彈簧成型設(shè)備主要分成純機(jī)械類型和數(shù)控控制類型兩種。數(shù)控控制類型的彈簧機(jī)成本比較昂貴，也比較主流；而機(jī)械控制的彈簧機(jī)機(jī)械復(fù)雜笨重靈活性不夠，不能滿足多種彈簧的生產(chǎn)需求。而使用臺達(dá)A2伺服的彈簧設(shè)備，介于兩者之間，能夠省去部分機(jī)械，提高工作效率，此設(shè)備主要是使用A2伺服來滿足彈簧成型設(shè)備的送鋼絲部分，凸輪送鋼絲可以滿足與主軸同步追隨及鋼絲長度的隨時調(diào)整。
1 彈簧成型設(shè)備的控制需求
彈簧成型設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，伺服控制部分使用了內(nèi)建的電子凸輪功能的A2伺服負(fù)責(zé)彈簧鋼絲的送料進(jìn)給；而機(jī)械控制屬于主軸控制，主動動力使用變頻器驅(qū)動，控制機(jī)械凸輪轉(zhuǎn)動，促使彈簧成型，主動軸上安裝了編碼，作為伺服控制的命令來源；光電信號則作為凸輪的啟動信號。
圖1 彈簧成型設(shè)備結(jié)構(gòu)
2 控制結(jié)構(gòu)
控制結(jié)構(gòu)如圖2所示：
圖2 控制結(jié)構(gòu)
3 鋼絲送料控制實現(xiàn)
鋼絲送料控制實現(xiàn)如圖3所示
圖3 鋼絲送料控制實現(xiàn)
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3.1 構(gòu)建凸輪曲線
由于彈簧成型是有機(jī)械凸輪控制的，所以送鋼絲的伺服控制與主軸成線性關(guān)系即可，即如上圖所示構(gòu)建線性的凸輪曲線即可。根據(jù)主從之間的此輪比關(guān)系，調(diào)整主從之間的速度比。目前建立的凸輪表格是馬達(dá)的位置增量是馬達(dá)旋轉(zhuǎn)一圈為一個周期，根據(jù) P5-83 主軸齒輪比設(shè)定M為凸輪軸依P5-84脈波數(shù)，執(zhí)行凸輪曲線的周數(shù)，此參數(shù)伺服運轉(zhuǎn)(Servo On)下可調(diào)，P5-84 主軸齒輪比設(shè)定P主軸所送的脈波數(shù)量，齒輪曲線走P5-83趟。構(gòu)建凸輪曲線如圖4所示。
圖4 凸輪曲線
3.2 伺服原點控制
由于主軸在高速旋轉(zhuǎn)的過程，在旋轉(zhuǎn)到某個角度會被光電信號感測到，此光電信號做凸輪軸伺服啟動的命令。所以凸輪軸的初始位置可以不需要調(diào)整，上電后把當(dāng)前位置當(dāng)做零點。
3.3 凸輪軸的多種嚙合脫離控制方式
由于類似這類設(shè)備客戶往往會有光電信號做送料長度的檢測，即光電信號有時，凸輪軸持續(xù)送料；光電信號沒有時，凸輪軸停止送料。此種控制方式可以使用臺達(dá)A2伺服DI信號控制凸輪的脫離和嚙合。DI功能碼是（0x36）控制凸輪的脫離嚙合，同時P5-88的參數(shù)設(shè)置為0x1121，即可滿足有否DI信號的輸入。凸輪軸如圖5所示。
圖5 凸輪軸示意圖
此控制方法在機(jī)械控制領(lǐng)域比較常見，但是如果用電氣控制就必須會使用高速處理的功能，而A2伺服內(nèi)建此功能，能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢，取代控制的功能，且加速減速速度平緩（可以通過調(diào)整P1-68,達(dá)到S型曲線控制功能）?？刂菩Ч俺善啡鐖D6和圖7所示。
圖6 A2伺服控制效果
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圖7 成品展示
通過前置的控制方法，此方可以實現(xiàn)凸輪周期性的凸輪，外部的光電信號的輸入只要給出一次上升沿信號即可啟動電子凸輪，從而實現(xiàn)凸輪周期啟動停止的動作，此方法可實現(xiàn)物理DI輸入的控制方法，其中P5-92和P5-89為主軸脈波數(shù)，同時設(shè)置P5-88為0x4121即可。此后再通過HMI來調(diào)整主軸的速度及從軸相應(yīng)的控制參數(shù)，參數(shù)設(shè)置方便簡單。圖8為凸輪周期運動示意圖。
圖8 凸輪周期運動示意圖
4 總結(jié)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，控制效率得到提高，精度提高明顯，笨重的機(jī)械得到改良，送料的成功應(yīng)用為后彈簧成型的控制奠定了堅實的基礎(chǔ)。臺達(dá)A2伺服在彈簧成型設(shè)備上的成功應(yīng)用，也是其性能及功能的完美體現(xiàn)，得到業(yè)內(nèi)的一致認(rèn)可。
作者簡介：
周瑞華，男，1983年09月出生，畢業(yè)于浙江大學(xué)電子信息工程專業(yè)，大學(xué)畢業(yè)后一直從事變頻驅(qū)動的開發(fā)工作，現(xiàn)就職于中達(dá)電通股份有限公司伺服數(shù)控產(chǎn)品處工作，主要從事伺服、運動控制類的產(chǎn)品的現(xiàn)場應(yīng)用開發(fā)和服務(wù)工作。
（轉(zhuǎn)載）
