臺達20PM-PLC在汽車密封條高速生產線中的應用

    1引言

    汽車密封條是汽車的重要零部件之一，廣泛用于車門、窗等部位，具有隔音、防塵、防滲水和減震的功能，保持和維護車內小環境，從而起著對車內乘員、機電裝置和附屬物品的重要保護作用。隨著汽車工業的發展，密封條的美觀、環保、舒適功能的重要性日益凸現。汽車密封條生產線的最后一個環節便是定型、切割、打孔；

    傳統的方式由行程開關根據要求長度控制后，進行自動切割，并延時推下，實行流水生產，切割機以定長開關信號為指令，完成切割全過程，待密封條切割完畢后再裝到打孔機上手動打孔，這種方式導致生產效率低下，自動化程度不高。

    本系統采用臺達20PM系列PLC控制，打孔機安裝在密封條生產線的末端，打孔、切割順序完成，20PM的內置凸輪功能保證了打孔過程中與風鉆與密封條保持同步，A2伺服的快速響應性提高了系統運行的速度及性能。本文著重闡述了檢測、跟隨打孔自動控制。

    2控制系統設計

    汽車密封條的在線鉆孔一直是密封條生產過程中問題較多的環節，目前國內外應用較多的方法有停頓后鉆孔，偏心擺輪鉆孔或曲軸凸輪機構鉆孔，這些方法各有特點，但是都有一些共同的缺點。

    (1)鉆孔間距的設定需要采用手工調節或者更換機械部件，非常不方便。

    (2)由于采用了曲軸和機械凸輪等機構，設備的運動磨損大，工作可靠性差，打出來孔的外觀性較差。

    為了避免上述問題的出現，本系統采用了跟隨密封條生產線在線打孔的方法，即打孔機的時候實時跟隨生產線的速度并實現可設定定長打孔。本系統使用一個增量型選擇編碼器安裝于密封條生產線的末端，用來采集密封條的線速度和計算來料長度；同時PLC將編碼器的數據調入內部的凸輪曲線中，控制從軸即打孔軸完成在線打孔功能。系統控制圖如下。

    系統硬件設計：

    觸摸屏：臺達DOPB07S410；

    PLC：臺達DVP20PM00D；

    牽引伺服：臺達ASDA0721-AB；

    打孔伺服：臺達ASDA21021-L；

    旋轉編碼器：5V 差動信號 2500ppr；

    臺達20PM系列PLC內置電子凸輪功能用來替代機械凸輪，相對于機械凸輪，其優勢在于PLC的凸輪功能性能穩定，可以隨時對凸輪曲線進行在線修正，也可以多個凸輪曲線分別調用，大大降低了設備制造難度。

    臺達DVP-20PM00D是一款具有運動控制專用功能的可編程控制器。20PM具有2路500KHz的輸入與輸出，在電子凸輪功能中定義X軸為從軸，編碼器輸入軸為主軸，當定義好CAM Table后，從軸依據定義的曲線跟隨主軸運動。利用獨立CPU處理運動控制算法，可以很好地實現各種運動軌跡控制、邏輯動作控制，直線/圓弧插補控制等，本系統正是利用了20PM運動控制器的電子凸輪功能很好的解決了復雜高精度在線打孔的問題。

    A2伺服為臺達公司推出的新型高精度網絡型交流伺服驅動器，是實現高速高精度自動化控制的首選伺服，特點如下：

    (1)高分辨率編碼器規格：提供20bit增量型編碼器；符合需要精細定位控制的機械設備的需求。此外，A2伺服也另外支持絕對型編碼器，滿足客戶機臺斷電時可記憶現在位置，在位置控制上提供更廣泛的使用場合。