AxN驱动器在冲压线运动部件中的应用.pdf
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1、设备管理与维修2023 翼11(上)0引言为保证冲压线生产速度,拆垛机械手要求垛料的送料高度保持不变,并要求拆垛台车必须具备自动顶升功能。常规方案是拆垛机械手随料垛高度的降低不断改变取料位置,或使用液压系统来实现台车的自动顶升,前者生产效率低,后者控制精度低、故障率高,均不是最佳解决方案。许多厂家开始使用伺服控制系统来实现台车的顶升功能,菲仕 AxN 驱动器就是一种适用的中大型伺服控制器。介绍菲仕 AxN 型驱动器在拆垛台车上的具体应用。1拆垛台车的基本功能冲压线拆垛台车负责将板料从放置区运输到拆垛区进行拆垛(图 1)。板料以料垛形式放置于台车上,台车运行至拆垛区后,拆垛机械手从台车上抓取板料
2、,并将板料放置在传送皮带,供冲压线生产使用。2拆垛台车顶升结构传统的拆垛台车不具备顶升功能,随着拆垛手不断抓取板料,板料数量减少,拆垛高度随之下降,若拆垛手随着板料厚度下降,不断下移取料位,拆垛手运行距离加长,势必会降低生产节拍(图 2)。具备举升功能的拆垛台车,随着拆垛手不断抓取板料,台车会间歇顶升一定距离,该距离等于每张板料厚度伊间歇期内被抓走的板料张数,从而保持保持取料高度不变(图 3)。因每张板料厚度 0.53 mm,要求台车举升精度必须很高。使用液压型顶升结构的台车,只能依靠高度检测限位控制顶升高度,精度低、故障率高。使用伺服控制系统的台车,依靠高精度编码器实时控制台车高度,精度高、
3、响应快,能够非常好的满足生产要求。3西门子 SIMATIC S7-1500PLCSIMATIC S7-1500 系列控制器适用于对程序范围和处理速度具有中等或较高要求的应用场景。选用 1516F-3 PN/DP 型控制器,其具有高速背板总线和 Profinet/Profibus 接口,全面控制功能,指令处理速度更快,相应时间极短,性能卓越。4鼎实网关通信鼎实网关通信具备以下特点:淤通信稳定可靠,抗干扰能力强,应用广泛;于通信速度块,实时性强。网关内的数据延时断,适合各种高速场合;盂配置简单,功能齐全,通信透明。可在短时间内实现连接通信。依照 Profinet 通信数据区和 CANopen 通信
4、数据区的映射关系,实现 Profinet 到 CAN 总线之间的数据透明通信。AxN 驱动器在冲压线运动部件中的应用李国祯,姜燕(济南二机床集团有限公司,山东济南250022)摘要:介绍菲仕 AxN 驱动器通过鼎实 PN-G-CANopen 网关与西门子 1516F-3 PN/DP CPU 通信,控制冲压线拆垛台车升降的实现方案,为冲压线运动部件的控制与编程提供参考。关键词:冲压线;西门子 PLC;菲仕驱动;鼎实网关中图分类号:TP241.2文献标识码:BDOI:10.16621/ki.issn1001-0599.2023.11.30图 1拆垛台车图 3有顶升结构台车图 2无顶升结构台车輬輰设
5、备管理与维修2023 翼11(上)因菲仕驱动只支持 CANopen 总线,无法直接接入 Porfinet总线,必须使用网关进行连接。选用鼎实公司的 PN-G-CANopen网关,实现 Profinet 与 CANopen 总线间的网络通信。网关作为Profinet 从站、CANopen 主站,可以较容易地将 CANopen 从站接入 Profinet 网络中。5菲仕伺服系统AxN 驱动器是菲仕公司研发的一款高性能伺服驱动器,可适用于 CANopen、EtherCAT 等多种现场总线,适合各种高性能伺服控制系统的应用场合。其具备以下特点:淤符合 CANopen标准协议 DS301 v4.02;于
6、支持 NMT Master 或 Slave 服务;盂错误控制:支持 Heartbeat 心跳检测;榆支持 PDO 服务。6CANopen 协议介绍(1)CANopen 是一种架构在控制器局域网络上的高层通信协议,包括通信子协议及设备子协议,常在嵌入式系统中使用,是工业控制常用到的一种现场总线。CANopen 是一种完全开放和公共的,面向工业自动化过程的应用层的现场总线协议,凭借可靠、实用、经济、灵活和兼容性高的特点,在各个行业都得到广泛应用。(2)报文短帧结构,CAN 报文通常只有 8 个字节,数据帧非常短,在抗干扰能力上具有独特的优势。(3)PDO 协议,过程数据对象(PDO)协议可用来在许
7、多节点之间即时交换数据。一个 PDO 最多传送/接收 8 字节(64 位)的数据。PDO 分为两种:传送用的 TPDO 和接收用的 RPDO。TPDO是将一个节点的数据由此节点传输到其他节点,而 RPDO 则是接收由其他节点传输来的数据。7设计思路及说明(1)主站选用西门子 1516F-3 PN/DP CPU;鼎实网关作为Profinet 总线的从站,通过工业以太网连接在 CPU 下,同时作为CANopen 总线主站;菲仕驱动器作为 CANopen 总线的从站,通过 CAN 总线连接至网关,输出端连接台车顶升伺服电机。至此,控制系统搭建完成,控制系统架构如图 4 所示。(2)PLC 程序硬件添
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