Este artigo detalha um projeto de automação industrial focado em controle síncrono de múltiplos servomotores Mitsubishi para operações de corte contínuo (追剪) e corte rotativo (旋切). A solução emprega um controlador Mitsubishi R04CPU em conjunto com o módulo de controle de movimento RD77MS8, gerenciando até oito eixos de servomotor para alcançar alta precisão e estabilidade operacional. Os principais recursos técnicos explorados incluem o seguimento por encoder de servomotor, a coordenação entre servomotores e a geração de curvas de came para controle de movimento.

Contexto do Projeto

O objetivo principal deste projeto é automatizar o processo de corte e recorte de papel em alta velocidade, exigindo sincronismo preciso entre os componentes mecânicos e os servomotores. O sistema foi projetado para garantir a consistência e a qualidade do corte.

Componentes do Sistema

• Controlador Principle: Mitsubishi PLC (R04CPU) para lógica de controle e gestão de movimento.
• Controle de Movimento: Módulo Mitsubishi RD77MS8 com capacidade para oito eixos de servomotor.
• Feedback de Posição: Encoders incrementais acoplados aos servomotores.
• Interface Homem-Máquina (IHM): Tela sensível ao toque para configuração de parâmetros e monitoramento do sistema.
• Mecânica: Mecanismos de corte contínuo, corte rotativo e sistema de transmissão.

Lógica de Controle

Sincronização de Servomotores

A complexidade do projeto reside na sincronização dos oito servomotores. O uso de Blocos de Função (FB) específicos da Mitsubishi simplifica a configuração de parâmetros e a implementação da lógica de controle síncrono.

Inicialização e Habilitação dos Servos

// Inicializa parâmetros do servo, como ganhos P e V
servo_configurar_parametros(
   eixo_id: ID_EIXO_1_A_8,
   ganho_posicao: VALOR_GANHO_P,
   ganho_velocidade: VALOR_GANHO_V,
   // ...outros parâmetros
);

// Habilita os servos
habilitar_servos = TRUE;
   

Gerenciamento de Feedback de Encoder

O feedback preciso do encoder é crucial para o controle de posição.

// Lê a posição atual do encoder
posicao_atual_encoder = ler_encoder(ID_EIXO_1);

// Calcula o erro de posição
erro_posicao = posicao_desejada - posicao_atual_encoder;

// Lógica de controle (ex: PID) para ajustar a saída
saida_controle = controle_pid(erro_posicao);
   

Coordenação Síncrona

Garante que todos os servomotores operem de forma coordenada, mantendo as relações de posição relativas.

// Sinal para iniciar a operação síncrona
sinal_sincronizacao = TRUE;

// Inicia a operação síncrona para todos os eixos
PARA i DE 1 ATÉ 8 FAÇA
   iniciar_movimento_sincronizado(eixo_id: i);
FIM_PARA;
   

Geração de Curvas de Came

As curvas de came são essenciais para definir o perfil de movimento exato durante as operações de corte. Algoritmos de interpolação e ajuste de curva são utilizados para garantir a suavidade e a precisão.

Aquisição de Dados e Ajuste de Curva

// Parâmetros de corte obtidos da IHM
largura_corte = ler_parametro_ihm("LarguraCorte");
velocidade_corte = ler_parametro_ihm("VelocidadeCorte");

// Pontos de definição da curva de came
pontos_curva = obter_pontos_referencia(largura_corte, velocidade_corte);

// Ajusta uma curva polinomial aos pontos definidos
curva_came = ajustar_curva_polinomial(pontos_curva);
   

Aplicação da Curva de Came ao Controle do Servo

// Define a posição e velocidade do servo com base na curva de came
posicao_desejada_servo = obter_posicao_da_curva(curva_came, tempo_atual);
velocidade_desejada_servo = obter_velocidade_da_curva(curva_came, tempo_atual);

// Aplica os valores ao controle do servo correspondente
definir_comando_servo(
   eixo_id: ID_EIXO_1,
   posicao: posicao_desejada_servo,
   velocidade: velocidade_desejada_servo
);
   

Configuração via Tela Sensível ao Toque

A IHM permite que os operadores ajustem parâmetros operacionais em tempo real, como largura e velocidade de corte, e selecionem o modo de operação (corte contínuo ou rotativo).

Processamento de Parâmetros da IHM

// Lê o modo de operação selecionado pelo usuário
modo_operacao = ler_parametro_ihm("ModoOperacao");

SE modo_operacao = MODO_CORTE_CONTINUO ENTÃO
   configurar_parametros_corte_continuo();
SENAO
   configurar_parametros_corte_rotativo();
FIM_SE;
   

Resultados Operacioanis

O sistema demonstrou alta estabilidade e precisão após a fase de calibração e otimização. A sincronização entre os eixos é precisa, e os resultados de corte atendem às especificações do projeto. Vídeos demonstrativos do funcionamento do equipamento estão disponíveis para visualização.

Este projeto aprofundou a compreensão sobre as capacidades avançadas de controle de servomotores Mitsubishi, incluindo o seguimento por encoder, a coordenação entre múltiplos servos e o uso de curvas de came. A integração da IHM com o PLC proporciona uma interface de operação intuitiva.

Perspectivas futuras incluem a otimização dos algoritmos de geração de curvas de came para aumentar a eficiência e a precisão do corte, além da aplicação dessa arquitetura de controle em outras linhas de automação industrial.