1 引言
一般普通冲压成型机如：冲床，主要是通过马达带动飞轮，传动至偏心曲轴，从而带动冲压模上下运动，完成工件冲压过程。这种传统的冲压方式，上模随模头上下运动，下模固定，一套模具只能生产单一产品，噪音大，调模时间长，生产效率低；本章介绍精密冲压成型机上模、母模、浮动、送料全部采用伺服驱动，整套模具都是活动的，通过各个活动模的位置关系同一套模具就可以生产不同规格的产品，设备调试时间短，生产工艺更加灵活，可以满足客户高精度、高效率冲压精密工件的复杂要求。
台达DVP-20PM00D是一款专用运动控制型PLC，其高速的运算处理能力和灵活的电子凸轮功能，可以很好地实现各活动模运动轨迹控制、逻辑动作控制、直线/圆弧插补控制等，解决了传统冲压成型机噪音大、产品单一、调机时间长、精度低等问题。
本文基于台达20PM型号PLC产品配合台达高性能ASD-A+伺服驱动器来实现精密冲压成型机的控制，为业界起到重要的借鉴作用。
2 系统电气配置
系统电气配置表如表1所示。
3 系统控制架构
系统控制架构如图1所示。
4 系统功能实现
4.1 电子凸轮的实现方式
（1）X/Y/Z轴系统参数初始化
a)工作模式设定:单位、倍率、脉冲形式、原点回归方式、坐标系，参数设置如表2所示。
X轴：D1816；Y轴：D1896；Z轴：D1976。
b)参数设定：马达运转一圈脉冲数/移动距离、最高速度、激活速度、原点回归速度、原点复位速度、单段速定位速度；
X轴：D1818～D1832；Y轴：D1898～D1912；Z轴：D1976～D1992.
（2）凸轮工作模式设定
X轴：D1847；Y轴：D1927；Z轴：D2007. 工作模式设置如表3所示。
D1847/D1927/D2007的bit11=1,就开启该轴为电子凸轮的从轴。同时也可以通过此功能设定Y/Z从轴是否参与电子凸轮运动。
（3）主轴来源
获取主轴位置有多种方法：一是采用虚拟轴，计算简单准确；二是从主轴编码器或伺服脉冲获取，将主轴编码器信号进行处理；三是从测量编码器获取。获得编码器信号之后，将其换算成主轴位置；本案采用的虚拟主轴方式，通过20PM特有功能，无需配线即可方便实现多个电子凸轮从轴共享一个虚拟主轴。
本案采用虚拟主轴方式。虚轴讯号可以启动M1909让第一台20PM的Y轴作为虚拟主轴，第一台及后续20PM的X轴执行电子凸轮从轴，M1910可以控制从轴是否追随虚拟主轴。M1909和M1910的相关连线图如图2所示。
多个20PM共享一个虚拟主轴处理方式，而且无需担心虚拟主轴经多个20PM后通讯延迟和信号衰减。
1#20PM M1909=1,M1910=0；
2#20PM M1909=0,M1910=1；
3#20PM M1909=0,M1910=1。
（4）电子凸轮啮合
实际上是获取主从轴之间的关系（称之为cam table）。cam table有两种方法表述：一是采用X、Y的点对点关系；二是采用两者的函数关系。X-Y轴运转命令设置如表4所示。
X轴运行命令D1846=H2000,电子凸轮啮合模式激活。如果Y轴也为从轴D1927不需要单独设定。
4.2 电子凸轮曲线生成
a)CAM Chart建立
CAM 曲线上主要分为4个部份分别为主从轴相对位置、主从轴相对速度、主从轴相对加速度、及最下方的数据设定。
前三部份用来显示使用者所设定的CAM Data，其中横轴的部份皆为主轴的位置，纵轴分别为从轴的位置，从轴跟主轴的速度比，从轴跟主轴的加速度比。在数据的输入上 CAM Data 有两种方法表述：
一是采用主从轴的函数关系；二是采用两者的点对点关系。
此处采用第二种方式，配合台达触摸屏强大的配方功能实现主轴角度、从轴位置的灵活输入、保存；上位机参数设置图如图3所示。
图3 上位机参数设置图
b)CAM data动态修改
DVP-PM透过 DTO/DFROM 二个指令动态修改 CAM Data ，使用者可以在程序中依照不同的条件动态修改 CAM Data 形成不同的凸轮曲线。CAM Data 是浮点数型态，所以使用动态写入的数据要先使用 DFLT 指令转成二进制浮点数。
4.3 电子凸轮曲线偏移
CAM表生成后，主轴从轴位置关系就确定下来。根据工艺要求该电子凸轮起始点并非0点，需偏移到指定角度280度位置开始运行，此时各个从轴位置相距最远；因此必须通过电子凸轮偏移功能，透过CAM Chart查询到偏移角度所对应各个从轴的位置量，并单段速定位，以确保凸轮啮合时候各个从轴位于偏移位置点。相关梯形图如图4所示。
a) 电子凸轮曲线偏移功能
电子凸轮主轴偏移量：D1863..D1862；起始角度偏移标志：M1752。
b) 当前位置写入使能
如表5所示：
c) 从轴位置同步更新
X轴：M1750；Y轴：M1830；Z轴：M1990
4.4 周期电子凸轮停止
周期式电子凸轮周期结束标志位M1813,通过该标志位可以计算电子凸轮周期只执行的次数。其停止方式可以分成两种：
电子凸轮主轴周期停止位置：D1819..D1818；电子凸轮周期停止标志：M1841
1） 暂停：直接停止主轴，但保持啮合状态；主轴再运行时，各从轴从停止点继续按CAM曲线方式运行。如图5所示:
2） 周期停止：可以根据要求指定主轴停止角度，当检测到周期停止信号时，主轴幷不立即停止，而是继续运行到所设定主轴角度位置，同时各从轴也根据CAM曲线停止在该角度对应位置，电子凸轮仍然保持啮合。主轴再运行时，各从轴从停止点继续按CAM曲线方式运行。如图6所示：
4.5 电子凸轮曲线平滑
