一．概述
隨著科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)力的不斷提高，運(yùn)動(dòng)控制正朝著高精度、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。步進(jìn)科技在原有Kinco ED100、ED200系列2相伺服系統(tǒng)基礎(chǔ)上，最近新推出了ED400和ED600 的2個(gè)系列3相伺服系統(tǒng)， ED400支持AC220V電源輸入，ED600支持AC380V輸入，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速3000rpm，目前提供3Kw以內(nèi)功率，更大功率的型號(hào)將陸續(xù)推出。 ED400和ED600繼承了ED系列智能化控制特點(diǎn)，支持CANopen、Profibus-DP、RS485和RS232通迅。本文就ED400伺服系統(tǒng)在海綿圓切機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)講解。
二．海綿圓切機(jī)的工作原理
海綿為一種柔軟有彈性的環(huán)保物品，廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活。海綿圓切機(jī)主要是把圓柱狀海綿連續(xù)切成自動(dòng)卷繞的薄帶狀，切削時(shí)運(yùn)用阿基米德螺旋線的原理，將柱狀海綿切成連續(xù)的片材，并自動(dòng)完成收卷。成品可直接使用，也可通過(guò)粘合機(jī)粘合后使用，可廣泛應(yīng)用于服裝、鞋材、裝飾、地墊、床墊、沙發(fā)等多種行業(yè)。如圖（1））所示，海綿圓切機(jī)的工作原理如下：
圖（1）機(jī)器規(guī)格參數(shù)
動(dòng)作順序：
1．工作時(shí)，先點(diǎn)動(dòng)操作伺服電機(jī)D通過(guò)絲桿帶動(dòng)筒狀海綿E升降，將筒狀海綿E的高度調(diào)整為下部與摩擦傳動(dòng)輥筒J接觸；
2．啟動(dòng)帶刀輪電機(jī)，旋轉(zhuǎn)的帶刀輪C帶動(dòng)帶刀F作高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；
3．啟動(dòng)變頻電機(jī)I帶動(dòng)摩擦傳動(dòng)輥筒J旋轉(zhuǎn), 由于這時(shí)摩擦傳動(dòng)輥筒J與筒狀海綿E已經(jīng)接觸, 摩擦傳動(dòng)輥筒J通過(guò)摩擦力帶動(dòng)筒狀海綿E以同步速度旋轉(zhuǎn)；
4．設(shè)輥筒升降減速機(jī)減速比為5：1，絲桿導(dǎo)程為5毫米，則伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈輥筒升降1毫米；筒狀海綿輥筒的轉(zhuǎn)速由安裝在輥筒軸端上的一個(gè)編碼器B采集，分辨率為2500 P/R，以5V差分脈沖信號(hào)反饋到輥筒升降伺服驅(qū)動(dòng)器，由驅(qū)動(dòng)器對(duì)采集到的編碼器信號(hào)進(jìn)行4倍頻，分辨率提高到10000inc/rev，Kinco 3相伺服電機(jī)標(biāo)配的編碼器分辨率為10000inc/rev。在電子齒輪比為1：1的情況下，海綿輥筒每轉(zhuǎn)一圈，輥筒升降伺服轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，即輥筒升降幅度為1毫米。那么隨著海綿輥筒的運(yùn)轉(zhuǎn)和同步下降，海綿輥筒上的海綿就像鉛筆在鉛筆刀中轉(zhuǎn)動(dòng)一樣被切成一層層1毫米厚連續(xù)不斷的薄帶狀。
5．如修改電子齒輪比，輥筒下降同步跟隨幅度也將改變，即可切出不同厚度的海綿。如設(shè)為電子齒輪比6.5：1，則可切出厚度為6.5毫米海綿。
三．系統(tǒng)配置:
如下圖所示， S7-224XP的PORT0口、PORT1口分別與ED400-AA和eView MT506L，均采用RS485通訊方式：
可以看出，這是一個(gè)典型的通過(guò)通訊動(dòng)態(tài)修改伺服電子齒輪比的主從跟隨應(yīng)用。下面是S7-224XP和ED400、eView MT500的接線說(shuō)明：
ED400 X5 S7-200 S7-200 eView MT506L
