欧姆龙伺服控制器在多伺服枕式包装机中的应用

表１　FQM1的控制功能

　　FQM1的性能特点有：
　　" 根据并列分散处理性系统，从2轴到最大8轴稳定的运动控制周期（例：0.5～2ms）；
　　"  内置直接控制脉冲输入输出/模拟量输入输出的高速周期处理型引擎（例：从输入信息到控制输出1个周期0.5ms～2ms）；
　　" 轴控制间的控制周期的同步化、高速脉冲起动（最高25μs～）、高速模拟量输入输出（40μs）、高速计数器自锁（30 μs）、高速浮动小数点演算等；
　　" 模块化构造，可将枕包机中的理料、飞剪等环节程序模块化。
　　4.2 三伺服枕式包装机的OMRON系统方案
　　对于三伺服枕式包装机，FQM1是一款非常合适的运动控制器，配合OMRON的整套系统产品，构成一套完善的控制系统。
　　OMRON系统产品配置清单如表2：

表2 OMRON系统产品配置清单

　　OMRON系统产品配置结构如图9：

　　图9 三伺服枕包机OC配置图

　　4.3 控制系统的关键点
　　4.3.1 主轴
　　如上所述，在三伺服滚刀式枕包机中，轴和轴之间的动作需要保持同步或相互协调，因此就需要定义一根轴作为主轴，其余轴都以它为参照，进行同步跟随或凸轮定位。
　　主轴可以用实际存在的三根轴中的一根来定义，也可以用虚轴来定义，定义成虚轴的优势在于可以省去控制器对主轴位置的判断处理时间。
　　由于FQM1支持虚轴功能，因此在这里我们定义一根虚轴为主轴。
　　本文中的虚轴实际上使用了一个MMP模块的实际脉冲输出通道（脉冲输出2），设置方式如图10：

图10 MMP模块设置图

　　操作模式为绝对脉冲（环形模式），循环最大计数：30000。使用SPED指令直接输出脉冲每到脉冲值到30000时自动清零。也就是每发送30000个脉冲相当于包装一个包装物，可以根据包装速度计算出发送的脉冲频率。
　　4.3.2 横封横切轴的位置控制
　　由于本设备使用电子凸轮代替了机械凸轮结构，其速度分为两段速，因此采用APR指令与PULS指令结合应用的方式对横封横切轴进行控制。
　　首先计算出横封切刀的运行曲线跟虚轴脉冲的对应关系，对应关系如图11所示：
 

图11 横封横切轴与虚拟轴的对应关系

 　　由于FQM1传承了OMRON PLC的功能块及ST语言编程功能，因此在这里计算对应关系的算式可以用ST语言执行，并组成功能块如图12所示：

图12横封切刀与虚轴对应关系计算

　　计算出对应关系后，将对应关系得数据输入APR指令的CAM表如图13，再由APR指令根据虚拟轴的实时位置信息求出横封横切轴的位置，如图14：

图13 APR指令表的制作

图14 APR指令执行

　　由于FQM1中的PULS指令经过设置只需要给定绝对位置值就会自动计算出输出频率控制伺服系统，因此最后只需将APR指令中横封横切刀的位置地址作为PULS指令的目标位置，即可完成横封横切轴的凸轮控制，如图15：

图15 PULS指令执行