中达电通CNC-H4/B 和台达ASDA伺服在折弯机上的应用

荣获“2005年度工控及自动化领域优秀案例”有奖评选 　三等奖
	写作心得：
	专家点评：
	该论文从数控折弯机的功能要求出发，通过实际应用实例，详细地介绍了数控折弯机数控系统的硬件组成——CNC-H4/B数控系统 1套 、750WAC交流伺服驱动器及伺服电机 2套、编码器 1只，并详细地介绍了系统的各种操作界面、I/O规划及接线，以及在实际使用中的故障排除。论文论述清楚、各种操作界面介绍翔实。台达伺服驱动与CNC折床专用控制器的结合，为客户提供了低成本和全功能的控制方案。

本文通过应用实例，具体介绍了数控折弯机伺服系统的功能需求、系统操作界面规划、I/O规划和接线以及故障排除的方法。

[折弯机外观及功能需求]

图1-1 折弯机外观
折弯机 具有寻原点、点动模式、单次模式、连续模式、后挡料定长、编程模式、参数设定、自动辅退等多项功能。
系统硬体组成 : CNC-H4/B数控系统 1套 ,750WAC交流伺服驱动器及伺服电机 2套编码器 1只.
[系统操作界面规划]
开机画面及操作画面

图2-2 开机画面
系统在上电后，显示开机画面，三秒后进入操作画面。操作画面主要分为以下几个功能区块（如图2-3）：
标题条：显示控制系统名称；
当前模式：显示系统当前处于那种模式；

图2-3 操作画面功能区
数据显示及设定区：显示系统数据，光标所在位置的数据可通过数字键盘区进行修改。
光标所在位置可通过光标键进行移动。
状态信息显示区：用于显示挡料极限、伺服Servo ON状态、滑块电机上下点动状态、油泵的开关状态等信息。
输入及报警信息显示区：显示当前数字按键的信息，当完成数字信息的键入后，按INPUT键，系统会将此区内的数字搬移到光标所在位置，并在系统下次调用该数据时生效。当系统出现报警信息时，也将在此区域内显示。可按Reset键消除报警信息。
程序状态显示：用于显示系统是否处于运行状态。
功能键提示区：用于显示当前状态下个功能键的功能，反白显示表示处于该种状态。
点动模式

图2-3 点动模式画面
系统的默认画面为点动模式画面，当系统处于单次模式连续模式以外的任何画面，按Reset键后，系统均放回到此画面。当系统在程序执行过程中发生过行程等报警情况时也会返回次画面。
寻原点动作：点击原点下面的功能键，后挡料向后找寻原点（参看图2-5），遇机械原点开关后停止，此为机械原点，原点之功能键提示反白原点 ，表示回原点完毕，在此之前任何操作将视为无效。因此，每次开机后，必须运行回原点之动作，方能确保后挡料定位准确。
油泵开关：点击油泵下面的功能键，可实现油泵电机的起停，油泵 表示油泵已经启动，状态信息显示区也将有相应显示。此电机为液压部分提供动力。
单次、设定功能键：用于模式画面切换，只有在已完成回原点动作，并且后挡料处于静止状态时，方起作用，可切换到相应的模式画面。
此模式下可通过脚踏开关（上下各一个）完成滑块的上下点动。点动X\Y键可实现对后挡料的点动控制，相应的后挡料位置会实时的现实在LCD屏幕上。在滑块处于原位时，点动U/I键可实现挡块的上下调节（见图2-4）。

