第25講AM600的飛剪控制應用編程本講講解飛剪演示裝置的應用編程思想、程序編寫、調試方法，驗證動作效果

本講講解飛剪的應用編程1.由色標信號觸發的飛剪2.定長切割型的飛剪3.可現場修改剪切長度的編程飛剪演示裝置傳送帶軸飛剪軸色標傳感器IS620N伺服AM600IT6070E追剪動作要求設備電氣原理說明

傳送帶軸電機驅動同步皮帶旋轉，皮帶上有5個間距不等的黃色位置標記，每當黃色標記經過色標傳感器下方時，傳感器會產生一個脈沖信號，送給AM600控制器，便于飛剪啟動同步；

飛剪軸驅動由伺服驅動，追剪軸電機由具有掉電保持特性的絕對值編碼器作位置檢測；

設備配置與結構說明追剪裝置動作要求(1/2)AM600、IS620N上電完成自檢后，進入停機狀態，HMI上顯示自檢結果，如有異常，在HMI上顯示故障原因;當按下HMI界面上的“開始演示”按鈕，傳送帶開始逆時針旋轉，當色標傳感器檢測到傳送帶上一個有效的色標信號后，飛剪軸即開始對該色標進行同步跟蹤；飛剪軸為順時針運動，要求飛剪軸上的指針與傳送帶上的被跟蹤點在垂直方向保存同步運動，直到離開同步區間后，飛剪軸處于等待位置，等待下一次同步；典型的飛剪凸輪曲線追剪裝置動作要求(2/2)傳送帶旋轉線速度每分鐘有5m、10m、20m、30m,每5秒鐘改變一次速度，依次循環，在不同速度下均能保持追蹤同步效果運行中，按下HMI界面上的“停止演示”，演示運行停止；要求HMI有設置2個軸的動作位置調試設置畫面，保證按要求準確跟蹤控制要點分析1——傳送帶軸需要確定的條件：剪切位置與色標傳感器的距離；定性分析：剪切位置與色標傳感器的距離，按傳送帶軸的運動位置來計算；控制要點分析2——飛剪軸需要確定的參數，以便分析實現所需運動指標的可行性：飛剪軸的剪切位置；飛剪軸的暫停的等待位置；定性分析：飛剪軸的剪切位置可以定位為飛剪軸的中間關鍵點；控制要點分析3——色標與剪切點色標傳感器信號：用于測量色標與同步運動起始點的距離；可以消除工件長度的不均勻性；使用考慮：

將色標信號（OC型電平信號）接入AM600的HSIO端口，（如I0.0端口），在控制程序POU中，將該端口設置為外部中斷信號輸入，上升沿有效；控制要點分析4——方便調試設計調試中可能需要調整的參數：飛剪點坐標、色標剪切點距離，要能通過HMI手動調試，按鈕確認后，自動設定；飛剪軸的原點坐標自動保存，無需每次上電歸零操作；故障信息在HMI顯示，復位告警；編程考慮1——傳送帶的運動控制與位置檢測因傳送帶為同步皮帶，由伺服驅動，根據該伺服編碼器的讀數，可以確定傳送帶的位置；在傳送帶伺服的EtherCAT通訊PDO配置中，要有探針功能數據，便于及時得知檢測到色標信號時主軸位置；AM600用MC_MoveVelocity指令控制傳送帶驅動伺服的運行，只需定時修改速度指令，實現掃頻方式運行；根據HMI的指令進行來啟動運行或停止傳送帶伺服；編程時要有軸狀態狀態的檢查監視處理；編程考慮2——飛剪軸的控制本裝置上飛剪伺服電機采用絕對值編碼器，單方向旋轉，應配置為“旋轉模式”；追剪軸與傳送帶軸之間采用凸輪控制，本軸為凸輪從軸；要求在剪切動作區間與傳送帶保持位置同步，速度同步；凸輪運動為非周期模式；通過凸輪曲線末端要回到原點；為保證飛剪軸剪切位置的準確，避免旋轉位置的累積誤差，凸輪同步從軸采用絕對位置模式；剪切位置變量、色標間距變量、凸輪表的關鍵點坐標等，聲明為全局、掉電保持型變量，便于HMI進行修改、數據長期保持；編程考慮3——凸輪曲線的考慮凸輪CAM設為非周期模式；凸輪曲線從軸位置范圍宜為【0~359】，終點坐標在359處，對應旋轉角度；凸輪曲線主軸置軸長度參照可能的色標最短距離（或稍小）來設計，以mm長度單位來計算。本例中，主軸長度為120；剪切同步區宜放在凸輪曲線的中段附近，利于飛剪軸的速度達到速度穩定跟隨狀態；凸輪曲線的關鍵點不宜太多，關鍵點坐標變量要聲明為全局Retain型變量，方便HMI進行追剪特性的調試修改。編程考慮4——色標信號的響應

