圖5 時(shí)序控制圖

圖6 進(jìn)瓶水平軸與主軸構(gòu)成的電子凸輪表

圖7 NJ電子凸輪表

圖8 偏移程序

通過(guò)MasterOffset將主軸向后偏移280，這時(shí)的動(dòng)作時(shí)序和凸輪形狀就與工藝要求相符了，但要注意的是，這時(shí)的從軸起始位置不為0，會(huì)造成起始速度“無(wú)窮大”，從而引發(fā)伺服報(bào)警。將MasterScaling設(shè)置為280，就可以將從軸的起始點(diǎn)推遲到“主軸280”的位置，當(dāng)主軸啟動(dòng)時(shí)，從軸并不啟動(dòng)，而是等到主軸到達(dá)280位置時(shí)再啟動(dòng)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)客戶(hù)的工藝要求了。

（2）暫停功能

這套系統(tǒng)相比以前用CS、CJ來(lái)做的系統(tǒng)而言，一個(gè)很重要的亮點(diǎn)就是可以很容易的實(shí)現(xiàn)“暫停功能”，具體程序如圖9所示。

圖9 暫停功能程序1

圖10 暫停功能程序2

當(dāng)需要暫停設(shè)備時(shí)，只需執(zhí)行MC_Stop指令即可。當(dāng)再次啟動(dòng)時(shí)，只需再次執(zhí)行MC_Velocity指令，設(shè)備會(huì)從當(dāng)前停止的位置繼續(xù)運(yùn)行。暫停的好處是，當(dāng)操作人員需要暫時(shí)停止設(shè)備，做簡(jiǎn)單處理，后面又需要快速恢復(fù)生產(chǎn)狀態(tài)時(shí)，不需要重新尋原點(diǎn)。對(duì)生產(chǎn)效率的提高幫助很大。

（3）工位判斷

所示。

圖11 工位判斷程序

（4）回零停止

圖12 回零停止程序

如圖12程序所示，當(dāng)需要停止主拖動(dòng)軸時(shí)，必須要等待主拖動(dòng)當(dāng)前動(dòng)作完成后。根據(jù)虛軸的位置判斷，當(dāng)虛軸處于90到140之間時(shí)，主拖動(dòng)處于停止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)執(zhí)行MC_CamOut指令，就可以將這個(gè)從軸順利脫出凸輪表。

在啟動(dòng)和停止過(guò)程中，必須特別注意一個(gè)問(wèn)題，那就是回零停止和啟動(dòng)過(guò)程一樣，必須要按照嚴(yán)格的順序來(lái)執(zhí)行。例如，停止時(shí)，“出瓶”早于“主拖動(dòng)”，“主拖動(dòng)”早于“進(jìn)瓶”，而進(jìn)瓶時(shí)剛好相反。這樣才能保證在下次啟動(dòng)時(shí)，出瓶工位的瓶子剛好被抓出，而進(jìn)瓶工位則是空的，剛好可以開(kāi)始放瓶。如果不按照順序啟動(dòng)，則會(huì)使進(jìn)瓶工位“有瓶”狀態(tài)下打開(kāi)模板，導(dǎo)致瓶子掉落；或者出瓶工位“有瓶”，但不抓瓶，導(dǎo)致瓶子轉(zhuǎn)到機(jī)器底下。這些都是不允許的。

（5）急停保護(hù)

對(duì)于“撞車(chē)”的保護(hù)，是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中非常重要的一部分。如果所有軸都能夠嚴(yán)格按照自己凸輪曲線(xiàn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并且沒(méi)有掛進(jìn)凸輪的軸也能夠正常動(dòng)作的話(huà)，“撞車(chē)”原則上是不會(huì)發(fā)生的。但由于伺服故障、氣缸故障等諸多因素的產(chǎn)生，會(huì)使得“撞車(chē)”發(fā)生的概率增加。

圖13 進(jìn)、出瓶模板的空間保護(hù)程序

圖13所示兩段程序是對(duì)進(jìn)、出瓶模板的空間保護(hù)，當(dāng)模板被氣缸頂起時(shí)，模板絕對(duì)不能拖動(dòng)，否則會(huì)被掀翻。這里依舊采取通過(guò)對(duì)主軸位置的判斷，來(lái)判斷從軸。當(dāng)主軸位置處于320和360之間時(shí)，模板被氣缸頂起，同時(shí)由模板開(kāi)合軸將模板分開(kāi)。如果此時(shí)氣缸突然下降，模板將來(lái)不及合攏，而被掀翻。此時(shí)可通過(guò)MC_ImmediateStop指令完成急停操作。

