伺服驅(qū)動系統(tǒng)在電腦橫切機上的應用

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速度的大幅提高。電腦橫切機的控制部分需滿足精準的裁切長度的同時還要滿足很高的裁切速度。其難點在于紙板處于高速運動狀態(tài)，切刀的動態(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越大，PLC對脈沖的反饋速度也無法滿足裁切精度的要求。運動控制卡加進口伺服系統(tǒng)的控制方式是完全可以滿足精度和速度的雙向要求，速度可達到200M/min—300M/min，還是有價格昂貴，供貨時間長等不足之處。本文著重介紹的將運動控制卡集成在伺服驅(qū)動器之內(nèi)的BWS品牌伺服驅(qū)動器在橫切系統(tǒng)中的應用。



圖1：電腦螺旋刀橫切機控制簡圖

二、 系統(tǒng)組成

下圖為電腦螺旋刀橫切機控制簡圖。此系統(tǒng)實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式同步動態(tài)裁切，上下兩組裁切輪刀同時被伺服馬達帶動，各依箭頭所示方向相對旋轉(zhuǎn)。輪刀之上的刀刃必須作精密的調(diào)整，當上輪刀之刀刃旋轉(zhuǎn)至正下方時，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，便自動將材料切斷一次；馬達只要在相同方向連續(xù)運轉(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)動系統(tǒng)（BWS-BBR）：

接受PLC及HMI輸入的運轉(zhuǎn)命令及長度設定

偵測量測輪編碼器傳回之脈沖，得知進料速度及進料長度。

控制伺服馬達之運轉(zhuǎn)速度及同步定位動作

2、人機界面（HMI）：

接受設定資料及顯示運轉(zhuǎn)狀態(tài)

3、PLC：

處理基本之接口、互鎖、連動信號

4、永磁同步伺服馬達 或 感應式伺服馬達：

將馬達動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)機構(gòu)

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編碼器產(chǎn)生脈沖信號

三、工作原理

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

第一種情況：裁切長度大于兩倍切刀圓周長


圖2: 裁切長度大于兩倍切刀圓周長的運轉(zhuǎn)曲線