南京马波斯三轴驱动系统解决方案

1、职业教育机电一体化专业教学资源库企业解决方案名 称：南京马波斯三轴伺服系统编 制 人：邮 箱：电 话：编制时间：2014/10/9编制单位：费斯托（中国）有限公司 系统工程部南京马波斯气动三轴伺服系统解决方案总体介绍马波斯气动伺服系统采用FESTO气动伺服技术设计的，应用于三轴系统空间定位的发动机点胶工艺；控制系统为由气源组件、SPC200控制器、比例阀、执行气缸、外置数字位移传感器、竖直气缸平衡无气自锁机构等组成的解决方案。 目 录气动三轴系统解决方案4主控制系统硬件构成7主控制系统软件平台8系统保养与维护15气动三轴系统解决方案气动系统组成X轴（水平）和Z轴（点胶）都安装有拖链，Y轴（竖直

2、）行程在100mm以内所以可以考虑用波纹管的布线方式；在Y轴平行的安装有平衡断气自锁缸当急停断气后，通过平衡缸的KP元件可以锁住Y轴停在当前位置，不会下移导致设备的不可控进而发生事故；平衡缸的气源由精密减压阀控制，确保气源的压力合理有效，现场调试时设置2.5bar；系统中X，Y轴共用一个总线连接到SPC200的第一个槽的控制单元上，Z轴通过单独的总线连接到SPC200的第4个槽的控制单元上；所有以3个轴和气缸的气源都是通过从过滤减压总阀过来的气源提供，通过一个分气块和各个比例阀连接；请注意气缸有杆端和无杆端和比例阀2、4工作口的连接不能改变，其连接方式是唯一的，连接错误会引发SPC200故障报

3、警。系统的电气链接如图所示。其中机械动作过程如下：首先气源气通过PRC过滤减压阀进入系统，随后在HEE气源安全启动阀开启时通过该阀，SPC200控制器通过CAN总线控制比例阀动作，驱动执行气缸动作。电气动作如下：SPC200主块提供信号处理与电源系统，从左到右依次为SPC200-PWR-AIF（提供电源并驱动链接x轴与y轴）、SPC200-MMI-DIAG（串行口接口用于编程写入）、SPC200-SCU-AIF（驱动链接z轴）、SPC200-COM-PDP（Profibus总线接口，用于系统控制，此处未使用）AIF驱动器链接轴控制器，其中下方左侧接口为CAN总线输入，上方接口为CAN总线输出，

4、下方右侧接口输出信号至比例阀电磁铁，底部接口为连接位置传感器输入。主控制系统硬件构成主控系统组成系统中气伺服主要包括的元件是控制器、比例阀、位移传感器、气缸、总线连接器和电缆气管等附件；比例阀为电压型，位移传感器通常有数字和模拟的；这里是数字的传感器，控制方式采用FESTO的总线CP总线驱动；最长驱动距离控制器SPC200和比例阀之间不超过15m.硬件连接通常采用先机械固定，再气管连接和电气电缆的连接，注意XY轴共用一控制板卡；SPC200最多可以驱动4个轴；通常可以采用IO、Profibus、DeviceNet的控制方式通过PLC控制SPC200，实现各种工况下的定位和施加力的要求。主控制系

5、统软件平台主控系统软件配置伺服系统机械安装完毕后，需要对系统进行设置和系统的初始化；这些工作是通过PC上的FESTO 免费提供的WINPISA软件来实现的；通过SPC200上第二个槽上的COM口通过RS232协议可以实现SPC200和PC的通讯；打开软件后，新建项目；根据硬件的配置，输入SPC200的各槽的硬件配置；通过添加AIF轴控制器，和添加和工艺相对应的X，Y，Z轴模块；再根据实际的气缸、传感器和比例阀的型号，输入到各轴的参数设置中；如下图所示：图1、X轴参数设置图2、Y轴参数设置图3、Z轴参数设置图4、伺服应用参数设置以上参数的设置，涉及到系统初始化，系统进行静态标定时系统模型的建立；

6、如果参数设置的和实际不相符可能会导致初始化不能通过，或影响系统的动态和静态的运动特性；图5、伺服控制参数设置设置合理的比例增益，阻尼系统和滤波系统可以改变系统的动态特性；系统缺省的系数都是1.0；客户可以根据现场实际的工况特定，增加和各系数的值；达到一个较优的动态定位特性；达到一个较优的动态定位特性；图6、系统在线通讯的连接参数设置完后可以连接系统，将新建的项目下载进SPC200控制器中；建议下载前先保存、编译当前的项目；图7、下载项目系统在线时可以在PC窗口的下部通过状态指示栏监视系统状态；如下图所示；图8、系统状态指示栏当新的系统完成参数设置的操作，或修改运行中的系统设置并下载后，可以在图

7、8的状态栏中看到是否需要多各轴进行静态和动态的标定，静态标定是必须要通过的，动态标定如果系统程序中没有用到G00指令可以不要求；界面如下图所示：图9、系统标定图10、位置列表和系统主程序图11、XY、Z轴运动子程序系统标定通过后可以编写程序实现相应的工艺动作，如上图所示；program0是系统的主程序；位置列表的参数可以在系统程序中被调用；在程序中应用#T测试相应的状态位，可以通过外部IO或总线提供；实现程序的跳转和逻辑判断；实现不同子程序的调用。气伺服PLC总线控制方式系统中采用START-STOP的控制模式；通过总线提供相应的状态信号和给定的位置参数（整形）控制三轴定位运动；SPC200具体的定位程序参加上一小节中的程序图例；图12、SPC200 PLC控制方式的选择在系统进行硬件组态时，请导入FESTO提供的SPC200的GSDGSE配置文件；以STEP7硬件组态为例进行硬件模块的组态，参见下图：图13、SPC200 的硬件组态系统保养与维护系统关键部件需要提供相应的备件，如传感器、气缸、比例阀、SPC200卡件；需要定期对导轨进