一、系統(tǒng)概述

　　縱切機(jī)是瓦楞紙紙箱生產(chǎn)中一單元設(shè)備，它的作用是將瓦楞紙紙板經(jīng)過正面的切刀剪切后，再經(jīng)過后面壓痕的上下輪壓痕，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品經(jīng)過折疊黏貼就成了我們?nèi)粘Ｊ褂玫陌b紙箱。

　　一般的紙箱壓四痕疊成的四方體，當(dāng)然也有的包裝需要壓五痕或者壓更多的痕，那樣就可以疊成五棱立方體、六棱立方體甚至更多的立方體包裝品了。切刀數(shù)量取決于紙板的寬度和制成紙箱的幅度，一把刀可以把來料切成兩塊，兩把刀切成三塊，類推，五刀可把紙板切成六塊，即一次最多可以做六個(gè)成品。

　　五刀

　　八線

　　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖

　　二、工藝介紹

　　伺服的作用在于定位切刀和壓輪的位置。設(shè)備啟動(dòng)后，伺服經(jīng)過齒輪齒條(或者絲杠)帶動(dòng)刀和壓輪向右邊靠近，進(jìn)行回原點(diǎn)動(dòng)作，尋找到參考點(diǎn)。根據(jù)設(shè)定的參數(shù)選定刀的數(shù)量和壓輪的數(shù)量，上位機(jī)控制伺服運(yùn)動(dòng)到運(yùn)算的位置，至此排刀和壓輪動(dòng)作結(jié)束。通過手動(dòng)控制氣缸的吸合，壓輪和切刀壓下，在主電機(jī)的帶動(dòng)下，紙板就會(huì)被切開、壓上痕，包裝成品紙板。

　　當(dāng)一個(gè)批次的產(chǎn)品做完了后，需要進(jìn)行換單，進(jìn)行另外的生產(chǎn)。這就需要上位進(jìn)行選刀和壓輪(根據(jù)設(shè)定的參數(shù))進(jìn)行移動(dòng)。通過上位機(jī)控制算法選擇實(shí)際距離和設(shè)定距離最近的刀進(jìn)行動(dòng)作。由于換單生產(chǎn)時(shí)一般不要求斷電，要求換刀必須要迅速。

　　三、KINCO 控制方案

　　1)電機(jī)的選擇

　　瓦楞紙縱切機(jī)采用電機(jī)主要用來控制刀和壓輪，控制精度高，換刀速度快。

　　目前該行業(yè)越來越多采用伺服電機(jī)作為執(zhí)行電機(jī)，然而正確的選擇電機(jī)對(duì)該設(shè)備的設(shè)計(jì)非常重要。

　　該設(shè)備常見負(fù)載一般為兩種，一種為滾珠絲杠，另一種為齒輪齒條

　　A.滾珠絲杠負(fù)載:電機(jī)的選擇必須綜合考慮伺服電機(jī)的性能以及滾珠絲杠的成本。根據(jù)當(dāng)前需求進(jìn)行電機(jī)扭矩的計(jì)算。

　　如：當(dāng)前需求

　　滾珠絲桿導(dǎo)程8mm

　　絲杠上的薄刀以及其他按照20Kg 計(jì)算。

　　根據(jù)機(jī)械負(fù)載情況計(jì)算電機(jī)力矩

　　T=F*PB/2P

　　T 為電機(jī)力矩

　　F 為旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)化為直線方向的推力

　　PB 為絲杠的導(dǎo)程

　　如果選擇常用的750W 交流伺服電機(jī)，電機(jī)扭矩T=2.4NM。

　　F=1800N，理論上可以滿足要求。

　　B.齒輪齒條負(fù)載

　　1.齒條導(dǎo)程：50MM

　　2.齒條上的薄刀以及其他按照20Kg 計(jì)算。

　　根據(jù)機(jī)械負(fù)載情況計(jì)算電機(jī)力矩

　　如果電機(jī)T=8NM

　　F=1000N，理論上滿足要求

　　而通用的三相交流伺服系統(tǒng)電機(jī)軸在停止時(shí)都會(huì)存在前后校正，為了保證瓦楞紙切割的精度，必須采用氣缸鎖死，然而會(huì)造成成本的增加。

　　步科公司為了解決該問題，開發(fā)了多級(jí)伺服電機(jī)，采用特殊的控制算法，使電機(jī)在停止時(shí)有步進(jìn)電機(jī)的性能，停止時(shí)電機(jī)軸不校正，按照恒定的力矩鎖住電機(jī)軸，運(yùn)行時(shí)有三相交流電機(jī)的性能。此電機(jī)最適合應(yīng)用于齒輪齒條的負(fù)載。

　　2)驅(qū)動(dòng)器的選擇

　　瓦楞紙縱切機(jī)應(yīng)用一般為多軸控制，如五刀八線需要21 臺(tái)伺服電機(jī)，如果采用傳統(tǒng)的脈沖控制方式，接線復(fù)雜，容易出錯(cuò)，整體成本高。步科公司是國際CiA 組織的會(huì)員，也是國內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，擁有基于CANopen 總線技術(shù)的完整的機(jī)器自動(dòng)化解決方案和產(chǎn)品。在CAN 總線伺服產(chǎn)品上有近20 年的研發(fā)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，主要包括：包裝、煙草、印刷、醫(yī)療、電子行業(yè)等。因此采用帶CAN 總線的伺服驅(qū)動(dòng)器CD421-AF 系列產(chǎn)品以及多級(jí)伺服電機(jī)是該設(shè)備的最佳選擇。PLC 可以采用施耐德M258，觸摸屏采用KINCO MT4403T。

　　四、方案配置

　　配置表一(采用CD421-AF 以及多級(jí)伺服電機(jī)配置，)適合齒輪齒條

　　配置表二(采用CD421 以及通用750W 交流伺服電機(jī)配置)適合絲杠

　　五、結(jié)論

　　1、與原步進(jìn)電機(jī)方案比，速度提高30%;

　　2、高速不丟步;

　　3、控制精度更高，幅度±0.5mm;

　　4、接線簡(jiǎn)單可靠。

（轉(zhuǎn)載）