[RS485接口] [Port0] [Port1] [PLC RS485]
7、8(RX-) ------------- 8(D-) 8(D-) ------------ 1(RX-)
2、3(RX+) ------------ 3(D+ ) 3(D+ ) ------------ 2(RX+)
5(GND) ------------- 5(GND) 5(GND) ------------ 5(GND)
四．通訊參數(shù)設(shè)置
1．ED400驅(qū)動(dòng)器默認(rèn)的通訊設(shè)置為：波特率（默認(rèn)值）= 9600bps；數(shù)據(jù)位 = 8；停止位 = 1；無(wú)奇偶校驗(yàn)。由于采用的是RS485通訊，波特率最大可以設(shè)置為38.4Kbps。具體的數(shù)據(jù)協(xié)議可以參考“Kinco伺服使用手冊(cè)”(可以從www.kinco.cn下載)的通訊篇，在此不做詳細(xì)描述。
2．S7-224XP PORT0參數(shù)設(shè)置：使用自由口通訊協(xié)議，開機(jī)時(shí)初始化SMB30=09(自由口方式)；S7-224XP 發(fā)送和接收Buffer長(zhǎng)度最長(zhǎng)設(shè)定為256Byte，設(shè)置VB1280～VB1290為發(fā)送緩沖區(qū)，設(shè)置VB1250～VB1259為接收緩沖區(qū)。
五．系統(tǒng)編程介紹
1．在觸摸屏設(shè)定海綿厚度,經(jīng)PLC運(yùn)算后將結(jié)果經(jīng)S7-224XP的Port0口通訊設(shè)置ED400內(nèi)部地址250903，該地址為ED400電子齒輪比分子。
2．PLC每200ms讀取一次驅(qū)動(dòng)器內(nèi)地址260002（報(bào)警代碼）的當(dāng)前值，如有報(bào)警則在觸摸屏顯示伺服電機(jī)報(bào)警原因；故障發(fā)生后通過(guò)觸摸屏上設(shè)置的1個(gè)地址對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行故障復(fù)位。
3．手動(dòng)模式時(shí)，按上升或下降按鈕，經(jīng)S7-224XP的Port0口向ED400設(shè)置211800 = 13H或14H，伺服電機(jī)以設(shè)定的速度上升或下降，手移開按鈕時(shí)設(shè)置211800 = 15H，設(shè)速度模式下Target speed = 0，電機(jī)停轉(zhuǎn)。
4．自動(dòng)模式時(shí)，設(shè)置211800 = 12H，驅(qū)動(dòng)器設(shè)置為主從跟隨模式，電子齒輪比分母設(shè)定為1000。這時(shí)伺服電機(jī)與外部編碼器同步轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)跟隨切割開始，同步速比由電子齒輪分子即海綿厚度值決定。
5．在“自動(dòng)狀態(tài)”按下屏上的“伺服脫開”按鈕，調(diào)用21180008 = 11H，驅(qū)動(dòng)器不再處于主從狀態(tài)，海綿暫停切割。按下“伺服鎖緊”按鈕，調(diào)用21180008 = 12H，系統(tǒng)恢復(fù)為主從跟隨模式。
6．按下“參數(shù)保存”按鈕，經(jīng)S7-224XP的Port0口通訊設(shè)置ED400地址10100110 = 65766173H，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)所有可掉電保存的參數(shù)當(dāng)前值被保存。
六．結(jié)束語(yǔ)
步進(jìn)科技自主研發(fā)的3相伺服系統(tǒng)的推出，使該系列的3相電機(jī)矩頻曲線較原有ED100和ED200配套的2相電機(jī)有了大幅提高，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速提高到3000rpm或更高，而且扭據(jù)幾乎沒(méi)有損失，電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高、220VAC直接輸入、智能控制和總線通訊，使得kinco伺服能夠應(yīng)用于更多的行業(yè)和設(shè)備。
