22

2022

-

11

台达运动控制器在食品医药行业中的应用


  随着国内食品包装行业的迅速发展,用户对包装机械的性能也提出了更加苛刻的要求,包装机械的高精度、高效率已成包装机械厂家考虑的重要指标。而全球金融危机的困境中,国内包装市场的仍获得了稳步增长,使得国外包装机械厂家不惜消减利润,挺进中国包装市场,从而使低成本、高稳定性成为国内包装机械的又一重要性能指标。

  鉴于包装机械用户最高精度、高效率、低成本、高稳定性的要求,台达作为专业自动化产品生产厂家,为食品包装机械控制系统量身定做了一款高性能网络型运动控制器DVP-10MC。DVP10MC11T是台达自主研发的基于CANopen现场总线的多轴运动控制器,它遵循CANopen DS301基本通讯协议,也支持CANopen DSP402运动控制协议,同时还支持大部分PLCopen组织所定义的运动控制标准功能块库,极大方便使用者快速的入门,快速的进行项目开发。针对食品包装行业,DVP-10M提供标准的轮切和飞剪功能库函数,以及丰富的凸轮函数可以满足印刷,以及医药同步灌装的应用需求。

1 DVP-10MC系统架构及产品简介

  作为一款专用的运动控制器,为了提高系统对指令的处理,DVP-10MC特采用两颗芯片CPU,一片负责逻辑控制,另一个负责运动指令处理。如图1所示。

图1 控制架构图

  DVP-10MC具有绝对的高速以及独立的运动控制芯片;采用4轴同步控制,同步周期仅为1ms。DVP-10MC内建电子凸轮功能,用户可自由规划8条不同的凸轮曲线,每条曲线可细分2048点,三次曲线处理功能,使得机械运转更加平顺;内建飞剪功能模型,用户不必进行复杂的计算,只需输入必要的机械参数,控制器便可自动生成飞剪曲线,并可自由规划同步区角度;支持凸轮曲线的缩放,设备规格切换一“键”即变;内建虚轴功能,凸轮从轴的控制随心而欲;支持位置高速抓取,响应最短仅为5um,系统的纠偏更及时;已预先为客户做好所有伺服驱动器的参数映射,从站参数和状态的读取简单易行;配置高速浮点运算处理器(150 MHZ),可胜任各种复杂运动控制任务。

  而其强大的现场网络支持(DeviceNet主从站、CANopen主从站、Profibus-DP从站),可组建功能复杂的控制系统。

 

DVP-10MC的功能特点

2.1 支援多种网络总线

  DVP-10MC自带canopen主站功能,可以直接连接canopen从站设备;主机自带以太网、编码器采集接口、硬体高速输入输出接口。同时支援左侧和右侧扩展,通过左侧扩展,可以连接profi-bus和devicenet网络模块,进而实现各种不同工业网络的控制,如图2所示。

  作为一款支持总线的运动控制器,其相对与以往传统的脉冲控制而言,不仅配线大大简化,而且效率得到提升。

图2 网络应用架构图

2.2 优越的同步控制

  同步控制的基准为同步时钟信号,如图3所示。

  如果系统分别下达命令给轴1,2,3,但由于同步信号未到达,所以即使下位设备的命令并未被激活;只有当收到同步信号后,命令才会被激活,以此确定3台设备的相同的命令执行起点,从而实现多个下位设备的同步控制。

 

图3 同步处理机制示意图

 

2.3 丰富的电子凸轮功能

  DVP-10MC支持电子凸轮功能。电子凸轮主要三个库函数组成,分别为凸轮表选择功能块、凸轮啮合控制功能块和凸轮脱离控制功能块,如图4所示。

  用户使用标准函数库即可实现不同凸轮曲线的切换,并控制从轴与主轴的啮合和脱离,最多可以建立8条凸轮曲线。

图4 凸轮功能块和状态图

 

2.4旋切飞剪功能

  为了满足食品包装行业的要求,DVP-10MC内建轮切飞剪模型,并设计有标准的轮切功能函数库,用户使用时只需按照轮切机械模型,图5-7所示。

  将相关机械参数设定在旋切功能块的变量里面,如图5所示,然后并按照在流程启动功能块函数,便可实现轮切工艺要求。轮切循环流程及功能块函数如图6,7所示。

图5 轮切机械模型

图6.轮切功能块函数 图7 轮切功能流程图

2.5.简便的运动程序编辑和管理

  DVP-10MC运动程序的编辑可借由canopenbuilder实现。由于DVP-10MC的运动指令均采用功能快指令,所以用户只需要对功能块的输入输出变量进行定义,如图8-9所示。

图8 绝对定位指令 图9 相对定位指令

  对于运动指令的编辑,采用集中管理模式,只需使用canopenbuilder软件,便可实现网络组态,功能块编辑,程序规划,以及电子凸轮曲线的编辑,如图10所示。

图10 运动指令编辑软件

应用领域

  DVP-10MC高速运动指令处理能力、丰富的电子凸轮功能以及专设的轮切功能函数,使其可以满足食品包装行业的工艺要求。而其卓越的同步控制功能,同样可以应用同步印刷、医药同步灌装自动化设备行业,并可有效提高行业设备的效率和行能。此外,智能化的函数功能块,便捷的程序管理和编辑软件,可减少用户的程序开发时间,极大地缩短设备的上市时间。

 

台达运动控制器