歐瑞伺服在高速打印切紙機(jī)上的典型應(yīng)用

一、前言：

高速打印切紙機(jī)將打印作業(yè)一次性加工完成。傳統(tǒng)設(shè)備一般是先將空白紙卷通過數(shù)控切紙機(jī)切成期望的長度，整理備用；再通過獨(dú)立的印刷設(shè)備進(jìn)行排版印刷。常見的印刷方式包括膠印、柔性版印刷、絲網(wǎng)印刷、凹版印刷等，相對(duì)于數(shù)碼打印，這些印刷方式環(huán)節(jié)繁多、工藝復(fù)雜。數(shù)碼打印操作簡單，工作環(huán)境清潔、維護(hù)方便，將完整作業(yè)批量式印刷變成現(xiàn)實(shí)，使用更方便，且該系統(tǒng)性價(jià)比高，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。使用SD20-G伺服系統(tǒng)電子凸輪旋切功能后，實(shí)現(xiàn)了打印后不停機(jī)任意長度裁切，并具有系統(tǒng)兼容性好，接線簡單快捷、調(diào)試方便、操作維護(hù)便捷等優(yōu)點(diǎn)。

二、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況

設(shè)備主要組成：

1）上紙及放卷部分；

2）打印翻轉(zhuǎn)部分；

3）旋切裁剪部分；

4）收容整理部分。

通過上紙機(jī)構(gòu)，將空白大紙卷導(dǎo)入放卷機(jī)構(gòu)。放卷機(jī)構(gòu)保證走紙和打印過程中紙的張力一致，速度穩(wěn)定均勻。打印機(jī)根據(jù)電腦輸入作業(yè)，負(fù)責(zé)打印不同內(nèi)容，而導(dǎo)向輥則負(fù)責(zé)紙張的正反面轉(zhuǎn)換。光眼采集信號(hào)傳給SD20-G伺服驅(qū)動(dòng)器，作為伺服凸輪的CAP信號(hào)；測(cè)量輪上的旋轉(zhuǎn)編碼器，根據(jù)紙張的線速度及長度轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)（脈沖的頻率和個(gè)數(shù)）輸入給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)電眼信號(hào)和編碼器輸入脈沖，控制SD20-G伺服凸輪旋切功能的啟動(dòng)、運(yùn)行和停止。伺服電機(jī)帶動(dòng)切刀對(duì)打印后的紙張，按觸摸屏設(shè)置的長度進(jìn)行裁切。觸摸屏上的裁切長度可以任意設(shè)定。裁切后的紙張經(jīng)過傳送帶、擺桿及伺服等機(jī)構(gòu)進(jìn)行收容整理。本案例按色標(biāo)信號(hào)旋切方案。

現(xiàn)場(chǎng)電氣及減速機(jī)速比信息：

凸輪伺服驅(qū)動(dòng)器型號(hào)：SD20-G182S2M2F0D71B1；

凸輪伺服電機(jī)型號(hào)  ：SMSA-152T37ED；

牽引伺服驅(qū)動(dòng)器型號(hào)：SD20-G182S2M2F0D51B1；

牽引伺服電機(jī)型號(hào)  ：SMSA-152G37ED；？

收容伺服驅(qū)動(dòng)器型號(hào)：SDP10-G401T2K1F0D51B1P2

收容伺服電機(jī)型號(hào)  ：SMSA-401G32EDN

測(cè)量編碼器類型：    10000線增量編碼器（24V A B Z 信號(hào)）

高速電眼          ：1個(gè)

接近開關(guān)          ：1個(gè)

機(jī)械傳動(dòng)部分      ：減速機(jī)，絲桿

機(jī)械減速比        ：牽引--1 : 7；斜齒--3 : 5；凸輪--1：7

凸輪旋切原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：

1）凸輪旋切原理：

物料由牽引伺服電機(jī)拖動(dòng)，通過測(cè)速輪帶動(dòng)編碼器將送料長度、速度，轉(zhuǎn)換成脈沖個(gè)數(shù)、脈沖頻率，送給伺服驅(qū)動(dòng)器。伺服電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)切刀做帶加減速的圓周運(yùn)動(dòng)，在切刀與物料接觸處線速度與物料送料速度比例恒定，按定長或按色標(biāo)切斷物料。

                           圖1

2）現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：如圖2所示，物料送料速度由測(cè)速盤帶動(dòng)編碼器，發(fā)送脈沖信號(hào)給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)切刀，通過色標(biāo)及控制信號(hào)控制系統(tǒng)起停運(yùn)行。

3）凸輪旋切動(dòng)作及軌跡：

旋切動(dòng)作由穩(wěn)速區(qū)和變速區(qū)組成，變速區(qū)內(nèi)電機(jī)做加減速運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)速區(qū)保持線速度與板材成固定比例關(guān)系。

a.生成運(yùn)動(dòng)軌跡所需參數(shù)為：

1.同步區(qū)比例 單位0.1 %

2.從軸長度 單位0.1 mm

3.主軸長度 單位0.1 mm

4.同步比例單位 0.1 %

b.  運(yùn)動(dòng)軌跡與參數(shù)關(guān)系：

假設(shè)同步比例為100%即切點(diǎn)線速度同步時(shí)，當(dāng)主軸長度由小于叢軸長度變化到大于叢軸長度運(yùn)動(dòng)速度曲線如下：

主軸長度小于叢軸長度，變速區(qū)叢軸速度高于主軸速度；

主軸長度大于叢軸長度，變速區(qū)叢軸速度低于主軸速度；

主軸長度遠(yuǎn)大于叢軸長度，變速區(qū)叢軸速度低于主軸速度同時(shí)產(chǎn)生等待區(qū)。

c.  所需機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：

1、測(cè)速盤周長；

2、測(cè)速盤每圈脈沖數(shù)（4倍頻以后的）；

3、切刀間距（切刀盤周長除以切刀個(gè)數(shù)）；

4、切刀傳動(dòng)比（切刀每刀伺服電機(jī)所需旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)）

三、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備圖片及接線：

a.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要機(jī)構(gòu)：

壓輥及導(dǎo)向輪

凸輪旋切  

伺服系統(tǒng)電控箱與工業(yè)PC

b．控制線做線方式

五、參數(shù)設(shè)置及調(diào)試：

1）現(xiàn)場(chǎng)凸輪伺服參數(shù)設(shè)置：

2) 基本調(diào)試過程：

(1)電機(jī)在裝設(shè)備之前檢查控制柜接線、伺服與上位機(jī)、電機(jī)之間的接線，確保點(diǎn)動(dòng)伺服運(yùn)行正常；

(2)電機(jī)裝載設(shè)備機(jī)械部分連接好，伺服慣量自學(xué)習(xí)，調(diào)整剛性、增益等參數(shù)達(dá)到運(yùn)行最佳效果；

(3)確認(rèn)外部編碼器類型，設(shè)置控制模式、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要I/O定義功能，設(shè)置需要參數(shù)啟動(dòng)的電子凸輪旋切功能參數(shù)；

(4)監(jiān)控伺服Lo-033輸入脈沖及Lo-004反饋脈沖確保伺服不丟脈沖；排除外部干擾等因素，避免引起伺服的誤動(dòng)作.

(5)與系統(tǒng)邏輯及外部編碼器配合保證伺服輸入輸出與各個(gè)按鈕、繼電器等正常運(yùn)行;