（6）曲柄的線(xiàn)性處理

整套設(shè)備采用了多個(gè)曲柄機(jī)構(gòu)，比如灌裝、擰蓋升降等等。根據(jù)曲柄機(jī)構(gòu)的特性，當(dāng)伺服勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲柄機(jī)構(gòu)的垂直速度并不是勻速的，并且垂直位置也不是線(xiàn)性變化的。而灌裝機(jī)構(gòu)需要一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的速度（主要是防止液體飛濺），和一個(gè)線(xiàn)性的標(biāo)定（可以通過(guò)對(duì)伺服位置的設(shè)定，直接標(biāo)定灌裝量）。解決速度基本恒定的方式如下：

IF 30>=MC_Fill1.Act.Pos OR (180>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>150) THEN

         Fill1_Velocity_Out:=LREAL#1*灌裝1速度HMI;

ELSIF (60>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>30) OR (150>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>120) THEN

         Fill1_Velocity_Out:=LREAL#0.8*灌裝1速度HMI;

ELSIF (80>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>60) OR (120>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>100) THEN

         Fill1_Velocity_Out:=LREAL#0.5*灌裝1速度HMI;

ELSIF 100>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>80 THEN

         Fill1_Velocity_Out:=LREAL#0.3*灌裝1速度HMI;

用以上公式，可以在灌裝伺服到達(dá)各個(gè)位置時(shí)，給予不同的速度，通過(guò)對(duì)角速度賦予“多段速”來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直速度的基本恒定。再通過(guò)每10ms寫(xiě)入一次速度的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)速度的變換。解決位置可標(biāo)定的方法如下：

糾偏角度轉(zhuǎn)弧度:=DegToRad(REAL#15);

Fill1_Feed_rad:=ACOS(臨時(shí)數(shù)字1);

Fill1_Feed:=RadToDeg(Fill1_Feed_rad)-REAL#15;

臨時(shí)數(shù)字:=REAL#3.14*REAL#16*REAL#7.5;

臨時(shí)數(shù)字1:=COS(糾偏角度轉(zhuǎn)弧度)-HMI氣缸1進(jìn)給量/臨時(shí)數(shù)字;

通過(guò)平面解析幾何和三角函數(shù)運(yùn)算，求得伺服角位置和曲柄垂直位置之間的線(xiàn)性關(guān)系。

最終實(shí)現(xiàn)，觸摸屏上面可以直接設(shè)定以“毫升”為單位的灌裝量值。

（7）凸輪表的變換

凸輪表編制好以后，每根軸都會(huì)按照自己的凸輪表數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)。但是，如果更換了產(chǎn)品（主要是瓶子大小有變化），個(gè)別軸的動(dòng)作就要發(fā)生變化。例如：把220mm高的瓶子換成了300mm，那么出瓶放瓶時(shí)，氣爪距離傳送帶的高度就要增加，這就要求凸輪表可以通過(guò)程序進(jìn)行變換，程序如下：

FOR IndexOutUp := UINT#10#0 TO UINT#10#360 DO

IF IndexOutUp<=UINT#10#70 THEN

    Cam_BottleOutUp[IndexOutUp].Distance:= Cam_BottleOutUp00[IndexOutUp].Distance*2*BottleOutUpFeed1;

 ELSIF IndexOutUp>UINT#10#70  and IndexOutUp<=UINT#10#85 THEN

      Cam_BottleOutUp[IndexOutUp].Distance:= (Cam_BottleOutUp00[IndexOutUp].Distance-0.5)*2*(BottleOutUpFeed2 - BottleOutUpFeed1)+BottleOutUpFeed1;

 ELSE

           Cam_BottleOutUp[IndexOutUp].Distance:= Cam_BottleOutUp00[IndexOutUp].Distance * BottleOutUpFeed2;

END_IF;

END_FOR;

循環(huán)語(yǔ)句，將凸輪表內(nèi)的若干個(gè)點(diǎn)依次更改，再通過(guò)如下指令進(jìn)行保存，這樣，這根從軸就會(huì)按照新的凸輪表來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)了。

4結(jié)束語(yǔ)