嵌入式运动控制方案

铝型材挤出机周边自动化对移料小车多工位、高速、高重复定位精度控制;开卷校平定裁对送料高速、高重复定长精度控制;压片机对产品厚度高重复精度控制,在这些领域技术改进中必须对原普通轴换代成伺服轴控制才能得以实现。通常方案为动力系统升级成伺服系统驱动、控制器更换成具有运动控制功能的控制器,控制器既要总控工艺流程动作还要对伺服轴进行运动控制,这样就面临硬件成本偏高、软件必须重新开发等问题。

我们提供一种嵌入式运动控制+伺服动力单元整套解决方案。该方案无需更换原有设备主控制器,其可以作为modbus通讯协议主站,海天驱动嵌入式运动控制器做modbus通讯协议从站,主站负责工艺流程和预设伺服轴目标动作、从站负责伺服轴动作实时控制,这样由嵌入式动控制器+海天伺服完成对轴的伺服升级换代,实现机械直驱系统可以多轴点位控制、同步控制、凸轮、插补控制;液压轴可以压力、速度、位置闭环控制。

开卷校平定裁

四轴伺服振动台

伺服压片机

​方案特点优势

1.易保密低成本

原有PLC无需更换,且原程序改动小,制造商工艺程序知识产权得以有效保密,实施方案成本降低。

3.简单可靠

主控和运动控制器间通过modbus总线连接,运动控制器和伺服通过CANopen或EtherCat总线连接,机器生产施工简单且运行安全可靠。

2.分工明确

制造商关注重点仅为生产工艺流程算法,轴伺服运动控制算法交由专业的海天驱动运动控制器完成。

方案配置架构

案例

铝挤周边自动化对移料小车进行多工位伺服控制。

案例介绍:

(工作台)移料小车由伺服电机驱动,减速比1:7;机械装置为齿轮齿条驱动,伺服电机机和减速机构固定在移动工作台上,减速箱输出驱动齿轮转动,齿条固定不动,移动工作台有钢轮在钢轨上滚动行进(忽略滚动摩擦力);齿轮每转工作台移动0.6m,工作台质量<=2000Kg。

技术要求:

小车最高移动速度<=1.5m/s;加减速时间0.5s;位置控制重复精度<1mm。

安全防护:

急停、左右硬限位、软限位、总线断线检测quickstop安全停车、电机抱闸控制。

系统配置清单:
序号 物料名称 规格型号 数量
1 伺服电机 HP11804-G152A-E2PP7 1
2 伺服驱动器 HI5.5KW 1
3 制动电阻 500W-40Ω 1
4 运动控制器 HIC-2000 1
5 线缆 配套线缆 1
具体方案:

设备主PLC 控制铝挤出机所有逻辑动作、移料工艺顺序和取料/放料动作;从站海天嵌入式运动控制器仅对小车伺服系统进行点位控制,两者以modbus TCP/IP协议通讯。海天运动控制器和海天伺服以CANopen进行联机控制。

设备主PLC写运行目标参数给海天运动控制器,比如目标位置、运行速度等;

设备主PLC写控制字给海天驱动运动控制器施发具体运行动作的启停命令;

海天驱动运动控制器接受具体命令并控制海天伺服执行相应动作;

主设备PLC 读取海天运动控制器当前运行状态参数并做为下一步顺序控制的条件,比如读取当前运行速度,比如读取装料位置到达状态即可以做装料工艺动作,当装料完成就可发送下一条卸料定位运行启动命令。比如收到系统报警就可以马上做急停处理等。