图2-4 折弯机正面示意图

图2-5 折弯机侧视简图
单次模式/连续模式
此画面为系统的工作画面，在点动模式下回原点并确认油泵已经打开后即可切换到此画面。系统默认的为单次定长模式，此模式在停止状态下仍可以点动后挡料，点动滑块电机，操作方法同点动模式。
在定长模式下应设定定长位置，注意：请勿将定长位置设为零或负值。踩脚踏开关下，程序运行，后挡料开始移动到设定位置，然后滑块开始做折弯动作，在滑块运动到下位Sensor之前，滑块以快速下降，到达下位Sensor后转为慢速。此时，上压时间和辅退时间开始计时。到达辅退时间时，后挡料开始进行辅退，辅退距离可通过参数设定画面设定。当上压时间计时完毕后，系统由上压转为卸荷，此时卸荷时间开始计时，完成卸荷动作后，系统会自动将上模抬起，此时可以松开叫踏开关。滑块运动到最高点后，后挡料开始重新定位，并开始计算上停时间，等到上停时间计时完毕后，滑块才可以向下运动，继续进行折弯工作。
在整个过程中，系统均处于运行状态，此时切换画面和编程的功能键无效，后挡料的点动按键也无效。系统可通过踩脚踏开关上或点Reset复位键将程序停止。

图2-6 单次模式画面
在执行单次模式的情况下，在调整好各个参数之后，可通过按连续功能键来进入连续模式（见图2-7），不过，一定要同时踩着脚踏开关才能生效，此时系统将不停的重复整个折弯过程（后挡料定位→滑块快下→慢下→辅退→上压→卸荷→回原位→上停→后挡料定位→……），而不需踩脚踏开关。同样，可通过踩脚踏开关上或按Reset复位键来实现城市的停止。

图2-7 连续模式画面
在单次或连续模式下，任何状态下都可以重新设定上停时间、上压时间、辅退时间、卸荷时间、定长位置等参数，并在系统执行到下次读取该参数的时候生效。
编程
系统默认的是定长模式，要进入编程模式请先进入单次模式，在确保系统处于停止状态下可通过按编程功能键的方式来切换到图2-8的画面。
首先要设置折弯次数，然后通过光标键将光标移动到每一折后挡料位置的地方进行设定。同样需要注意，设定的位置值不能为零或为负数，以免发生错误的动作。在设定全部数据后。按返回功能键，返回到单次画面。此时变成功能键提示信息呈现为反白状态，表明已经处于变成模式，此时可通过踩脚踏开关下来运行程序，执行过程及操作同定长模式，同样有单次模式和连续模式。整个执行过程如下：后挡料定位到第一折位置→滑块快下→慢下→辅退→上压→卸荷→回原位→上停→后挡料定位到下一折的位置→……。当执行完所设的折弯次数后，后挡料重新定位到第一折的位置，继续折弯。折弯次数最多可设定为100折，可通过Page Up/Page Down按键进行翻页。

图2-8 编程画面
参数设定
在点动画面或单次画面下，在确认系统处于停止状态时，可通过按设定功能键切换到参数设定画面，再次画面下可设定折弯机系统的一些参数，如：上停时间、上压时间、辅退时间、卸荷时间、辅退距离、挡料速度等参数。
以上个参数如果设定为零，则表示取消该动作或功能。如：上停时间设定为零则表示无上停等待时间；辅退距离设定为零，表示不要辅退功能。
但需要注意的事，挡料的速度不能设定为零，否则当系统运行的时候，后挡料不能运行。遇到后挡料不动的问题时，首先要检查挡料速度是否不为零。
在参数设定完成后，可通过按点动或单次功能按键，切换到相应的模式画面，进行操作。

图2-9 参数设定画面

[I/O规划及接线]
一、I/O规划
表4-1 I/O表

表5-3 液压电磁阀动作表


系统通过控制5个液压电磁阀来完成滑块的各种动作（Output0-4）,具体动作与I/O对照表如表5-3。
[故障排除]

一、极限报警处理
当后挡料运动碰到正负极限的时候，系统会将Servo ON断掉，从而使后挡料伺服电机不能继续运转，从而起到行程保护的作用，当遇到极限报警的时候，相应的状态信息显示区中的挡料极限报警会亮起来，从而可以判断是正极限还是负极限报警，此时，Servo ON的信号指示为Off。
消除报警的步骤如下，按Reset键进行复位，消除报警信息，按住电源启动按钮，此时Servo ON的信号会亮起，可通过点动X/Y键将后挡料从极限开关的位置移开，为防止操作失误，系统已经根据正负极限的报警锁住了同方向的点动按键。
在正负极限的状态显示都为Off的时候可以松开电源启动按钮，处理完