基于PLC的伺服控制系统在密封垫圈绕制系统中的应用

　　2.1 伺服电机定位问题

　　本次系统设计中主要存在的问题是模芯的精确定位。当一个产品制作完成后，怎样才能使模芯在高速回归原点时与压轮压下的位置的偏差不超过1mm。考虑到伺服电机的高精度定位功能，设计中采用了记录全程脉冲数的方法。这种方法充分利用了伺服电机的高精度定位功能，实现高效率的精确定位。在整个系统设计中，将PI￡的YO口作为伺服电机脉冲的输出端，因此利用PLC指令集中的特殊功能存储器D8140, D8141来记录PI￡发给伺服电机的脉冲数并将其累加。通过运算求出不到一圈的脉冲数，再用一圈的脉冲数减掉上面的运算结果。将此结果的脉冲数再通过PLC的YO I=1发给伺服电机来控制其回归原点。如果仅用以上方法即使回归了原点但其仍无法满足1。的精度要求，需要对伺服驱动器参数设置中的21号参数(零偏差幅度)进行相应计算设定。因为伺服驱动器出产时21号参数一般是400脉冲，当要求定位的精度很高时，这个默认的参数是不适合的。可以通过式(1)进行计算来确定需要的参数值。

　　其中:132 072为电机旋转一周所需的脉冲数，为固定值，单位为脉冲/周;s为每转一周的移动量，单位为m; J为系统所要求的精度，单位为m; P为零偏差幅度，单位为脉冲。

　　对于本系统，模芯采用最小尺寸，S=0.5809m,J=0.001m，可求得P - 226脉冲;(实际电机旋转一周需要的脉冲可以通过调节驱动器的电子齿轮比参数得到)考虑到系统的转速比接近1= 10,所以P可以取20脉冲。综合考虑各种规格之后可以取最小值P=1脉冲。

　　在软件设计中还应要使用特殊辅助继电器M8145，其功能是停止YO口的脉冲发送(立即停止)。采用程序驱动M&145可以防止伺服电机在发送脉冲时的过脉冲现象，提高定位的精度。

　　2.2 焊机的时间控制问题

　　对焊机的开始放电时间的精确控制直接关系到产品的质量。对于密封垫圈其要求在第一轮启动焊接的时候能够达到在电机带动模芯旋转一圈的过程中，按顺序先5-10mm焊接3个点，然后再以40一SOmm的距离焊接剩下的点。在这个过程中要保持电机有一定的转速，大概20r/min，还要保持焊点的均匀、美观和一定的强度。在设计中将电焊机的时间控制模式改为“1”(外部时间控制)，又鉴于PLC的扫描方式不同于一般的单片机芯片，所以要考虑程序的扫描周期。在以上转速下利用公式(2)算得可以启动电焊机工作的时间:

　　S=V*T                           (2)

　　式中:S为焊接距离;Y为电机运动速度;T为电焊机可以工作的时间范围。

　　算得时间T，加上扫描时间就是焊机要动作的时间范围，对其进行启动和释放时间合理分配。该系统中电焊机启动时需要lOm。的高电平维持时间(实际设定)，才能进人稳定的放电状态，而且焊机的响应

时间存在不稳定性，所以设定电焊机启动时高电平维持时间为20ms，电焊机可以很好地进行工作，达到控制的需要，保证焊点的质量。

3 结论

　　经过现场安装与调试，本系统其性能比传统的手工操作系统优良。而且体积小，结构也简单，为日后的维护和功能扩展奠定了良好的基础，精度能够达到要求，大大提高了效率，操作也更加简单方便。对操作人员来说，也更加安全可靠。