伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在電腦橫切機(jī)上的應(yīng)用

一、 引言

隨著包裝行業(yè)的迅猛發(fā)展，瓦楞紙板生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率逐年提高，主要體現(xiàn)在瓦楞紙板生產(chǎn)線后端的電腦橫切機(jī)速度的大幅提高。電腦橫切機(jī)的控制部分需滿足精準(zhǔn)的裁切長(zhǎng)度的同時(shí)還要滿足很高的裁切速度。其難點(diǎn)在于紙板處于高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，切刀的動(dòng)態(tài)控制需極高的運(yùn)算速度和極高的跟蹤性能。變頻器的控制無(wú)法達(dá)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越大，PLC對(duì)脈沖的反饋速度也無(wú)法滿足裁切精度的要求。運(yùn)動(dòng)控制卡加進(jìn)口伺服系統(tǒng)的控制方式是完全可以滿足精度和速度的雙向要求，速度可達(dá)到200M/min—300M/min，還是有價(jià)格昂貴，供貨時(shí)間長(zhǎng)等不足之處。本文著重介紹的將運(yùn)動(dòng)控制卡集成在伺服驅(qū)動(dòng)器之內(nèi)的BWS品牌伺服驅(qū)動(dòng)器在橫切系統(tǒng)中的應(yīng)用。



圖1：電腦螺旋刀橫切機(jī)控制簡(jiǎn)圖

二、 系統(tǒng)組成

下圖為電腦螺旋刀橫切機(jī)控制簡(jiǎn)圖。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)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(dá)帶動(dòng)，各依箭頭所示方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)。輪刀之上的刀刃必須作精密的調(diào)整，當(dāng)上輪刀之刀刃旋轉(zhuǎn)至正下方時(shí)，下刀刃恰好轉(zhuǎn)至正上方，才能執(zhí)行正確的裁切。每次裁切刀輪旋轉(zhuǎn)一圈，便自動(dòng)將材料切斷一次；馬達(dá)只要在相同方向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，輪刀便能連續(xù)裁切。

系統(tǒng)組成及其功能介紹：

1、旋轉(zhuǎn)式同步飛剪控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（BWS-BBR）：

接受PLC及HMI輸入的運(yùn)轉(zhuǎn)命令及長(zhǎng)度設(shè)定

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

控制伺服馬達(dá)之運(yùn)轉(zhuǎn)速度及同步定位動(dòng)作

2、人機(jī)界面（HMI）：

接受設(shè)定資料及顯示運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

3、PLC：

處理基本之接口、互鎖、連動(dòng)信號(hào)

4、永磁同步伺服馬達(dá) 或 感應(yīng)式伺服馬達(dá)：

將馬達(dá)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

6、送料檢測(cè)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(hào)

三、工作原理

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

第一種情況：裁切長(zhǎng)度大于兩倍切刀圓周長(zhǎng)


圖2: 裁切長(zhǎng)度大于兩倍切刀圓周長(zhǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)曲線