simotion輪切解決方案與應(yīng)用手冊(cè)

基于SIMOTIOND與SINAMICSS120w wwwPLCworldw輪輪切解決方標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手 針對(duì)生產(chǎn)機(jī)械行業(yè)領(lǐng)域，西門子公司的研發(fā)與應(yīng)用部門不斷地進(jìn)行深入研成團(tuán)（Converting輪切與飛剪（RotaryKnife，F(xiàn)lying收放卷（Winderand自動(dòng)接料控制（Splice橫動(dòng)排線控制w wwwPLCworld等解決方案。這些方案可以應(yīng)用于包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、薄膜加工設(shè)備、生，據(jù)已有的這些先進(jìn)的解決方案介紹給廣大負(fù)責(zé)推廣和銷售的同事們，并且希望這些基礎(chǔ)概念和方案介紹能夠在大家與用戶的交流過(guò)程中提供幫助。SIMOTIONDSINAMICSS120平臺(tái)的輪切解決方案。相對(duì)于宣傳類手冊(cè)，本手冊(cè)的技術(shù)性相對(duì)較強(qiáng)，因此希望讀者有一定的機(jī)電及自動(dòng)化基礎(chǔ)，并且對(duì)SIMOTION控制系統(tǒng)能有一定的了解，以更好地理解本手冊(cè)。由于編者水平有手冊(cè)的編寫過(guò)程中，APC總部、ConvertingBranchI&S的同事給予了很大幫MCPMAPCConverting第一章輪切設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)與工 輪切的基本機(jī)械結(jié) 輪切應(yīng)用中的測(cè)速機(jī)構(gòu)及編選 關(guān)于刀輥的零位參考 第二章西門子的輪切解決方案（SIMOTION平臺(tái) 解決方案的硬件平 解決方案的特 解決方案的局限 關(guān)于刀輥的物理量及重要概 刀輥的凸輪曲 線性剪切特性的適用場(chǎng) 第三章輪切解決方案中的程序與功能 程序組及程序結(jié) 3.2功能塊介 第四章標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中的程序與功能塊的移 w 配置TO之間的同步關(guān) 拷貝必要的程序和功能 小 第一章輪切設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)與本手冊(cè)要介紹的輪切解決方案是以SIMOTIOND控制系統(tǒng)與SINAMICSS120驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為平臺(tái)而開(kāi)發(fā)的，用于將連續(xù)進(jìn)給的材料按照用戶要求的長(zhǎng)度進(jìn)w wwwPLCworld 1-1這兩種結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)（的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刀頭直接固定在刀輥上，運(yùn)動(dòng)部件少，可以達(dá)到較高的運(yùn)行速度，而且容易保證刀頭的位置控制精度缺點(diǎn)是刀頭的縱向行程比較短，無(wú)法切割較厚的材料能夠達(dá)到的刀頭位置控制精度也相對(duì)差一些。但是這種機(jī)構(gòu)也有很明顯的優(yōu)勢(shì)，在向應(yīng)力的問(wèn)題。因此使用這種機(jī)械結(jié)構(gòu)可以將刀頭做得比較長(zhǎng)，來(lái)獲得較大的刀縱向行程，可以切割較厚的材料。因此，結(jié)構(gòu)（a）常用于對(duì)速度和精度要求較高，和切紙機(jī)等；而結(jié)）常用于對(duì)速度和精度要求比較低，但刀頭的剪切行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合，如垂直落袋機(jī)的橫封機(jī)構(gòu)等。w wwwPLCworld1-2來(lái)進(jìn)行介紹，如圖1-3所示。