BWS伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在電腦橫切機(jī)上的應(yīng)用
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時(shí)間：2014-04-06
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隨著包裝行業(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(xiàn)在瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)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(mǎn)足精準(zhǔn)的裁切長(zhǎng)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(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(lái)越大，PLC對(duì)脈沖的反饋速度也無(wú)法滿(mǎn)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(mǎn)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(xiàn)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(xiàn)
如果裁切長(zhǎng)度大于兩倍切刀圓周長(zhǎng)，運(yùn)行速度曲線(xiàn)如圖2所示；整個(gè)裁切循環(huán)從第一個(gè)裁切點(diǎn)開(kāi)始到第二個(gè)裁切點(diǎn)結(jié)束，重點(diǎn)分段說(shuō)明如下：
1. BWS-BBR控制系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)控進(jìn)料長(zhǎng)度與進(jìn)料速度并控制伺服馬達(dá)帶動(dòng)裁切刀輪，掌握正確的裁刀速度曲線(xiàn)。
2. 從第一個(gè)裁切點(diǎn)開(kāi)始 (裁刀方位角等于180度)，當(dāng)時(shí)仍然在同步區(qū)域內(nèi)，因此裁刀速度必須與進(jìn)料速度維持同步運(yùn)轉(zhuǎn)。
3. 當(dāng)裁切刀」離開(kāi)同步區(qū)域后，裁刀速度曲線(xiàn)經(jīng)過(guò)控制系統(tǒng)精確的計(jì)算、控制，在降低到零速的同時(shí)，裁刀方位角也必須剛好等于0度。
4. 當(dāng)進(jìn)料長(zhǎng)度累計(jì)到適當(dāng)長(zhǎng)度時(shí)，裁切刀輪開(kāi)始朝進(jìn)料速度目標(biāo)加速；而且裁刀速度曲線(xiàn)經(jīng)過(guò)控制系統(tǒng)精確的計(jì)算、控制，務(wù)求在裁刀速度上升到與進(jìn)料速度同步的同時(shí)，裁切刀輪也恰好進(jìn)入同步區(qū)域。
6. 進(jìn)入同步區(qū)域之后，裁刀速度必須隨時(shí)與進(jìn)料速度維持同步運(yùn)轉(zhuǎn)，直到第二個(gè)裁切點(diǎn)出現(xiàn)，乃完成一次裁切循環(huán)。
評(píng)論