V80系列 PLC 在超聲波布料切割機中的應用

　　1、引言
　　超聲波布料切割機主要用來制作無塵拭布（潔凈布），無縫縫潤等化纖、尼龍類布料。
　　無塵布是常用于電子產品、光學儀器以及其他在無塵生產環境中制作的零部件清潔用布，無塵布具有柔軟、彈性大、易變形以及無脫毛、無崩布邊等特點，因此，對該布料對布料的分切加工也有著特殊的工藝要求。
　　超聲波布料切割機是針對無塵布的特點，專門設計制造的專用機械。具有切口光滑、牢靠，切邊準確，不會變形，不翹邊、起毛、抽絲、皺折等優點。可避免的“激光切割機”存在的切邊粗糙、焦邊、起球等缺點采用德維森科技(深圳)有限公司開發生產的 V80 系列小型 PLC 為超聲波布料切割機提供了一個價格低廉和可靠高效的解決方案。本文從超聲波布料切割機的關鍵技術入手，闡述了 V80 系列 PLC 在超聲波布料切割機控制方案中的應用情況。
　　2、關鍵技術
　　超聲波布料切割機有 2 個主要關鍵技術，一個是超聲波產生技術，另外一個是布料的傳送和切割技術。超聲波布料切割機的工作原理是通過陶瓷振子加電壓產生超聲波振動，再經增幅放大，使刀頭刃具產生高速振動，可用來切割布料，塑料等材料。
　　超聲波布料切割機最重要的環節就是實現布料的精確傳送以及高速切割。超聲波布料切割機每次布料的傳送長度要求一致，而且布料的傳送和切割速度要求能夠達到最快以提高生產效率。同時，在切割時要求不能產生黑邊現象。
　　3、系統方案
　　針對超聲波布料切割機的特殊工業要求，本文提供了一個價格低廉和可靠高效的解決方案。主傳送馬達采用步進電機代替伺服電機，切割電機采用交流異步電機。壓布擋板的控制，進刀，退刀的控制以及布料的安裝等均采用氣缸來控制。
　　電氣控制采用德維森科技(深圳)有限公司開發生產的V80系列中的M32DR-AC/S以實現所有控制，并通過觸摸屏來實現對布料切割長度的設置以及累計產量的統計，機器的啟動停止控制也有觸摸屏設定完成。
　　M32DR-AC/S 為具有運動控制的小型 PLC，基本配置為 16 個輸入點以及 16 個繼電器
　　輸出點。且帶有 2 路單獨的速度高達 50KHZ 的 PTO/PWM 輸出接口和 2 路全功能（ABZ 三相）的高速計數接口。
　　超聲波布料切割機的基本控制流程如下
　　

　　傳統的切割機在切割一次后必須將刀具歸位的方式比較，采用 M32DR-AC/S 方案節省了切割刀具的進退刀過程，可實現從左到右切割一次，下次再從右到左切割，大大提高了整體切割速度。
　　由于 V80M32DR-AC/S 的脈沖輸出具有速度可任意設置，最多可設置 256 段不同加減速曲線，并且脈沖輸出精確，驅動電路抗干擾強，從而保證 V80M32DR-AC/S 精確地控制傳送布料的步進電機，切割的交流異步電機以及氣缸運動。本系統設定 5 段加減速頻率，分別為 2 段加速，2 段減速，1 段高速穩定輸出，可設置的最小布料長度在小于 5cm，布料寬度可靈活調整。因此，采用 M32DR-AC/S 的解決方案具有功能強，精度高，成本低，性價比高的特點。
　　V80M32DR-AC/S具有2路高速脈沖輸出的功能，脈沖輸出具有三種設置功能模塊，分別為：普通模式脈沖串輸出（PTO）設置(N_PTO_S)；平滑模式脈沖串輸出（PTO）設置(B_PTO_S)；多段模式脈沖串輸出（PTO）設置(M_PTO_S)；脈寬調制輸出功能塊為：脈
　　寬調制輸出（PWM）設置（PWM_S)；運行功能塊為：脈沖輸出運行（PLSRUN）。本系統采用多段模式脈沖串輸出設置(M_PTO_S)模塊，每一段頻率脈沖需要5個參數，
　　如果有N段加，減速曲線，則需要N*5個參數。5個參數分別為：第一，起始周期（單位可為ms或者us）頻率則為周期的倒數；第二：遞進周期T（bit0~bit14 有效，bit15 為遞進方向控制位，1 為減，0 為增）；第三：遞進間隔脈沖數N，即每隔多少個脈沖，變化一次頻率；第四：當前段脈沖數，以這個方式輸出的總脈沖個數；第五：方向輸出線控制字，是否和外部的方向線綁定輸出。我們可以看出，對脈沖輸出的控制設置比較清晰，操作簡單。V80M32DR-AC/S 具有 2 個通訊接口，都支持 MODBUS 協議，可方便和各類人機界面連接，在本系統中，采用一個 5.7 寸單色屏置切割長度，并且可實現啟動，停止的控制以及統計和分析切割產量。
　　4、結論
　　采用 V80 系列 PLC 控制超聲波切割機，提高了布料的傳送精度和切割速度，通過改進往復切割工藝，大大提高了切割產量。高性價比的 V80 系列 PLC 可以為控制超聲波切割機節省大量的電控成本，從而提高了產品的競爭力。