一、引言
在成型材料制造流水線的末端， 要求有整料和收集系統， 根據市場的需求， 以往的卷料在材料外觀、產品損耗和生產效率上已不能滿足。因此客戶要求對制造出來的材料直接進行定長切斷和整料，滿足市場的需求，在此背景下，設備制造生產商推出高性能追剪機。
二、系統工藝簡介
1、系統結構
機械系統由主機臺、追剪工作臺、驅動電機及傳動機構組成；電氣系統由上位控制機（臺達可編程控制器） 、人機界面、驅動電機控制器、測長、測速檢測開關以及外圍控制開關組成，如下圖。
人機界面設定剪切長度 L1；測長編碼器反饋進料長度 L；測速編碼器反饋進料速度 V 輸入信號 9 個：一使能信號，兩工作臺運行限位，一工作臺零點標志，夾緊及松開到位信號標志各一個，切盤切斷及收回到位信號各一個，手動切斷一個； 輸出信號 4個：切盤電機運行，夾緊松開電磁閥，切盤切動作電磁閥，料架自動整料信號；
2、工藝流程
上電給使能以后,切斷電機運行，工作臺返回工作原點。控制器檢查定長編碼器的反饋頻率來設定驅動電機的同步速度且開始同步運行。材料切斷長度由人機界面寫入，驅動電機在同步完成時候同時完成材料的切斷定長，當速度和長度到達給定時夾緊電磁閥動作并夾緊材料，夾緊到位以后,切斷盤靠近加工材料并切斷，切斷信號到位,切斷盤收回，收回信號到位,夾緊電磁閥動作，松開工件并開始返回工作零點，料架電磁閥動作，將切斷材料翻入裝料箱，繼續進行下次切斷工作。
3、技術參數
一次循環動作要求在 3S內完成，切斷誤差在 3mm內，送料速度最大 120m/Min。
4、上位機控制流程
根據工藝流程及要求，編制上位機控制程序流程如下：
5、BWS伺服控制器控制流程
根據工藝流程及要求，定義伺服控制器端口及編制控制程序流程如下
;*********I/O端子定義*********
;C4D0 ON 伺服使能(SERVO ENABLE)
; O F F 電機停止到自由狀態(SERVO DISABLE)
;C4D1 ON 零伺服
; O F F 自由狀態
;C4D2 ON 伺服回零
; O F F
;C4D5 ON 同步控制選擇(不需要其它的運轉信號)
; O F F 速度控制
;C0D0 ON 同步完成
;C0D1 ON 回零到位
;
;*********系統參數************
;NO.0 $FE50 脈沖量輸入方式 0 :單列脈沖 1:A,B相脈沖 0
;NO.1 $FE52 脈沖量增益 * a 1 0 0 0
;NO.2 $FE54 脈沖量增益 / b 1 0 0 0
;NO.3 $FE56 同步控制方式 3
; 1 速度跟隨 3 位置跟隨(不補償滯后脈沖) 4 位置跟隨(補償滯后脈沖) 5 位置同步
;NO.4 $FE58 脈沖存儲方式 1
; 0 每次脈沖走完自動清零 其他 不自動清零
;NO.5 $FE5A 跟隨最大頻率 2 0 0 0
;NO.6 $FE5C PSG 同步模式下反應靈敏度 1 0 0
;NO.7 $FE5E 零速頻率誤差 零速輸出靈敏度 1
;NO.8 $FE60 回零速度設定 回零頻率 2 0 0
;NO.9 $FE62 回零方向 0 正向 其他 反向 0
;NO.10 $FE64 準停脈沖 準停點修正 0
;NO.11 $FE66 回零 P S G 1 0 0
;
;**********程序開始***********
O R G 0
CALL $460
DPOKE $FE38 0
;
G00 JSR D00
C 0 = 0
G01 JEQ G00 C4 AND 1
JNE L00 C4 AND 4
JNE G03 C4 AND 32
JNE G02 C4 AND 2
JSR D00
J M P G 5 0
G02 JSR Q00
G50 JMP G01
G03 JSR Q00
DPEEK B6 $FE50
JEQ H10 B6
D P O K E $ E F 8 C $ 8 ; A , B 相脈沖
J M P H 1 5
H10 DPOKE $EF8C $8008 ;單脈沖
H15 DPEEK $EF7C $FE52 ;電子齒輪比 *a
DPEEK $EF7E $FE54 ;電子齒輪比 /b
H 2 0 H Z P = 0 ;先停下來
P S G = 0
J N E H 2 0 H Z S
DPEEK B6 $FE56 ;同步方式 3跟隨 5 同步
H21 JEQ H25 B6-1
JEQ H30 B6-3
JEQ H35 B6-4
JEQ H40 B6-5
J M P G 0 1
H25 POKE $FF04 1
J M P H 4 5
H30 POKE $FF04 3
