臺達伺服產品在護理墊設備上的應用

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1、臺達伺服產品在護理墊設備上的應用【摘要】本文主要介紹臺達高性能A2伺服和B系列高端HMI在衛(wèi)生巾制造設備上的應用，臺達A2伺服控制器內建電子凸輪、飛剪裁切、脈沖BY-pass功能，其豐富的運動控制功能使得整個設備電氣控制系統(tǒng)的設計規(guī)劃簡單易行。并使設備的性能得到提升?！菊摹?、設備原理簡介此種設備主要生產醫(yī)院護理用衛(wèi)生護理墊產品，以往設備的裁切等工藝都是通過機械軸帶動來實現(xiàn)。采用臺達無軸方案，即切刀等動作由伺服直接驅動，追隨主軸動作，設備外形如圖1所示。該設備主要由木漿粉碎裝置、吸風系統(tǒng)、內墊加工裁切、外紙裁切、成品折疊、成品排片等組成。圖1衛(wèi)生巾設備外

2、觀結構產品規(guī)格：長度為230~2000mm，幅面為500mm，精度要求是±5mm(100m/min車速下)，產品圖如圖2所示：圖2產品外觀2.設備工藝流程如圖3，該設備由主機和輔機兩部分組成，輔機主要包括風機、粉碎機、加熱系統(tǒng)等輔助制程工藝，主機主要包括內紙、外紙輸送、內紙裁切、外紙裁切、成品折疊、排片等工藝。確認整機無故障后，首先輔機啟動，加熱開啟，風機啟動，粉碎機起動。當溫度，風量達到設定值后，主機啟動允許，木漿經粉碎機粉碎后，堆積在以涂布SAP的內墊下膜上，上膜在送紙伺服電機的牽引下，覆在已經布滿木漿的下膜上，然后經內墊覆膜壓輥壓合后完成內墊制作工藝

3、；內墊制作好后，經內墊切刀裁切后，以一定的等間隔輸送至主輸送帶，接著完成外膜包覆。外膜包覆完成后，被成品切刀切成單個產品，然后進入折疊工段，折疊好成品，經過排片機構后，按照設定的片數(shù)完成包裝。圖3設備工藝結構圖3.電氣系統(tǒng)控制架構電氣控制系統(tǒng)架構如圖4所示，PLC采用三菱FX3U系列128點，04DA模擬量模塊，A700和E700系列變頻器，HMI和伺服采用臺達產品。圖4設備電氣系統(tǒng)架構4.電氣產品配置主要電氣控制產品配置如表1所示。表1.電氣產品配置值5．控制系統(tǒng)程序規(guī)劃5.1送紙伺服凸輪曲線規(guī)劃根據(jù)設備工藝，送紙伺服僅需要與主軸保持一定比列關系的速度差

4、運行即可，故送紙軸在凸輪曲線規(guī)劃為等速曲線，如圖5。然后通過凸輪曲線縮放倍率系數(shù)P5-19調整獲得工藝所需位置和速度關系。圖5送紙伺服凸輪命令曲線5.2切刀伺服凸輪曲線規(guī)劃對于切刀的控制，采用電子凸輪實現(xiàn)與主軸的位置關系控制。由于切刀為標準的輪切，故采用ASDA-SOFT所提供的飛剪模型進行曲線規(guī)劃。參照模型建立輪切曲線，需知道一下機械參數(shù)，如圖6：圖6飛剪模型及機械參數(shù)5.3切刀相位調整切刀相位調整功能是為了應對在生產過程中，切刀裁切位置跑位而設立的一種補償調整功能。以往都是依靠機械進行調整。采用臺達的伺服切刀控制方案后，相位調整不再需要做機械調整，而是

5、通過簡單的電氣來實現(xiàn)。其實現(xiàn)方式是通過在運轉過程中，改變凸輪軸與主軸之間的齒輪比來實現(xiàn)，即改變P5-83(主軸脈沖數(shù)所對應凸輪軸的趟數(shù))，其方法和原理如下：正常狀況下，當我們通過飛剪模型建立曲線時，ASDASOFT就會自動幫我們算出P5-84的值（主軸脈沖數(shù)），一般情況下，對應凸輪趟數(shù)則設定為P5-83=1。此時如果要實現(xiàn)將凸輪軸放大，便只能整數(shù)倍放大。如果要實現(xiàn)更細解析度的放大或縮小，只能通過P5-19，但是P5-19得作用時機并不是立即有效。所以這里依然采用P5-83來調整，只需將P5-84和P5-83同時放大10n,此時便可輕松實現(xiàn)凸輪軸比主軸超前或

6、滯后1/10n倍，以實現(xiàn)相位的及時調整。相位調整程序如圖10：切刀相位調整按鈕圖10.切刀相位調整程序5.4位置追隨誤差調整追隨誤差補償，在輪切應用過程中，到當由低速到高速運轉過程中，會出現(xiàn)追隨誤差導致裁切滯后，即裁切點后偏現(xiàn)象。針對此問題，A2伺服具有獨特的解決方案，即飛剪追隨誤差動態(tài)補償功能，運用此功能可以有效降低追隨誤差。而此功能的應用設定非常簡單，只要設定P1-36=1,并調整P2-53即可實現(xiàn)此功能。下圖為啟用飛剪追隨誤差動態(tài)修正功能后，所抓取的位置誤差波形，如圖11。從圖中可以看到，在裁切點(同步區(qū)中點位置)的位置誤差僅為15PUU,馬達毎轉P

7、UU為100000，所以位置誤差約為0.05°。圖11.切刀位置追隨誤差波形圖【結束語】基于臺達A2高性能伺服的電子軸衛(wèi)生巾生產設備，大大擴展了設備的裁切規(guī)格；可實現(xiàn)230~2000mm范圍內的裁切長度。使得設備的糾偏調整更加簡單靈活。規(guī)格切換無需再做機械部件的更換和調整，用戶只需通過HMI設定相關的參數(shù)，便可輕易實現(xiàn)規(guī)格切換。A2伺服的豐富功能為裁切的精確控制提供了有效保證。