RotarycuttedContinous1-3在的輪切方案中，刀輥的運(yùn)動(dòng)采用電子凸輪進(jìn)行控制，具有同步區(qū)和非w wwwPLCworld（Perforating1-4所示： 1-4Shear無(wú)論是沖孔、軋花、橫封還是飛剪，這些工藝實(shí)際上都屬于輪切，也都屬切”，而不再加以區(qū)分。w wwwPLCworld輪切應(yīng)用中的測(cè)速機(jī)構(gòu)及編選wwwPLCworldwwwPLCworld1-5電機(jī)編測(cè)器的，無(wú)需額外安裝，而且如果進(jìn)給電機(jī)與進(jìn)料輥之間連接有裝置（箱或皮帶輪等）的話，相對(duì)進(jìn)料輥而言電機(jī)編的分與壓力輥編測(cè)速的優(yōu)缺點(diǎn)基本相同，材料滑動(dòng)的可能性更小。但是要求剪切過(guò)程中刀輥的沖擊較小，即要求材料的較小，否則需要加裝另外一組摩擦輥，來(lái)減小材料對(duì)測(cè)速輪產(chǎn)生的影響。wwwPLCworldwwwPLCworld1-6電機(jī)編測(cè)缺點(diǎn)：在安裝了裝置的情況下，箱的齒輪間隙（或皮帶的的零位脈沖通常都不再與刀輥的機(jī)械零位相對(duì)應(yīng)（取決于刀輥編測(cè)只用編的零位脈沖(Encoderzeromark只利用編的零位脈沖對(duì)刀輥軸的電氣零位進(jìn)行校準(zhǔn)。其適用情況有編直接安裝在刀輥編安裝在電機(jī)側(cè)，但電機(jī)與刀輥之間沒(méi)有裝置，或者裝置的比為1:1。ww encoderzeromark）利用編的零位脈沖和外部Bero信號(hào)對(duì)刀輥軸的電氣零位進(jìn)行校準(zhǔn)。其編安裝在電機(jī)側(cè)，電機(jī)與刀輥之間有裝置，但裝置的1:n，nn個(gè)電機(jī)零位脈沖，這n個(gè)零位脈沖與刀輥的物理位置是對(duì)應(yīng)的，但其中只有一個(gè)是與刀輥的機(jī)械零位相對(duì)應(yīng)的。所以需要一個(gè)外部Bero開(kāi)關(guān)，固定在刀輥側(cè)的某一位置。刀輥每旋轉(zhuǎn)一周，會(huì)得到一只用外部零位脈沖(Externalzeromark當(dāng)編安裝在電機(jī)側(cè)，電機(jī)與刀輥之間有裝置，但裝置的比不滿足前面的條件時(shí)，就無(wú)法利用電機(jī)編的零位脈沖了。此時(shí)唯一的校準(zhǔn)方法就是在刀輥側(cè)安裝一個(gè)Bero開(kāi)關(guān)，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)器的快速輸入點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)器相聯(lián)。來(lái)盡量縮號(hào)延遲時(shí)非整數(shù)比的，以延長(zhǎng)箱。對(duì)于第三種方法，即使使用了快速Berow wwwPLCworld第二章西門子的輪切解決方案（SIMOTION平臺(tái)西門子的輪切解決方案有若干種，建立在不同的硬件平臺(tái)上，包括T400、TCPU和FM357等。本手冊(cè)中，的要介紹的輪切解決方案是以SIMOTIONSINAMICSS120驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為平臺(tái)而開(kāi)發(fā)的，其機(jī)械及電氣部分示意wwwPLCworldwwwPLCworld2-1，所以不需要零位脈沖或外部Bero進(jìn)行對(duì)軸的電氣位置進(jìn)行校標(biāo)傳。5次多項(xiàng)式w wwwPLCworldw wwwPLCworld關(guān)于StartingStartingwwwPLCworldSynchronousSensorRotaryKnife2-2Starting2-1Synchronousw FormatRange：圖2-3雙刀刀輥Fsymech=刀輥周長(zhǎng)/刀頭數(shù)w wwwPLCworld而規(guī)格調(diào)整區(qū)仍然 [注意]在下列的凸輪曲線圖中，灰域?yàn)橥絽^(qū)，黃域?yàn)橐?guī)格調(diào)整區(qū)。我們假設(shè)刀輥的周長(zhǎng)為200mm，即360度對(duì)應(yīng)200mm。刀輥周刀輥周200180?wwwPLCworld2000mm 元長(zhǎng)2-4刀輥周200180100200