色標信號接入HSIO端口，編程中將對應端口設為外部硬件中斷輸入，一旦檢測到色標信號的上升沿，引發中斷，在中斷子程序中，置中斷發生的標志INTi；

在EtherCAT中斷POU中，一旦檢測到INTi標志，處理：置下一個外部INTi標志，退出。編程考慮5——EtherCAT中斷處理首先，在EtherCAT中斷POU中，一旦檢測到由色標信號中斷置位的INTi全局標志，先作處理：將傳送帶軸編碼器讀數Pi放到緩沖單元，將（Pi+L）存放于凸輪進入點隊列；（其中L為傳送帶上色標探頭與凸輪進入點距離）置下一個凸輪觸發請求標志；清除標志INTi，便于判斷下一次的色標信號；色標信號的檢測登記，會有一定的延遲（表現為傳送帶色標位置讀數的滯后），傳送帶的運行速度越高，延遲的影響越明顯，誤差補償量宜與傳送帶速度相關編程考慮6——凸輪控制處理其次，在EtherCAT中斷POU中，按運行狀態如下劃分：ST0：上電自檢準備狀態：ST1：設備出錯告警狀態；ST2：停機狀態：ST3：手動調試狀態：ST4：自動運行狀態，傳送帶軸運行、追剪軸追剪軸凸輪同步狀態

在每個狀態，要分別作哪些處理，就容易分析編程了狀態劃分及轉移邏輯

上電后，AM600主模塊首先被喚醒，控制器系統自檢，稍后開始用戶程序的執行，在用戶程序開始掃描后，一些外設才陸續完成啟動，例如EtherCAT總線、伺服、遠程模塊等，因此我們需要逐項判斷處理：1）等待EtherCAT總線啟動完成，正常完成后使能主軸伺服與追剪伺服；2）若2個伺服都已完成使能，軸為stop狀態，則進入ST2停機狀態；3）若伺服報錯，發送清除告警命令；4）若持續20秒鐘，2個軸無法進入完成使能狀態，進入ST1報超時錯誤ST0：上電自檢準備狀態的編程

設備告警狀態，可能2個伺服、1個色標色標傳感器中，某1項出現問題，因此我們需要作善后處理：1）讓2個伺服都MC_Stop鎖定停機，避免無意中再次轉動，造成傷害；2）根據告警信息來源指示告警故障；（EtherCAT總線故障、伺服告警、色標信號檢測超時。。。）3）若有手動清除命令，清除故障（重啟EtherCAT總線、清除伺服告警、清除超時標志。。）4）若告警信號消失（如EtherCAT總線狀態正常，進入停機狀態）ST1：設備出錯告警狀態

在停機狀態，等待HMI的操作命令：1）若有手動操作命令，進入手動狀態ST3；2）若有自動運行命令，進入自動運行準備狀態ST43）傳送帶掃頻速度設為最低檔，切換計時指針復位，以便從低速開始演示；

ST2：停機狀態在手動狀態，根據HMI的操作命令，可以進行如下響應操作：1）若有手動的伺服點動MC_JOG命令，對軸作響應處理；2）若有追剪軸設0命令，將追剪軸位置設為0點（MC_SetPosition）；3）若有傳送帶軸設0命令，將傳送帶軸位置設為0點；4）若有設置光標-同步起始點距離，作修改；5）若有退出手動狀態命令，2個軸均已停止運動，退回到停機狀態ST2。

（若不在手動狀態，禁止上述響應操作。在HMI上作權限處理，若無權限，就無法進入ST3狀態，防止誤修改。）ST3：手動操作狀態

動作目標：傳送帶軸持續運動，等待凸輪同步進入點：1）傳送帶軸根據速度指令持續運行（MC_MoveVelocity）；2）當傳送帶軸軸位置到達事先計算好的同步切入位置Si，啟動追剪軸的凸輪同步運行（MC_CamIn）；當完成一個凸輪動作后，自動處于等待狀態，當下一個同步切入位置Si+1到達，再次觸發凸輪動作；依此循環；3）傳送帶掃頻速度切換計時指針刷新，實現每5分鐘5m、10m、20m、30m的循環切換；4）當檢測到STOP按鍵命令，停止并鎖定主軸伺服；

ST4：自動連續運行，追剪軸同步狀態監視設備的運行狀態：1）EtherCAT網絡的狀態，防止有網線斷開的情況；2）伺服從站的告警（過載、過壓。。）；3）不同狀態下兩個軸的狀態異常；4）色標信號丟失（傳送帶軸運行中，出現長期為0、或長期為1的情況）

ST0~ST4：故障檢測運行狀態的停機：1）檢測到停機命令，停止2個軸的運動（MC_Stop），轉移到停機狀態ST1；

生產設備中，若是緊急停機，就立即停機；若是正常停機，一般是凸輪同步完成后停止比較合理（等ST7狀態完成）。

ST3~ST4：停機命令的響應

通過色標點中斷信號，色標-切入點距離L，計算得到追剪軸的凸輪運行進入點Pi，以便在ST4狀態中，觸發MC_CamIn指令的執行：1）色標信號的上升沿，引發HSIO端口的外部中斷程序執行；在該中斷程序中，置全局變量gbSensor=1后即退出中斷；2）每次進入EtherCAT中斷檢查gbSensor標志，若為1，將當前傳送帶軸的位置加L保存到Pi隊列中，隨即清除gbSensor標志；----為了防止色標距離出發點的距離太遠，需要記住多個色標位置，可采用數據隊列保存這些色標位置；3）EtherCAT中斷的ST4狀態，將傳送帶軸的當前位置與Pi隊列中的最前端位置進行比，若符合允許范圍，即觸發MC_CamIn，將隊列擠出1個元素；---考慮到EtherCAT周期間隔影響，觸發的判斷要適當提前量，通過HMI調試確定；色標信號檢測與飛剪切入點Pi計算色標信號檢測與飛剪切入點Pi計算

