图5 时序控制图

图6 进瓶水平轴与主轴构成的电子凸轮表

图7 NJ电子凸轮表

图8 偏移程序

通过MasterOffset将主轴向后偏移280，这时的动作时序和凸轮形状就与工艺要求相符了，但要注意的是，这时的从轴起始位置不为0，会造成起始速度“无穷大”，从而引发伺服报警。将MasterScaling设置为280，就可以将从轴的起始点推迟到“主轴280”的位置，当主轴启动时，从轴并不启动，而是等到主轴到达280位置时再启动，这样就可以实现客户的工艺要求了。

（2）暂停功能

这套系统相比以前用CS、CJ来做的系统而言，一个很重要的亮点就是可以很容易的实现“暂停功能”，具体程序如图9所示。

图9 暂停功能程序1

图10 暂停功能程序2

当需要暂停设备时，只需执行MC_Stop指令即可。当再次启动时，只需再次执行MC_Velocity指令，设备会从当前停止的位置继续运行。暂停的好处是，当操作人员需要暂时停止设备，做简单处理，后面又需要快速恢复生产状态时，不需要重新寻原点。对生产效率的提高帮助很大。

（3）工位判断

所示。

图11 工位判断程序

（4）回零停止

图12 回零停止程序

如图12程序所示，当需要停止主拖动轴时，必须要等待主拖动当前动作完成后。根据虚轴的位置判断，当虚轴处于90到140之间时，主拖动处于停止状态，这时执行MC_CamOut指令，就可以将这个从轴顺利脱出凸轮表。

在启动和停止过程中，必须特别注意一个问题，那就是回零停止和启动过程一样，必须要按照严格的顺序来执行。例如，停止时，“出瓶”早于“主拖动”，“主拖动”早于“进瓶”，而进瓶时刚好相反。这样才能保证在下次启动时，出瓶工位的瓶子刚好被抓出，而进瓶工位则是空的，刚好可以开始放瓶。如果不按照顺序启动，则会使进瓶工位“有瓶”状态下打开模板，导致瓶子掉落；或者出瓶工位“有瓶”，但不抓瓶，导致瓶子转到机器底下。这些都是不允许的。

（5）急停保护

对于“撞车”的保护，是整个系统设计中非常重要的一部分。如果所有轴都能够严格按照自己凸轮曲线进行运动，并且没有挂进凸轮的轴也能够正常动作的话，“撞车”原则上是不会发生的。但由于伺服故障、气缸故障等诸多因素的产生，会使得“撞车”发生的概率增加。

图13 进、出瓶模板的空间保护程序

图13所示两段程序是对进、出瓶模板的空间保护，当模板被气缸顶起时，模板绝对不能拖动，否则会被掀翻。这里依旧采取通过对主轴位置的判断，来判断从轴。当主轴位置处于320和360之间时，模板被气缸顶起，同时由模板开合轴将模板分开。如果此时气缸突然下降，模板将来不及合拢，而被掀翻。此时可通过MC_ImmediateStop指令完成急停操作。

（6）曲柄的线性处理

整套设备采用了多个曲柄机构，比如灌装、拧盖升降等等。根据曲柄机构的特性，当伺服匀速旋转时，曲柄机构的垂直速度并不是匀速的，并且垂直位置也不是线性变化的。而灌装机构需要一个相对稳定的速度（主要是防止液体飞溅），和一个线性的标定（可以通过对伺服位置的设定，直接标定灌装量）。解决速度基本恒定的方式如下：

IF 30>=MC_Fill1.Act.Pos OR (180>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>150) THEN

         Fill1_Velocity_Out:=LREAL#1*灌装1速度HMI;

ELSIF (60>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>30) OR (150>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>120) THEN

         Fill1_Velocity_Out:=LREAL#0.8*灌装1速度HMI;

ELSIF (80>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>60) OR (120>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>100) THEN

         Fill1_Velocity_Out:=LREAL#0.5*灌装1速度HMI;

ELSIF 100>=MC_Fill1.Act.Pos AND MC_Fill1.Act.Pos>80 THEN

         Fill1_Velocity_Out:=LREAL#0.3*灌装1速度HMI;

用以上公式，可以在灌装伺服到达各个位置时，给予不同的速度，通过对角速度赋予“多段速”来实现垂直速度的基本恒定。再通过每10ms写入一次速度的方式，来实现速度的变换。解决位置可标定的方法如下：

纠偏角度转弧度:=DegToRad(REAL#15);

Fill1_Feed_rad:=ACOS(临时数字1);

Fill1_Feed:=RadToDeg(Fill1_Feed_rad)-REAL#15;

临时数字:=REAL#3.14*REAL#16*REAL#7.5;

临时数字1:=COS(纠偏角度转弧度)-HMI气缸1进给量/临时数字;

通过平面解析几何和三角函数运算，求得伺服角位置和曲柄垂直位置之间的线性关系。

最终实现，触摸屏上面可以直接设定以“毫升”为单位的灌装量值。

（7）凸轮表的变换

凸轮表编制好以后，每根轴都会按照自己的凸轮表数据进行重复运动。但是，如果更换了产品（主要是瓶子大小有变化），个别轴的动作就要发生变化。例如：把220mm高的瓶子换成了300mm，那么出瓶放瓶时，气爪距离传送带的高度就要增加，这就要求凸轮表可以通过程序进行变换，程序如下：

FOR IndexOutUp := UINT#10#0 TO UINT#10#360 DO

IF IndexOutUp<=UINT#10#70 THEN

    Cam_BottleOutUp[IndexOutUp].Distance:= Cam_BottleOutUp00[IndexOutUp].Distance*2*BottleOutUpFeed1;

 ELSIF IndexOutUp>UINT#10#70  and IndexOutUp<=UINT#10#85 THEN

      Cam_BottleOutUp[IndexOutUp].Distance:= (Cam_BottleOutUp00[IndexOutUp].Distance-0.5)*2*(BottleOutUpFeed2 - BottleOutUpFeed1)+BottleOutUpFeed1;

 ELSE

           Cam_BottleOutUp[IndexOutUp].Distance:= Cam_BottleOutUp00[IndexOutUp].Distance * BottleOutUpFeed2;

END_IF;

END_FOR;

循环语句，将凸轮表内的若干个点依次更改，再通过如下指令进行保存，这样，这根从轴就会按照新的凸轮表来进行运动了。

4结束语