0 20

刀輥周

20mm剪切單元長(zhǎng)2-5ww wo剪切單元刀輥周200180100200

0 20

刀輥

–20mm剪切單元長(zhǎng)2-6剪切單元刀輥周wwwPLCworldwwwPLCworld18010020w0

0 20 –20刀輥周

剪切單元長(zhǎng)2-7規(guī)格調(diào)整區(qū)曲線的個(gè)值后，通過(guò)程序運(yùn)算會(huì)得到一個(gè)使刀輥反向的凸輪曲線。如圖2-8所示：2-8w wwwPLCworld 2-9yfxAAxAx2Ax3Ax4A 為了確定這6個(gè)方程式，需要將凸輪曲線分段表達(dá)。并且規(guī)格調(diào)wwwPLCworldwwwPLCworld2-10yfxAAxAx2Ax3Ax4A y'fxA2Ax3Ax24Ax35Ax 加速度yfx2A6Ax12Ax220Ax y0f00y1f1y/xA0AAAA

y'1y"0y"1

f'11A12A23A34A45A5f"002A2f"102A6A12A 根據(jù)這個(gè)方程組，即可對(duì)這6個(gè)系數(shù)進(jìn)行w wwwPLCworld啟動(dòng)刀輥時(shí)的凸輪曲線—— 狀態(tài)旋轉(zhuǎn)到同步區(qū)，并且達(dá)到同步速度，如圖2-11所示：wwwPLCworldwwwPLCworld2-11達(dá)剪切點(diǎn)（0mm時(shí)，凸輪曲線便可以啟動(dòng)了。根據(jù)剪切停止刀輥時(shí)的凸輪曲線—— 將刀輥從循環(huán)運(yùn)行狀態(tài)停止在啟動(dòng)位置（即停止位置2-12所示：wwwPLCworldwwwPLCworld2-12線性剪切特性適合對(duì)薄質(zhì)材料進(jìn)行切割或加工。在第一章，已經(jīng)從機(jī)械而(b)的結(jié)構(gòu)可以切割較厚的材料。本節(jié)從刀輥軸的控制工藝，即線性同2-13所示，材料進(jìn)給方向上的速度分量始終與圓周速度基本相wwwPLCworldwwwPLCworld2-13會(huì)發(fā)生擠壓，因此厚質(zhì)材料不適宜性剪切的特性下進(jìn)行剪切，如圖2-14所2-14對(duì)于速度分量的分析，與刀輥結(jié)構(gòu)是圖還是圖1)無(wú)關(guān)。因此，無(wú)論（（方案所不支持的功能。w wwwPLCworld第三章輪切解決方案中的程序與功能塊程序組及程序結(jié)構(gòu)SIMOTIONDSINAMICSS120為平臺(tái)的輪切解決方案，西門子的具體情況請(qǐng)參閱SEB(SimotionEasyBasic)手冊(cè)。SIMOTIONDHMI部w

wwwPLCworldCC(Cam下表列出了每個(gè)程序組包含的程序、功能或功能塊。黃域（RK,CC）這些也正是該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中最的部分。wwwPLCworldwwwPLCworld3-1w 各變量的數(shù)據(jù)類型和含義如下：wwwPLCworld00m0PLCworld

3-2這些變量都是在數(shù)據(jù)單元Rk_Var里進(jìn)行定義的，稱之為用戶接口。在該數(shù)g_r_Fsymechg_r_Startpositiong_r_DistanceToSensor色標(biāo)傳感器與剪切點(diǎn)之間g_r_to_startpos_velmwwwld回到啟動(dòng)位置采用的速度置1后刀輥會(huì)與當(dāng)前凸輪曲線立即同步。如果置0，則在啟動(dòng)材料進(jìn)給時(shí)，刀輥會(huì)與當(dāng)前凸輪曲線同1后在自動(dòng)模式下，變量g_b_switch_CAMw一個(gè)上升沿都會(huì)激活一次凸輪曲線的重新計(jì)算，并且在當(dāng)前凸輪執(zhí)行完成后，新的凸輪曲線會(huì)代替上升沿激活凸輪曲線的重wwwPLCworldwwwPLCworld功能塊需要的TO按照功能不同，需要下列TO：材料進(jìn)給，并產(chǎn)生主值（MasterValueorLeading——TOaxis“MaterialAxis”。實(shí)軸，可以是定位軸或同步軸。用來(lái)獲——TOaxisRotaryKnifeAxis”?！猅Oaxis“AuxiliaryAxis”。w ——TOcam——TOcam——TOcam

wwwPLCworld三個(gè)凸輪TO用于將凸輪停止在啟動(dòng)/停止位置。3-3TOTOTO1:1的位置同步（gear）關(guān)系，色標(biāo)校正也TOTO之間是凸輪關(guān)系（cam，根據(jù)需要，核w wwwPLCworld第四 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中的程序與功能塊的移如果用戶的應(yīng)用與該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的硬件平臺(tái)相同，都是SIMOTIOND435與SINAMICSS120，那么用戶只需在該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的基礎(chǔ)上重新進(jìn)行硬件組態(tài)和配配置必要 TOw wwwPLCworld配置為定位、直線、電氣軸。模態(tài)，其模長(zhǎng)要大于最大可能的剪切單元長(zhǎng)度。在MEASURINGINPUTS里，一個(gè)MeasuringInput，名稱Printmark接聯(lián)接而沒(méi)有箱，則在此輸入Fsymeth。w

wwwPLCworld如果使用絕對(duì)值編則無(wú)需回零功能；如果使用增量編在需要在Mode4“手動(dòng)”模式下進(jìn)行回零操作（3-2。回零可以采用動(dòng)態(tài)回零。上電后刀輥的位置為0，在接到回零指令后，刀輥延正常工的一半，在本例中為100mm。配置為同步、直線軸。模態(tài)，其模長(zhǎng)也為Fsymeth 在選項(xiàng)Interpolation(2)中，選擇cyclicw wwwPLCworld配置TO之間的同步AuxiliaryAxisdefault里，選擇GearsynchronizationSynchronization:SynchronizationpositionspecificationofleadingPositionreference:SynchronizesymmetricallytosynchronizationSynchronizationdirectio