一些飛剪追剪應用中，由于機械結構的原因，色標傳感器往往與剪裁點有一段距離，這段距離內會有多于1個工件的長度：色標信號緩存區的設計

對于這樣的結構，我們可以設計一個剪切目標點隊列，先進先出（FIFO），存放時放在緩沖區的隊尾；取數時則取隊頭，然后前移一位。存放例程：CASEBufDeepOF //--根據緩存指針，存放緩沖區尾部

0: TargetPointArry0:=Axis_CONVERY.fActPosition; 1: TargetPointArry1:=Axis_CONVERY.fActPosition; 2: TargetPointArry2:=Axis_CONVERY.fActPosition;END_CASE

每次進入EtherCAT中斷，都將傳送帶軸的當前位置，與目標緩沖區的目標位置進行比較，一旦位置超過目標點，即觸發一次凸輪：（其中0.1為允許提前量；SensorCut_Length為傳感器與剪切點的距離）IFBufDeep>0THEN//比較緩存數據個數不為0，tmp1:=Axis_CONVERY.fActPosition-(TargetPointArry0+SensorCut_Length);IFtmp1>-0.1THEN //傳送帶走過了1個工件長度的距離CamIn_trig:=1; //觸發凸輪1次，在MC_CamIn中用到這個標志TargetPointArry0:=TargetPointArry1; //將緩存數據前移1位，即退棧TargetPointArry1:=TargetPointArry2;BufDeep:=BufDeep-1; //緩存棧指針前移1位END_IFEND_IF凸輪運行觸發的設計1）編程步驟、程序結構編程要點2）伺服軸參數要點3）調試步驟、調試監視要點4）追剪演示效果觀察5）色標信號與剪切點的對準、手動修改6）傳送帶不同速度下的準確性誤差處理對策編程代碼與調試

本講講解飛剪的應用編程1.由色標信號觸發的飛剪2.定長切割型的飛剪3.可現場修改剪切長度的編程用于定長剪切的凸輪控制應用編程考慮——飛剪軸的控制與間歇式的飛剪相同的處理方面：本裝置上飛剪伺服電機采用絕對值編碼器，單方向旋轉，配置為“旋轉模式”；飛剪軸與傳送帶軸之間采用凸輪控制，本軸為凸輪從軸；要求在剪切動作區間與傳送帶保持位置同步，速度同步；剪切長度變量，聲明為全局、掉電保持型變量，便于HMI進行修改、數據長期保持編程考慮——飛剪軸的設定與間歇式飛剪不同的處理方面：凸輪表范圍【0~360】周期模式，每個凸輪周期飛剪軸正好旋轉一周；為保證飛剪動作反復循環，避免旋轉位置的累積誤差，從軸采用絕對位置模式，即： MC_CAMTableSelect（Periodic:=TRUE, MasterAbsolute:=FALSE, SlaveAbsolute:=TRUE）注意首次開始追剪運行（MC_CamIn）前，最好將從軸先調整到凸輪曲線的起始點，避免高速追趕產生的沖擊

本講講解飛剪的應用編程1.由色標信號觸發的飛剪2.定長切割型的飛剪3.可現場修改剪切長度的編程剪切長度可以現場設定的處理方法一方法1：將凸輪曲線設為非周期模式，每完成一次凸輪同步后，從軸即在凸輪曲線的終點退出同步，理論上從軸在終點處于0速待機狀態，主軸繼續運動達到設定的長度，或檢測到色標信號后，再觸發從軸的凸輪同步運行。因此只需修改凸輪運行的觸發點，可改變剪切長度。優點：無需修改凸輪曲線或關鍵點，終端用戶通過HMI現場修改主軸運行長度的比較值即可。剪切長度可以現場設定的處理方法二方法2：將凸輪曲線設為周期模式，通過HMI修改凸輪表的主軸坐標范圍，可改變剪切長度。優點：調試好同步區間的特性后，剪切長度的放大、適當縮小，無需再行調試凸輪曲線，適合終端用戶的現場修改剪切長度可以現場設定的處理方法三方法3：HMI修改凸輪表主軸（橫軸）的比例，改變剪切長度；修改同步區間的關鍵點，再調整同步區間的特性。缺點：修改主軸比例，會改變從軸與傳送帶在同步區間的速度特性，需再重新調試關鍵點，切換效率低。凸輪曲線制作——從軸間歇型運動當飛剪軸的旋切刀的旋轉