一、引言

        在成型材料制造流水線的末端， 要求有整料和收集系統(tǒng)， 根據(jù)市場(chǎng)的需求， 以往的卷料在材料外觀、產(chǎn)品損耗和生產(chǎn)效率上已不能滿足。因此客戶要求對(duì)制造出來的材料直接進(jìn)行定長切斷和整料，滿足市場(chǎng)的需求，在此背景下，設(shè)備制造生產(chǎn)商推出高性能追剪機(jī)。

二、系統(tǒng)工藝簡介  
                       
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        機(jī)械系統(tǒng)由主機(jī)臺(tái)、追剪工作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；電氣系統(tǒng)由上位控制機(jī)（臺(tái)達(dá)可編程控制器） 、人機(jī)界面、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、測(cè)長、測(cè)速檢測(cè)開關(guān)以及外圍控制開關(guān)組成，如下圖。

      人機(jī)界面設(shè)定剪切長度 L1；測(cè)長編碼器反饋進(jìn)料長度 L；測(cè)速編碼器反饋進(jìn)料速度 V 輸入信號(hào) 9 個(gè)：一使能信號(hào)，兩工作臺(tái)運(yùn)行限位，一工作臺(tái)零點(diǎn)標(biāo)志，夾緊及松開到位信號(hào)標(biāo)志各一個(gè)，切盤切斷及收回到位信號(hào)各一個(gè)，手動(dòng)切斷一個(gè)； 輸出信號(hào) 4個(gè)：切盤電機(jī)運(yùn)行，夾緊松開電磁閥，切盤切動(dòng)作電磁閥，料架自動(dòng)整料信號(hào)；

2、工藝流程

        上電給使能以后,切斷電機(jī)運(yùn)行，工作臺(tái)返回工作原點(diǎn)。控制器檢查定長編碼器的反饋頻率來設(shè)定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同步速度且開始同步運(yùn)行。材料切斷長度由人機(jī)界面寫入，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在同步完成時(shí)候同時(shí)完成材料的切斷定長，當(dāng)速度和長度到達(dá)給定時(shí)夾緊電磁閥動(dòng)作并夾緊材料，夾緊到位以后,切斷盤靠近加工材料并切斷，切斷信號(hào)到位,切斷盤收回，收回信號(hào)到位,夾緊電磁閥動(dòng)作，松開工件并開始返回工作零點(diǎn)，料架電磁閥動(dòng)作，將切斷材料翻入裝料箱，繼續(xù)進(jìn)行下次切斷工作。

3、技術(shù)參數(shù)

一次循環(huán)動(dòng)作要求在 3S內(nèi)完成，切斷誤差在 3mm內(nèi)，送料速度最大 120m/Min。

 
4、上位機(jī)控制流程

根據(jù)工藝流程及要求，編制上位機(jī)控制程序流程如下：

三、系統(tǒng)問題及解決方法
1、頻繁快速加減速啟動(dòng)問題

        由上述工藝結(jié)構(gòu)、流程和技術(shù)參數(shù)了解到，高速飛剪機(jī)要求頻繁快速加減速啟動(dòng)，因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)的加減速時(shí)間很短，通常從靜止加速到 500rpm的時(shí)間在 10 毫秒內(nèi)，減速亦然，并要求速度反向靈敏；而工作臺(tái)又有相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，負(fù)載慣性大，交流變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)電機(jī)因其啟動(dòng)力矩和低速力矩不夠，高速加減速時(shí)間長，低頻力矩輸出低，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。時(shí)光異步伺服控制器在額定轉(zhuǎn)速頻率范圍內(nèi)具有恒轉(zhuǎn)矩（200%額定）輸出的特性，且加減速度范圍在 0.05~3000Hz/S，換算后可達(dá)到靜止加速到 500rpm的時(shí)間為 8 毫秒內(nèi)，采用該伺服驅(qū)動(dòng)后上述問題得到解決。

2、高速運(yùn)行同步精度問題

        系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)測(cè)長編碼器測(cè)出長度并與設(shè)定長度比較運(yùn)算后給出同步信號(hào)時(shí)，要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)速度同步于材料送料速度，并且在材料切斷過程中也要保持同步，而送料速度由上游成型機(jī)決定，飛剪機(jī)處于被動(dòng)隨動(dòng)，因此在反應(yīng)速度和同步精度上對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求定位準(zhǔn)確，快速。而一般變頻調(diào)速電機(jī)必須配備高性能同步卡才能做到，該同步卡價(jià)格昂貴，性價(jià)比差；而時(shí)光伺服控制器具有雙 PG輸入功能，并可編程在控制器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)同步功能，且同步、跟隨精度為±1個(gè)編碼器脈沖數(shù)，選用 2048P編碼器，根據(jù)機(jī)械尺寸換算后可達(dá)到±0.03mm 的精度，采用該伺服驅(qū)動(dòng)后達(dá)到了要求。

 
3、工作臺(tái)運(yùn)行中震動(dòng)問題

        工作臺(tái)在頻繁啟動(dòng)和高速加減速過程中容易產(chǎn)生震動(dòng)，從而影響到機(jī)器上采集信號(hào)的穩(wěn)定性，特別是測(cè)長和測(cè)速編碼器的脈沖穩(wěn)定性，一般變頻調(diào)速采取設(shè)定加減速時(shí)間和 S曲線方法解決；而時(shí)光伺服控制器除具有上述曲線功能外，還具有定位時(shí)減速過程的慣性修正點(diǎn)設(shè)定、定位結(jié)束前爬行的剩余脈沖數(shù)設(shè)定的功能，通過設(shè)定可以明顯解決震動(dòng)問題。

四、結(jié)論 

        經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試，采用時(shí)光伺服控制器作為驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)行，送料速度達(dá)到120米/分鐘，剪切精度±2mm，單循環(huán)動(dòng)作時(shí)間 3秒內(nèi)，達(dá)到設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。并通過對(duì)伺服參數(shù)的調(diào)整，使得機(jī)臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)，震動(dòng)小，獲得用戶好評(píng)。