволяющие оператору вывести станок из строя.
Возможно, ли выполнить данную задачу, например, используя более дешевые шаговые двигатели?
Сервоприводы работают аналогично шаговым двигателям, с поправкой на наличие контроля движения по инкрементальным энкодерам и увеличением момента с ростом скорости вращения. Настройками сервоприводов решены проблемы с инерцией, когда привод проскакивал нужную точку, то были возвратно-поступательные движения, сервопривод пытался поймать заданную позицию двигаясь то взад, то вперед. Решили вопрос за счет уменьшения скорости при подходе к заданной точке

Видеоролик


#Двухкоординатныйстанок, #PURELOGIC, #ОВЕН, #ПЛК110, #EKF, #PROSCREEN


Vyacheslav Lapshin

26.02.2024

Спасибо за критику, исправил. Написание программы и четыре выезда - примерно 1 месяц

20.02.2024

Нет такого слова "энерция"! Грамотеи :(

20.02.2024

Здравствуйте, сколько времени ушло на написание программы и на ПНР? Спасибо.
Ваш комментарий добавлен