在印刷后道裁單張、帶色標(biāo)切,金屬加工的開卷校平線上有定長裁切、瓦楞紙橫切、造紙后道裁切等裁切系統(tǒng)中都會用到貝加萊ACOPOS伺服驅(qū)動器的CAM功能,采用伺服裁切的方式被稱為電子軸裁切,也叫Cross Cutter。
一、應(yīng)用方案
貝加萊裁切方案即可作為主機(jī)的一個獨(dú)立單元,例如:在柔版印刷中可以由主控來控制裁切伺服系統(tǒng)工作,也可以構(gòu)成一個獨(dú)立的裁切系統(tǒng),例如,這里,我們可以采用貝加萊PP35作為控制器來控制一個伺服驅(qū)動器進(jìn)行的裁切控制。
二、產(chǎn)品簡介
1 )PP35是貝加萊提供的一個非常適合小型機(jī)器控制的集成控制器,它有160*80灰度顯示,并且有非常美觀設(shè)計的按鈕可供操作之用,另外,它的背面還有16點(diǎn)DI和16點(diǎn)DO,并且可以通過CAN總線方式連接伺服驅(qū)動器、第三方變頻器等,是一個經(jīng)濟(jì)型的緊湊控制方案。
2)ACOPOS伺服驅(qū)動器不同于普通伺服驅(qū)動器的功率放大功能,它是一個內(nèi)部集成了很多功能塊可供調(diào)用的智能型伺服驅(qū)動器,例如:電子齒輪、電子凸輪、虛擬主軸等均包含在驅(qū)動器內(nèi)。因此,ACOPOS本身就具有很強(qiáng)的運(yùn)算功能,而PP35需要提供的就是裁切參數(shù),例如:裁切尺寸、裁切速度等,而ACOPOS可以據(jù)此自行計算加減速曲線和同步區(qū)間等關(guān)鍵運(yùn)行曲線的計算。
另外ACOPOS還有兩個很重要的特點(diǎn)對于裁切非常重要:
A.掛接異步電機(jī)構(gòu)成異步伺服系統(tǒng),對于動態(tài)響應(yīng)要求不高的場合,例如瓦楞紙橫切,則可以使用異步電機(jī)來達(dá)到系統(tǒng)的柔性和效率,但是,卻可以降低成本。
B.可掛接多個編碼器,通常的裁切系統(tǒng)是跟隨外部的一個速度,而這個速度由一個編碼器給出,ACOPOS伺服驅(qū)動器支持最大三個編碼器輸入,并且可支持增量式、旋轉(zhuǎn)編碼器、絕對式編碼器等。
這兩個特點(diǎn)使得ACOPOS伺服驅(qū)動器具有了很大的適應(yīng)范圍。
三、裁切方案描述
1.定義:裁切長度為L,刀輥周長為C,裁切線速度V
2.速度同步:通常為了保證裁切的精度,在刀尖與裁切的紙張進(jìn)行接觸時,必須保證刀尖的線速度與紙的線速度一致,才不會因?yàn)樗俣炔疃斐蓪Σ们衅返拇昀e位造成誤差。
3.編碼器輸入:線速度測量的編碼器可以直接接入到ACOPOS的第二個編碼器模塊,與伺服電機(jī)的編碼器在驅(qū)動器內(nèi)部進(jìn)行直接比較,由于是在驅(qū)動器內(nèi)直接比較,因此系統(tǒng)的響應(yīng)速度非常快。
4.電子凸輪曲線CAM
如圖所示,在刀輥的周長上被劃分為同步區(qū)域和非同步區(qū)域,設(shè)置了同步起始位置、切割位置、同步結(jié)束位置、參考點(diǎn)位置、加速位置,這些都是根據(jù)線速度V和裁減長度L、刀輥周長C等由系統(tǒng)自動計算的結(jié)果。
ACOPOS 的CAM支持高達(dá)6階的曲線描繪能力,使得系統(tǒng)曲線光滑平穩(wěn),無沖擊,保障了裁切的精度和機(jī)械系統(tǒng)的最小沖擊。
5.裁切工況
a)當(dāng)L=C時,則系統(tǒng)按照勻速加工,可以理解為電子凸輪曲線的階次為0
b)當(dāng)L>C時,則在裁切完成后,刀輥減速運(yùn)行等待第二次裁切;
c)當(dāng)L
應(yīng)用效果:在瓦楞紙橫切中可以達(dá)到220m/min的裁切速度,裁切精度達(dá)到+/-0.5mm,而在印后裁切中精度可以達(dá)到+/-0.15mm,在鋼板定長切中也可以達(dá)到+/-0.2mm的精度,速度則根據(jù)客戶應(yīng)用情況而不同,衡量裁切系統(tǒng)速度的指標(biāo)主要集中在對最小裁切尺寸的裁切速度上,而在這個方面ACOPOS的表現(xiàn)也是非常優(yōu)秀。
這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于:
1.降低成本:雖然增加了伺服系統(tǒng)的成本,但是,傳統(tǒng)的機(jī)械裁切方式是采用與裁切尺寸相同的裁切刀輥來實(shí)現(xiàn)的,對于裁切尺寸變化不大的加工而言,這并不會增加太多成本,但是,對于裁切尺寸變化比較大,則需要儲備很多刀輥, 而采用伺服方式則只需要一個刀輥,這樣就降低了刀輥的成本。
2.生產(chǎn)柔性:通過設(shè)定裁切尺寸,系統(tǒng)自動計算運(yùn)動曲線,從而實(shí)現(xiàn)一個刀輥對不同尺寸的裁切,而無須更換刀輥,系統(tǒng)的生產(chǎn)柔性-即適應(yīng)的裁切范圍被擴(kuò)大了。
3.生產(chǎn)速度:生產(chǎn)速度不僅包含伺服可以更高的速度來裁切,而且也包括對訂單切換而造成的換裝時間的降低。
4.由于貝加萊ACOPOS伺服驅(qū)動器采用了電流前饋技術(shù)使得在裁切之前已經(jīng)能夠給出電流值,使得PID計算能夠快速的達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),不僅精度得到保障,而且也降低了機(jī)械沖擊。
5.ACOPOS支持多編碼器及異步伺服系統(tǒng),適應(yīng)的應(yīng)用范圍廣。
除了如上所介紹的應(yīng)用外,ACOPOS的CAM功能也可以擴(kuò)展到更多的應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用狀況,例如:園壓圓模切、圓壓圓燙金系統(tǒng)的動作也是需要一個同步區(qū)域進(jìn)行模切、燙金。不干膠標(biāo)簽印刷的同步控制等諸多應(yīng)用中,也會使用到電子凸輪CAM功能。
在紡織機(jī)械中電子凸輪細(xì)紗機(jī)、包裝機(jī)械的連續(xù)灌裝動作、立式包裝的橫切熱封動作、金屬加工中的彈簧變徑加工、剪板折彎等中都會使用到CAM功能。