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时间：2021年x月x日
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台达机电产品在高速植毛机中的应用
PLC产品处余强

摘要：本文主要介绍台达20PM运动控制器及A2伺服在高速植毛机中的应用。
关键词：运动控制，坐标输入，20PM。
前言
牙刷植毛机的功能是把牙刷毛植入牙刷孔,加工过程主要完成牙刷坯料拾取、植毛头自动定原位、数控工作台x,y方向孔位定圆心、分色植毛等一系列动作.牙刷坯料由注塑而成,不同规格的牙刷坯料头部孔位尺寸、位置等参数不同,植毛过程前需
要获得牙刷坯料孔位置等几何参数,然后编写出数控加工程序.

系统架构

主轴电机为变频控制一三相异步电机，主轴到一定位置，触发一光电信号，X,Y轴
按照坐标点移位。换支伺服当当前孔数植完，高速输出一开关量信号，给A2伺服，
使换支伺服按PR模式走一固定角度，换色伺服同样适用A2伺服的PR模式。

上图为一牙刷的孔位图，每个孔位都可通过20PM的点动或手摇轮模式输入坐标，针对每个孔都可编辑坐标及刷毛的颜色

PLC控制电路图

I/O扩展电路

植毛机的运行介绍

运行具体可以分为自动运行，点动运行，离闸运行，试机植毛运行和无换色运行几种方式，以下是具体的介绍：
1）、自动运行，在确保零位已经校定完成后，没有任何故障条件，即设备故障复位后，屏幕上方显示“正常待机状态”，并且“换色”、“试机”、“释放”的指示灯都没有被点亮，屏幕上“换箱支数”的数值不等于“0”，连续/点动按钮在“连续”位置的情况下，才具备正常启动运行的条件。
只要启动自动运行的条件具备，按动“模式”按钮，屏幕的右上脚会显示“自动”表明系统已经可以自动启动，按下触摸屏上的“启动”按键或右边的“启动/停止”按钮，设备则正常启动运行，启动时系统会快速的回到第一个孔位的位置，然后延时约2秒后主轴电机再启动运行，如果不操作加减速按键，当完成第一支刷柄的全部植毛后系统会在第二支开始自动提高运行速度，操作人员可以在此速度上根据需求适当调整植毛速度。但是如果操作人员在第一支刷柄还没有完成的情况下就调整了速度，系统将不会在第二支时自动提速。（注：系统在第一支刷柄时适当降低速度是方便用户在重新启动时观察孔位和毛色以及设备的状况，以免造成设备故障或废品）只要不操作“重置”按键，无论故障还是人为操作还是换箱停车，重新启动设备时设备将按照停车前用户调整的速度再次启动而不会出现上述的速度调整过程。
系统将把每一次换支动作作为一只产品自动记忆在对应工作产品标号的产量统计中，也会在设定换箱支数中自动减除，“换箱停车”的提示会在“换箱支数”的位置，需要用户留意该停车信息。
系统所有的故障将导致设备停止自动运行，复位故障后重新启动设备可以正常运行。
******因为本设备的针障停车的信号维持时间会比较短（最短5MS），为达到快速停车的效果，系统可能没有能够响应到该信号而没有在屏幕上给出对应的提示，所以用户一旦发现设备无任何提示信息停止工作并且显示“设备正常运转中”以及运行指示灯也是点亮的情况，可以直接判断为针障停车，或针障传感器故障。
2）点动运行，在设备工作过程中或则“暂停”状态，将连续/点动选择开关在“点动”位置，此时只需要按下“启动”按钮设备可以运转，松开按钮设备停止。在没有故障的条件下，用户在点动运转中可以将选择开关从“点动”位置转换到“连续”位置，系统即可连续运转。
****点动运行的注意事项：除去“横轴报警”和“竖轴报警”的故障外，其他任何故障的情况下都可以用点动方式启动主轴，但是点动速度恒定。不可以在没有自动运行的时候直接在“重置”后按下“模式”先操作“点动”，点动只可以在自动运行故障停车或暂停的情况下使用。
3）离闸运行：系统在自动运行的条件下，自动按程序执行，如果用户先选择“释放”则其他条件与自动运行一致，就是主轴不运转而处于自由状态，操作人员可以手动盘车或按下面板上的“手轮”来代替盘车，盘车时所有动作都与自动快速工作时一致。
4）试机植毛运行：该运行状态与自动运行状态一致，只是在该状态的情况下，无柄箱和毛箱报警，方便用户在完成修机后空跑机器时使用。
5）无换色动作运行：该运行状态也与自动运行状态一致，只是在运行过程中无换色输出，毛箱会停止在当前位置。
运行过程中的其他辅助控制：
1）、加油控制：加油时间和加油间隔见主画面说明中的“重要信息”，加油控制是在主轴电机在自动旋转的情况下才有输出的，手动离闸运行时加油没有输出。根据需求用户可以在自动运行过程中双击“加油”按键点亮“加油”指示灯后停