FQM的凸轮控制结合飞剪

精品文档---下载后可任意编辑 第一章． 凸轮的概念---------------------------------------------------------------------1 第二章． 电子凸轮和机械凸轮的区别----------------------------------------------2 第三章． 电子凸轮的应用场合及应用步骤---------------------------------------2~4 第四章． FQM1的电子凸轮功能 ---------------------------------------------------4~5 第五章． FQM1的电子凸轮功能实现----------------------------------------------5~9 第六章． FQM1电子凸轮实例—飞剪----------------------------------------------10~19 第一章． 凸轮的概念 1. 机械凸轮 所谓机械凸轮是把旋转运动转变为直线运行的一个手段。运动过程中会产生一个循环中的动作曲线（变位图）。机械凸轮根据能对应这个变位图的形状制作出凸轮、在之上设置从轴（驱动机构）、可以通过驱动凸轮运转从而得到所需的直线运动。 从轴 主轴—机械结构 从轴—主轴旋转中把圆周运动转化为直线运动 2. 电子凸轮 电子凸轮是将变位图数据（主轴数据）本身作为位置模式放到运动控制器的内部，通过推移位相，将每时每刻的位置由伺服输出实现平滑的控制。 主轴：相位、脉冲 从轴：脉冲、位置命令 第二章． 电子凸轮和机械凸轮的区别 1） 机械凸轮是实际存在的机械结构，需要根据实际的应用设计机械，电子凸轮无需实际的机械结构，只要有变位图的数据存储至控制器即可； 2） 当对机械凸轮的动作曲线进行更改时需要重新加工凸轮机构，费时费劲，即机械凸轮的适应性差，而对于电子凸轮只要在控制器中更改变位图数据即可，使用起来相当灵活； 3） 机械凸轮由于是机械联结的，所以长时间运行会出现磨损而导致精度降低，而电子凸轮由于主从轴之间无实际联结所以不存在这样的问题。 4） 除上述比较外，机械凸轮还存在以下的一些缺点：复杂程度高，运行过程噪声大，机械性能的可量测性较差，无法预判机器性能，而与之相反的是电子凸轮使用灵活，运行稳定，无需常常维护，且性能可保证。 根据上述比较，无论从设计、调试、维护哪方面出发，电子凸轮都有着机械凸轮无可比拟的优越性。所以电子凸轮的应用越来越广泛。 第三章． 电子凸轮的应用场合及应用步骤 1. 电子凸轮的应用场合 在实现复杂的运动控制，特别是非线性运动时，数学建模比较复杂，往往无法直接找出主从轴之间的关系，此时电子凸轮就是很好的选择。 2. 应用步骤 （1） 猎取主轴位置； 猎取主轴位置有多种方法：一是采纳虚拟轴，计算简单准确；二是从主轴编码器猎取，将主轴编码器信号进行处理；三是从测量编码器猎取。获得编码器信号之后，还要将其换算成主轴位置。 （2） 实现主从轴啮合 实际上是猎取主从轴之间的关系（称之为凸轮表）。凸轮表有两种方法表述：一是采纳X、Y的点对点关系；二是采纳两者的函数关系。凸轮表的猎取也有多种途径：一是采纳厂商提供的软件；二是函数关系计算。凸轮表在运行中的实现根据表述方法的不同也有两种方式：一是根据X、Y的点对点关系查表得到；二是根据两者的函数关系进行计算（特别需要提到的是，有些函数关系可能会根据不同情况而得到不同的函数，也就是函数并不确定。 （3） 根据从轴位置控制当前轴 从轴位置输出也有两种方式。第一种方式为脉冲输出方式，这种方式可能的缺点是丢失脉冲，以及响应的实时性能不足；第二种是采纳总线（通讯）的方式实现，这种方式只要通讯不被干扰、中断，其精确同步的能力更为突出。OMRON的FQM1的电子凸轮功能属于前者，因其出色的快速处理能力，同步刷新总线，以及线驱动输出方式，其出色的控制性能在实际应用中得到了验证。 第四章． FQM1的电子凸轮功能 1. 概述 FQM1是目前欧姆龙运算速度最快的运动控制型PLC，其特别的性能使其可以胜任很多高速的运动控制应用。以往的产品中，带有电子凸轮功能的只有专门的运动控制模块，而这样的模块在系统中只能是PLC的一个特别模块，所以凸轮程序的响应性很大程度上还是取决于PLC的扫描周期。而FQM1的同步总线功能使每个模块能同步的处理自身的程序，节约了处理时间，提高了系统的响应性。 2. 性能 FQM1中共有三个类型的模块：协调模块(CM***模块)，脉冲型模块(MMP**)，模拟量型模块(MMA**),其中带有电子凸轮功能的是MMP**模块。每个以MMP模块有2路脉冲输入和两路脉冲输出，其中脉冲输入可以作为电子凸轮的主轴数据采集，脉冲输出作为从轴的位置数据输出，另外还带有1路虚轴功能，也可以作为电子凸轮的主轴（虚轴作为主轴可以提供无偏差的数据，缺点是无法连续输出）。FQM1中凸轮表最多可以定义7000个点，每条凸轮表定义指令（APR指令）最多可以定义256个点。凸轮输出的周期最短可达0.1ms。 3. 实现 FQM1编程不需要专门的工具，只需CX-Programmer即可，通过指令的方式编辑凸轮表和实现凸轮输出：根据实际应用确定凸轮数据的个数，由APR指令定义原始的凸轮表，由PULS指令实现电子凸轮输出。 第五章． FQM1的电子凸轮功能实现 由第三章可知，实现电子凸轮需要有以下三个步骤：（1）猎取主轴位置；（2）实现主从轴啮合；（3）根据从轴位置控制当前轴。 1. 猎取主轴位置 猎取当前轴的位置，在FQM1中是通过最高频率可达2Mpps的高速计数采集端口实现的。无需编程，只要设定高速计数采集的方式，并在凸轮指令中把高速计数对应端口设定为主轴即可。 （1）设定脉冲采集方式 （2）在程序中把电子凸轮的主轴设定为高速计数当前位置。 APR指令的解释如下： 指令实现的功能是定义任意关系的X,Y的线性插补的数据，其中T为凸轮表的首字，S为源数据，R为结果字，高速计数的当前值可以作为源数据直接使用，取决于T的设定： 基于以上对于凸轮表首字的解释可以看出，当T设定为#1C05（0001 1100 0000 0101）时，表示凸轮表中一共描了5个点，主轴的数据采纳的是高速计数当前值，比如使用的是第一路高速计数，那么S就可以设定为A860，当高速计数的值发生变化时，D中的值就会根据凸轮表的数据发生变化。其中Xx为高速计数1当当前值。 Yx Xx 任意时刻从轴的位置 2. 实现主从轴啮合 主从轴的啮合是通过数据表设定，需要设定凸轮表的数据个数以及凸轮数据。 3. 根据从轴位置控制当前轴 运用电子凸轮输出指令PULS实现从轴的位置输出。 PULS指令的解释如下： FQM1中的PULS指令除了具有CJ1M/CP1H中的独立脉冲输出功能外，还可以实现电子凸轮输出，有以下功能：1）通过比较当前位置和目标位置自