ASDA-Soft 凸輪建表 - (3)三角形

三角形 的凸輪曲線,常用於 橫切機馬達定子繞線 這類頻繁地 啟動與停止的應用(詳見 此篇),本文說明如何以 ASDA-Soft 軟體建造 “三角形 凸輪表” ,包含 曲線調整方法 與 設定要領,對 ASD-A2 與 ASD-M-R 系列伺服都適用!(ASDA-Soft V5 軟件下載請點 這裡

ASDA-Soft 建造 三角形凸輪表 的步驟:

ASDA-Soft 速度區域建表操作說明

執行 ASDA-Soft 軟件後,請依上圖順序操作:

  1. 點選工具列 E-CAM 電子凸輪
  2. 選擇 建表方法 - 速度區域建表
  3. 點選 下一步,進入下圖畫面:

三角形 速度區域的設定:

三角形凸輪曲線 參數設定說明

  1. P5-81:凸輪表儲存在資料陣列的開頭位址,不要與 CAP/CMP 使用區域重疊.
  2. P5-82建議至少 100 點!若點數太少,各分區就無法精確規劃!
  3. 等待區:速度為零的前導區,設 0% 即可,因為可用 前置量 P5-87 取代!
  4. 加速區:加速區所佔的比率(%),後方會顯示實際的點數.所佔的角度愈大,馬達出力愈輕鬆,電流愈小!
  5. 等速區:三角形 沒有等速區,設為 0 % 即可!
  6. 減速區:減速區所佔的比率(%),特性類似 “加速區“,通常會設計成 “對稱的三角形“,也就是 加/減速區 同寬,但有時馬達受外力作用,加/減速區 負荷不相同,需要調整 兩區的 比例,讓 加/減速的 電流峰值相同,以取得平衡.另外,若減速區太窄,容易讓回升能量 增加太快,可能造成 伺服 回升錯誤 AL.005
  7. 停止區:三角形後方速度為 0 的區域,軟體會由 其他區域扣除,自動計算出 剩餘角度(%)設定到 停止區!此區必須 參考機構特性,根據主軸一周(100%)內有多少角度(%)從軸必須停止,必須滿足 才不會發生機構干涉!建議凸輪使用 脫離條件 P5-88.U = 4 或 C,表示凸輪會在 嚙合 與 前置狀態 無限循環,除了讓 P5-19 修改後可在下一周期自動生效外,也可利用 前置狀態的長度 P5-92 來取代 曲線的停止區 [註 1]!若有使用S曲線,則必須保留額外的 停止區點數 給S曲線使用!如果不足,可以縮小 加/減速區 來調整之.
  8. 導程(L):曲線一周(360°)從軸的總行程(單位 PUU),固定設為 1,000,000.最終行程可由 P5-19 控制[註 2]
  9. S曲線數目:讓梯形速度轉折處平滑的 點數(不是百分比 %),點數愈多愈平滑,但不可大於停止區點數,以免曲線結束速度不為0.S曲線雖可讓伺服的運動緩和,但對於要求高產能的凸輪機械,凸輪運轉時間已受限,太輕鬆的起步只會讓隨後的加速度更猛,否則無法在要求的時間內走完一周的行程.因此建議:S曲線點數 微量(< 10)即可!
  10. 按下 “建立表格” 即可!

[註 1] 凸輪曲線 停止區 的建造方式有二:

1.停止區 建造在 曲線中:

凸輪狀態_嚙合無前置_說明

  • 脫離條件 P5-88.U 等於 4 或 C
  • P5-89 = P5-84 = M
  • P5-92 = 0
  • M = 凸輪一周的 主軸脈波數

 

 

2.停止區 不建造在 曲線中,使用 週期性前置量 P5-92:

凸輪狀態_嚙合前置_說明

  • 脫離條件 P5-88.U 等於 4 或 C
  • P5-89 = P5-84 = 加減速區 主軸脈波數
  • P5-92 = 停止區 主軸脈波數
  • P5-89 + P5-92 = M
  • M = 凸輪一周的 主軸脈波數

 

 

[註 2] 凸輪行程改變時,直接修改 P5-19 即可,不必重新建表!

行程 =  L              ×  p5_19 (軟體顯示數值,有 6 位小數)
1,000,000  ×  P5-19 (參數實際數值) / 1,000,000
P5-19 (參數實際數值)     (單位是 PUU)

因此,建表時,只要把 L 設為 一百萬,凸輪一周 從軸運行距離剛好就是 P5-19 個 PUU.


設定 主軸脈波 與 下載凸輪表

三角形凸輪曲線 造表範例說明
接著如下操作:

  1. 設定 P5-84:即凸輪嚙合一周 對應的 主軸脈波數,參考上方 [註 1]P5-83 設 1 即可.
  2. 下載表格:將表格存入 伺服驅動器 的記憶體中![註 3] 
  3. 燒錄表格資料:可避免斷電後凸輪曲線消失!僅 A2 需要燒錄 [註 4] ,M-R 不需要!
  4. 按”下一步”:繼續設定資料

[註 3] 下載凸輪表時,若凸輪在嚙合狀態會有錯誤訊息!請 Servo Off 或設 P5-88=0 來關閉凸輪.

[註 4] 燒錄凸輪表時,伺服必須 Servo Off 才不會有錯誤訊息!可利用 ASDA-Soft 軟件的 數位 IO 控制功能,將 Servo ON 的 DI 強制關閉即可! ASD-M-R 凸輪表儲存在 DH 區 本身具備斷電保持功能,不需要執行燒錄動作!


凸輪前置量 與 角度區域 DO 設定:

梯形凸輪表參數設定

  1. 需設定的參數有
    • 初次嚙合的 前置量 P5-87:若 凸輪嚙合 是由感測器 DI 觸發,則可根據安裝的位置設定前置量,避免 凸輪 過早開始運動!
    • 凸輪角度輸出:在 橫切機 這類應用,凸輪走三角形曲線只是單純做定位,雖沒有 “角度 DO” 的直接需求,但可先 設定角度範圍參數 P5-90,P5-91,將來可能會用到 [註 5].詳見 凸輪角度 DO 設定說明
  2. 按下 “下載“:將參數儲存至驅動器

此時 三角形凸輪表相關參數 都已設定完成,不一定需要再按 “下一步” 了,因為 凸輪使用時,脫離與嚙合條件必須要靠 PR 來設定,由 ASDA-Soft 下載的意義並不大,除非是為了做測試!

3. 點選 “下一步“:設定凸輪操作條件,測試凸輪曲線!


[註 5] 橫切機 通常會做 “標記對位”,若要判斷 感測器是否能正常檢測標記,可將 感測器信號 與 凸輪角度DO 都連進 PLC 做判斷,正常時 凸輪每一周都會 收到 感測器信號一次,若連續 N 次 凸輪角度 DO 信號發生,卻未收到 感測器信號,就知道 標記可能跑偏 或有 其他故障了!


測試凸輪曲線時,請先將伺服 Servo ON,再依下圖1,2,3順序設定,凸輪就可開始運轉.圖中 Y:是用來選擇主軸來源,使用者可依自己需求做選擇!圖中的 P5-89 應修改成和 P5-84 相同,這樣每次才會完整走完整個凸輪曲線,然後停止 P5-92 個主軸脈波,再繼續運行,周而復始!若要停止凸輪可以再按下

ASDA-Soft 凸輪控制面板

 

參考資料:凸輪造表:(1)直線(2)梯形凸輪曲線應用:(2)梯形(3)三角形


 


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