本文介绍了一种高精度的伺服同步操控体系的规划，该体系选用PLC作为操控单元，选用现场总线技能完结PLC之间以及PLC和伺服操控器之间的通讯，该体系操作便利、定位精度高，能快速完结出产进程中的夹具升降功用。
上汽通用五菱西部车身车间GP50线是我公司第一条乘用车出产线，也是第一条可完结多种车型切换出产的焊装线，其规划净产能为40JPH。其间主夹具质量高达2.8t，主夹具切换要求快速、定位精度差错小，需求用3台升降机将主夹具从空中下降到出产线上运用，3台一般电动机的升降电气操控体系达不到同步精度出产要求，也无法取得合格的焊接质量，而且将来的运转及保护本钱较高。一般的电动机断电后还会因为本身的惯性再转一会，然后停下；而伺服电动机和步进电动机能瞬间呼应动作，可是步进电动机存在失步现象。
规划的功用要求
GP50出产线的出产节拍为40台/min，除掉运送线的车体工位运送时刻，主夹具的开、关夹时刻以及工人的焊接时刻，升降机的一个升降循环周期需求操控在16s内。升降机的负载大，主夹具加上气缸、电控元器件质量约为3t。3台升降机的升降同步定位精度要到达1mm。GP50出产线规划为一条可完结多种车型切换的柔性出产线，主夹具要求能完结快速切换。
规划方案
该出产线优化规划升降机安置如图1所示，将3台升降机的操控与主夹具上各夹具的操控分隔，设独立的升降机操控柜，以利于主夹具的切换及各夹具操控。
图1 升降机安置图
升降机出产进程的工艺动作为：升降机拖着主夹具在运送线上方2200mm处等候→焊接车身运送到位→升降机下降至零点→下位安全锁紧→主夹具关夹→焊接→主夹具开夹→升降机拖着主夹具上升至2200mm处等候，顺次循环。
主夹具切换的工艺动作为：升降机拖着主夹具从2200mm处上升至3390mm处→EMS小车吊挂锁紧主夹具→升降机下降至2200mm处→EMS小车将此主夹具移栽至指定存储区→EMS小车将另一套需求的主夹具移栽至运送线上方→升降机上升至3390mm处→EMS小车吊挂开释主夹具→升降机下降至2200mm→主夹具切换完结。歇息及停产时升降机有必要下降至零点处。
该出产线引入SEW伺服电动机及伺服操控体系（见图2），运用一台SEW MOVIPLC经过内部的S-BUS总线通讯协议操控3台SEW MDX61B0370-503-4-00伺服操控器，每台操控器各操控一台SEW沟通异步伺服电动机。SEW MOVIPLC再经过DeviceNet通讯协议作为罗克韦尔ControlLogix PLC的子站运转。
图2 伺服操控体系操控架构
3台沟通异步伺服电动机中第1台为主机，第2、3台选用同步跟从的方法升降，动作指令由罗克韦尔ControlLogix PLC发给SEW MOVIPLC，SEW MOVIPLC履行内部的同步操控逻辑，施行反应升降机状况及方位。
选用以上规划及出产运转监控有许多长处：完结了方位、速度和力矩的闭环操控，克服了步进电动机失步的问题；高速性能好，一般额外转速能到达2000～3000r/min；抗过载能力强，能接受3倍于额外转矩的负载，特别适用于对有瞬间负载动摇和要求快速起动的场合；低速运转平稳，低速运转时不会发生类似于步进电动机的步进运转现象，适用于有高速呼应要求的场合；电动机加减速的动态呼应时刻短，一般在几十毫秒之内；发热和噪声显着下降。
软件介绍及监控
SEW PLC是一个完好的用于逻辑操控器的开发体系，它具有功用强的言语结构，契合IEC国际标准。SEW PLC易于进行程序开发，就像Visual C++相同，具有高档言语编程体系的开发环境，可为修改器的操作和调试功用设置方式。
一切的项目数据存在一个有项目称号的文件中，一个新项目的第一个POU，体系会主动地给定称号“MAIN”，这是程序的起点（在C程序中，这是一个主函数）。从这儿开端，用户能够调用其他的POUs（程序，功用块和函数）。
SEW PLC区别一个项目中的三种不同方针：POUs、结构和可视化元素。运用这些方针，用户能够创立自己的项目。在方针表中，用户能够看到项目方针。图3为PLC软件程序修改画面，说明晰变量表及其状况、输出变量、输入变量以及PRG为使用程序块。
在联机作业方法时，一切可显现的变量都从操控器中读出，并以实时方法显现，能够在声明和程序修改器中看到；也可从监督和接纳管理器和可视化设备中读出变量的当时值。若要监控功用块的实例变量，应首要翻开相应的实例，如图3中的功用块