J M P H 4 5
H35 POKE $FF04 4
J M P H 4 5
H40 POKE $FF04 5
H45 DPEEK MAXHZ $FE5A
H 5 0 P L S = 0 ;初始化位置
P L S 2 = 0
H55 JEQ G00 C4 AND 1
JEQ G00 C4 AND 32
J S R X 0 0
H60 DPEEK PSG $FE5C
J M P H 5 5
;********伺服回零***********
L00 JSR Q00
P S G = 0
H Z P = 0
DPEEK A0 $FE60
DPEEK A1 $FE62
JEQ G00 C4 AND 1
JNE L01 A1
A 2 = A 0
J M P L 0 2
L01 A2=-A0
L02 JNE L00 HZS
L05 HZP=A2
P L S I = 0
L10 POKE $FF00 1
L15 PEEK B6 $FF00
JEQ G00 C4 AND 1
JNE L15 B6
L20 HZP=0
P S G = 0
JNE L20 HZS
L25 DPEEK POS $FE64
DPEEK PSG $FE66
L30 JEQ G00 C4 AND 1
JNE L30 PSG
L35 C0=C0 OR 2
JEQ G00 C4 AND 1
JEQ G00 C4 AND 4
J M P L 3 5
;********電機上電***********
Q00 JNE Q10 SEVCC
SEVCC=1
T I C 1 = 1 0
Q05 JNE Q05 TIC1
Q10 RTS
;*********電機下電**********
D00 POKE $FF04 0
JEQ D08 SEVCC
D01 HZP=0
P S G = 0
JNE D01 HZS
D10 JNE D08 C4 AND 2
SEVCC=0
T I C 1 = 1 0
D02 JNE D02 TIC1
D08 RTS
;*********脈沖清零************
X00 DPEEK B6 $EF3A
JNE X05 B6
DPEEK B6 $FE5E
B7=HZS*100
JMI X10 B7-B6
X05 C0=0
R T S
X10 DPEEK B6 $FE58
JNE X20 B6
P S G = 0
P L S = 0
P L S 2 = 0
X20 C0=C0 OR 1
R T S
E N D
三、系統問題及解決方法
1、頻繁快速加減速啟動問題
由上述工藝結構、流程和技術參數了解到，高速飛剪機要求頻繁快速加減速啟動，因此BWS驅動電機的加減速時間很短，通常從靜止加速到 500rpm的時間在 10 毫秒內，減速亦然，并要求速度反向靈敏；而工作臺又有相當的質量，負載慣性大，交流變頻調速驅動電機因其啟動力矩和低速力矩不夠，高速加減速時間長，低頻力矩輸出低，達不到設計要求。廣州博瑋伺服科技BWS異步伺服控制器在額定轉速頻率范圍內具有恒轉矩（200%額定）輸出的特性，且加減速度范圍在 0.05~3000Hz/S，換算后可達到靜止加速到 500rpm的時間為 8 毫秒內，采用該伺服驅動后上述問題得到解決。
2、高速運行同步精度問題
系統運行中，當測長編碼器測出長度并與設定長度比較運算后給出同步信號時，要求BWS驅動電機驅動工作臺速度同步于材料送料速度，并且在材料切斷過程中也要保持同步，而送料速度由上游成型機決定，飛剪機處于被動隨動，因此在反應速度和同步精度上對BWS驅動電機要求定位準確，快速。而一般變頻調速電機必須配備高性能同步卡才能做到，該同步卡價格昂貴，性價比差；而BWS伺服控制器具有雙 PG輸入功能，并可編程在控制器內部實現同步功能，且同步、跟隨精度為±1個編碼器脈沖數，選用 2048P編碼器，根據機械尺寸換算后可達到±0.03mm 的精度，采用該伺服驅動后達到了要求。
3、工作臺運行中震動問題
工作臺在頻繁啟動和高速加減速過程中容易產生震動，從而影響到機器上采集信號的穩定性，特別是測長和測速編碼器的脈沖穩定性，一般變頻調速采取設定加減速時間和 S曲線方法解決；而BWS伺服控制器除具有上述曲線功能外，還具有定位時減速過程的慣性修正點設定、定位結束前爬行的剩余脈沖數設定的功能，通過設定可以明顯解決震動問題。
四、結論
經過現場安裝和調試，采用廣州博瑋伺服科技BWS伺服控制器與伺服電機作為驅動源驅動工作臺運行，送料速度達到 120米/分鐘，剪切精度±2mm，單循環動作時間 3秒內，達到設備的設計要求。并通過對伺服參數的調整，使得機臺運行平穩，震動小，獲得用戶好評。