伺服驅動(dòng)系統在電腦橫切機上的應用

一、 引言

隨著(zhù)包裝行業(yè)的迅猛發(fā)展，瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)效率逐年提高，主要體現在瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)后端的電腦橫切機速度的大幅提高。電腦橫切機的控制部分需滿(mǎn)足精準的裁切長(cháng)度的同時(shí)還要滿(mǎn)足很高的裁切速度。其難點(diǎn)在于紙板處于高速運動(dòng)狀態(tài)，切刀的動(dòng)態(tài)控制需極高的運算速度和極高的跟蹤性能。變頻器的控制無(wú)法達到高的裁切速度（40M/min—80M/min），裁切誤差也隨速度的提高而越來(lái)越大，PLC對脈沖的反饋速度也無(wú)法滿(mǎn)足裁切精度的要求。運動(dòng)控制卡加進(jìn)口伺服系統的控制方式是完全可以滿(mǎn)足精度和速度的雙向要求，速度可達到200M/min—300M/min，還是有價(jià)格昂貴，供貨時(shí)間長(cháng)等不足之處。本文著(zhù)重介紹的將運動(dòng)控制卡集成在伺服驅動(dòng)器之內的BWS品牌伺服驅動(dòng)器在橫切系統中的應用。



圖1：電腦螺旋刀橫切機控制簡(jiǎn)圖

二、 系統組成

下圖為電腦螺旋刀橫切機控制簡(jiǎn)圖。此系統實(shí)現旋轉式同步動(dòng)態(tài)裁切，上下兩組裁切輪刀同時(shí)被伺服馬達帶動(dòng)，各依箭頭所示方向相對旋轉。輪刀之上的刀刃必須作精密的調整，當上輪刀之刀刃旋轉至正下方時(shí)，下刀刃恰好轉至正上方，才能執行正確的裁切。每次裁切刀輪旋轉一圈，便自動(dòng)將材料切斷一次；馬達只要在相同方向連續運轉，輪刀便能連續裁切。

系統組成及其功能介紹：

1、旋轉式同步飛剪控制驅動(dòng)系統（BWS-BBR）：

接受PLC及HMI輸入的運轉命令及長(cháng)度設定

偵測量測輪編碼器傳回之脈沖，得知進(jìn)料速度及進(jìn)料長(cháng)度。

控制伺服馬達之運轉速度及同步定位動(dòng)作

2、人機界面（HMI）：

接受設定資料及顯示運轉狀態(tài)

3、PLC：

處理基本之接口、互鎖、連動(dòng)信號

4、永磁同步伺服馬達 或 感應式伺服馬達：

將馬達動(dòng)力傳送至上下裁切刀輪

5、輪刀：

上下鏡射、各帶刀刃的一組回轉機構

6、送料檢測編碼器：

直接緊密的接觸待切材料，靠材料之橫移而帶動(dòng)編碼器產(chǎn)生脈沖信號

三、工作原理

電腦橫切機切紙板時(shí)，切刀運行的速度曲線(xiàn)因裁切長(cháng)度的不同而不同，大體分三種情況：裁切長(cháng)度大于兩倍切刀圓周長(cháng)、裁切長(cháng)度大于切刀圓周長(cháng)且小于兩倍切刀圓周長(cháng)、裁切長(cháng)度小于切刀圓周長(cháng)。

第一種情況：裁切長(cháng)度大于兩倍切刀圓周長(cháng)


圖2: 裁切長(cháng)度大于兩倍切刀圓周長(cháng)的運轉曲線(xiàn)