伺服操控器的参数可经过SEW键盘盒DBG60B输入，也能够经过MOVITOOLS操作软件输入，此软件功用强大，用户界面简略，只需输入运用所需的工艺参数，不用进行杂乱的程序规划，不需求编制程序的经历，也不需求长时刻的培训，能快速完结工程规划和发动。
现场操作及保护
此体系在升降机旁规划设备一台触摸屏（HMI）用于显现升降机的状况和操作升降机。
整个体系的状况总览，能够查看整个体系中每个操控区域的状况，包含主动、手动和升降机的联动、单动方式、反常状况和急停等，当各个区域处于某种操作方式或许正常时，它所对应的图框为绿色显现；某个区域反常或紧迫中止时，所对应的图框以赤色表明；其他状况都显现为灰色。
升降机参数可查看每台升降机的速度、当时方位（包含脉冲数、毫米高度）和毛病代码等参数。另外在夹具切换时，当体系需求装载夹具时，在主动运转状况下点击“设定暗码”右边的图框输入操作暗码后，图框显现为绿色，按下“升降机装载治具”按钮，则升降时机从与主线无干与的等候方位上升至装载方位，从TRV吊具装载治具，然后回来至与主线无干与的等候方位，等候主线信号载入治具出产。当按下“升降机卸载治具”按钮时，升降机从与主线无干与的等候方位上升，将夹具返送回TRV吊具，然后升降机空载回来至与主线无干与的等候方位，这样能够更容易地完结涣散操控的理念。
升降机载入治具作业完结后，需承认一切作业人员现已脱离与光栅干与的区域，并承认设备无反常，然后按下“作业完结承认”按钮，升降机安全销将主动翻开，升降机载出治具至与主线无干与的等候方位。
SEW伺服操控器DI00为操控器的使能输入端子，高电平操控器有使能输出，当DI00变为低电平时操控器输出端当即被制止，操控器没有任何输出而且伺服电动机当即抱闸。当升降机使能处于开或闭状况时，左边对应的圆圈显现为绿色。每个升降机均有两个锁紧设备，分别在升降机的下方和中心方位，能够查看每个升降机各个方位锁紧设备的翻开/封闭状况。
当体系运转进程中有毛病或许警报发生时，毛病或许报警信息会在HMI上以列表方式显现。“C”状况代表毛病或许报警信息已被激活，“D”状况代表毛病或许报警已被撤销，“A”状况代表毛病或许报警信息已被承认。咱们能够经过报警信息画面查看当时的报警信息，排查毛病。
此体系最要害的技能便是升降机的同步，当升降机不同步、发生高度差或当升降机水平需求从头调整时，可进入升降机水平调整画面操作，首要需求将升降机的安全销翻开，依照“手动方式→进入修理方式→脱离同步→调整开端”，3台升降机将主动调整到均匀高度值处，水平调整好后指示绿灯亮起，表明调整完结，然后依照“脱离修理方式→升降机1、2、3使能开→进入同步→主动方式→升降机全主动”，可康复同步。调整完结后，需求把升降机手动升降至2200mm或零点方位。
升降时机因为长时刻运用或气候改变等原因会呈现机械部件的弹性变形，然后引起升降机零点失效。这时可经过HMI升降机零点检测画面操作康复，首要将升降机手动同步降到零点方位，挑选主动差错检测或许手动差错检测，3台升降机零点检测完结后，会显现出差错值。读取后的数值，与现有的数据进行比较；若需求调整时，将主动在下方指示出哪台升降机需求调整及需求调整的方向，如“升降机2原方位需求上升调整”指示灯为绿色时，代表升降机2需求进行调整。操作“零点坐标批改”完结批改后：操作“回新零点方位”按钮，升降机将主动回归到新的零点坐标。
体系长处和效益
此伺服同步操控体系满意了规划产能要求，升降电气操控体系到达了同步精度出产要求，取得了合格的焊接质量；柔性化出产，能快速完结主夹具的切换，缩短时刻，提高了设备的运用率；缩短了新车型试出产周期；缩短了体系设备周期，确保了项目进展；体系构架简略明晰，模块化规划，使用技能简略易学，友爱的操作界面操作便利，易于修理和操作人员学习把握；变频器在正常运用进程中无需常常保护，在设备检修时能够查看设备变频器的开关柜防护状况，确保变频器的散热条件和电源线及变频器和电动机之间电缆绝缘状况正常，查看通讯线操控线及编码器线衔接牢靠，屏蔽正常。
结语
经过近几个月的出产，GP50伺服同步操控体系运转安稳、安全牢靠、毛病率低且便利保护，得到了广泛必定。一起此伺服操控体系精度高、高速性能好、适应性强、发热和噪声低而且电动机加减速的动态呼应时刻短，关于节拍要求高、精度差错小且负载大的出产线十分有用，值得推行。因为这是我公司初次运用精度要求这么高的操控体系，咱们对它的规划原理、使用规模、有用性和安全性等把握了解还需求深化，许多方面有待进一步讨论研讨，使此操控体系能更好地服务于轿车出产线。(end)
