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成品。
五刀
八線
現(xiàn)場應(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)備啟動后，伺服經(jīng)過齒輪齒條(或者絲杠)帶動刀和壓輪向右邊靠近，進(jìn)行回原點動作，尋找到參考點。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)動到運(yùn)算的位置，至此排刀和壓輪動作結(jié)束。通過手動控制氣缸的吸合，壓輪和切刀壓下，在主電機(jī)的帶動下，紙板就會被切開、壓上痕，包裝成品紙板。
當(dāng)一個批次的產(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。通過上位機(jī)控制算法選擇實際距離和設(shè)定距離最近的刀進(jìn)行動作。由于換單生產(chǎn)時一般不要求斷電，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)對該設(shè)備的設(shè)計非常重要。
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 計算。
根據(jù)機(jī)械負(fù)載情況計算電機(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 計算。
根據(jù)機(jī)械負(fù)載情況計算電機(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)軸在停止時都會存在前后校正，為了保證瓦楞紙切割的精度，必須采用氣缸鎖死，然而會造成成本的增加。
步科公司為了解決該問題，開發(fā)了多級伺服電機(jī)，采用特殊的控制算法，使電機(jī)在停止時有步進(jìn)電機(jī)的性能，停止時電機(jī)軸不校正，按照恒定的力矩鎖住電機(jī)軸，運(yùn)行時有三相交流電機(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，整體成本高。步科公司是國際CiA 組織的會員，也是國內(nèi)工業(yè)自動化領(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，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)動器CD421-AF 系列產(chǎn)品以及多級伺服電機(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、接線簡單可靠。
（轉(zhuǎn)載）
