【摘要】本文主要介绍了台达20PM在制袋机设备上面的应用，主要应用的功能是20PM的电子凸轮和飞剪方面的应用。另外，本文还介绍了调试过程中遇到的问题及解决过程。
现在很多大学都设有机械包装系，系内老师也逐渐开始从纯理论方向转向实践。另外，在华北地区的包装机上，20PM应用非常少。所以在设备调试过程中所发生的问题及解决方法的相关认识也很少，此次虽然为老设备改造，但是对于我们积累经验很有作用。该设备正式运行以后所生产的产品与麦当劳、肯德基等快餐的食品袋类似。
1 调试过程
1.1设备情况
该设备为在原来的基础上修改成20PM凸轮控制的方式。
1.2应用产品的情况
采用深圳某公司生产的4kW伺服，该产品可以以变频器的方式运行，也可以以伺服的方式运行，驱动器可以接不通品牌的伺服电机，价格为人民币10000多元。
1.3调试时间
设备调试大概持续了一个多月的时间。归结原因，整体来说是由于我们对包装工艺缺乏认识。下面将原因细分起来分析说明，每种包装设备肯定存在不同程度的差异，仅以我们调试的设备为例供大家参考。
1.4具体调试过程
（1）伺服方面：整体来说，我们对这个品牌的伺服的调试不是很熟悉，参照从网上下载的数据我们也只能将伺服运转起来。至于增益、惯量等方面的参数如何调整到最佳，我们做了很多尝试但是效果不好。另外一个很奇怪的现象是经常出现断电以后伺服不能再次运行的现象。经过几次人工转动以后，突然能够运行起来，并且出现动作混乱的问题，重新回原点以后即可正常。正常的状态下对整个调试基本不存在影响，把这条列出来，意在说明如果出现伺服不励磁的情况有可能会出现对人体的伤害。我们已建议将来在生产新设备使用台达的伺服，有利于整体调试。
（2）轫体方面：在2009年的25周～35周之前，20PM的轫体是不能够实现高速捕捉功能的，而且不能烧录轫体。在2010年初的时候，经过修改实现了高速捕捉功能。
（3）误差来源：我们对类似于包装机械的误差来源的认识有限，导致我们一直在寻找误差的来源，经过很长一段时间的分析与查找，我们基本确定了五个原因。
2 误差分析
2.1 色差误差
色差传感器灵敏度直接影响数据捕捉的准确度，本次调试的传感器是通过类似电位器的旋钮来实现其功能的，那么机械振动和光线的强弱都会直接影响传感器的精度。这种产品的价格为人民币800多元，更好一些的色差传感器的价格都会在人民币2000元～5000元不等，有的甚至更高。我们也咨询了其他客户使用的色差传感器，传感器的类型和调整方式也有很多种，这种传感器的调试需要具体情况具体分析。
2.2编码器误差
主动轴侧的编码器的安装和线数都会影响精度。安装时是否同心、是否为线驱动方式，这些因素直接影响整个系统。
2.3主轴直径测量误差
主动轴的直径是否一致，如果直径不一致，那么在整个程序调试的时候会出现很多麻烦。所以必须选择一个合适的轮径填写在凸轮曲线参数里面，建议这些数据均采用浮点数进行计算，本次我们采用了一个整数。另外一个因素是辊径的材料，比如橡胶、钢材等，这些都需要在测量过程中注意。如果存在很多个滚轮，建议每一个都测量一次，以避免因大小不一影响计算结果。
2.4机械误差
机械滑差，这个误差必须严格仔细观察与分析。开始我们一直怀疑但是并没有发现，在最后几天的调试里面，我们在每个细节的地方重新观察才发现有机械误差。另外一个方面就是用什么方法去补偿的问题了。
2.5积累误差
我们通过长时间的讨论和咨询，认为积累误差来自机械的拉动，比如，每次切断一个袋长以后，由于机械惯性的原因使纸张向前有动作，时间长了就会出现积累误差，那么采用的解决方法是：通过采集数据，与设定的袋长进行比较，按照一定的量进行补偿。这种方式必须每隔切断一定的数量以后进行补偿，否则将造成色标出现参差不齐的现象。
下面为了判定色差传感器的精度，我们做一个试验，如图1所示。判定色差传感器精度试验的目的是判定传感器每一圈捕捉色标沿是否存在时间上面的误差，为了避免浪费纸张，我们自己利用铁丝制作了一个支架安装色差传感器，在图中的轮子上面包了一层纸，并且在某一个位置涂了黑色作为信号来源。
图1 判定色差传感器的精度试验
主动轴示意图如图2所示。通过实际测量滚轮直径为81mm。因为该滚轮为橡胶的，不过其中有一个为金属的滚轴，所以为了避免因季节等因素导致的直径变化，我们选择了金属直径。
图2 主动轴示意图
变频器为台达m系列3.7kW产品，作为牵引轴使用。图3所示为驱动变频器。
图3 台达驱动变频器
图4、图5、图6是触摸屏画面，图7为PLC内的部分程序示意图。
图4 触摸屏画面1
图5 触摸屏画面2
图6 触摸屏画面3
图7 台达内的部分程序示意图
3 结语
目前，中达电通在包装行业、包装设备上积累了丰富的应用经验。通过此设备的改造成功，更可感受PLC自动化在包装行业、设备方面实力。实际上，20PM在电子凸轮方面的应用还很丰富，可灵活、高速、精确的实现高速定位、双轴线性及圆弧差补、电子凸轮、飞剪、追剪等控制功能。
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