瓦楞紙板橫切控制系統應用

2015/5/28 16:51:57 人評論次瀏覽分類(lèi)：永宏應用案例

本文詳盡介紹了瓦楞紙橫切機的工藝，并依據橫切機系統的要求結合永宏P(guān)LC，臺安伺服JSDA系列產(chǎn)品的特色，提供客戶(hù)高附加值的解決方案。
1. 引言
近年來(lái)我國經(jīng)濟一直保持高速增長(cháng)的態(tài)勢，特別是在食品、飲料、電器和玩具等輕工業(yè)市場(chǎng)的內需和出口的迅猛發(fā)展，促使與其相關(guān)的包裝行業(yè)也有很快的發(fā)展。瓦楞紙板箱在包裝領(lǐng)域里占相當大的比重，橫切機是瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)末端的一個(gè)重要的環(huán)節，橫切機的性能是影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素之一，也是整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)電氣控制最復雜的一個(gè)環(huán)節。隨著(zhù)中達電通機電產(chǎn)品品種的增多和性能的提高，現在已經(jīng)用永宏的觸摸屏、信捷PLC、變頻器組成一個(gè)完整的橫切控制系統應用于中、低速的瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)上，而且效果比較理想。本系統主要效能包括：
（1）生產(chǎn)效能及良率的提高
（2）橫切精度提高
（3）方便調試
（4）運行平穩
（5）操作簡(jiǎn)便

2. 行業(yè)背景
目前市場(chǎng)存在兩種形式的瓦楞紙橫切機，行業(yè)中稱(chēng)為機械橫切機和電腦橫切機。所謂機械橫切機就是采用機械連桿帶動(dòng)不同的凸輪來(lái)完成橫切的動(dòng)作；機械橫切機的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，缺點(diǎn)在于橫切不同長(cháng)度的紙板時(shí)，每次都必須重新調整連桿的長(cháng)度，此調整動(dòng)作不易而且會(huì )影響橫切的精度；另外由于連桿長(cháng)度的限制，所以切紙可調的范圍很小。所謂電腦橫切機就是用單片機、PLC、電腦以算法來(lái)控制變頻器或伺服控制器驅動(dòng)馬達，帶動(dòng)機械完成切紙的功能，這種橫切機的生產(chǎn)效能及良率高、橫切精度高、方便調適、操作簡(jiǎn)便、切紙范圍寬、機械結構也簡(jiǎn)單，因而廣泛被普遍采用。

近年來(lái)歐美和臺灣一些廠(chǎng)家先后推出專(zhuān)門(mén)應用于瓦楞紙橫切的伺服控制器，例如：德國的倫茨、科比、臺灣的正頻等，這些系統切紙精度可達到±1mm，但價(jià)格很高，一般是變頻器系統的四到五倍，因此伺服電腦橫切機控制器一般用于高速橫切機上。國內也有一些廠(chǎng)家利用工控機、PLC、單片機自行開(kāi)發(fā)算法來(lái)控制變頻器完成橫切動(dòng)作，但這些系統一般用于速度60M/min以下的生產(chǎn)線(xiàn)，橫切精度誤差較大( 約為 ±3mm左右)，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格比較低。而目前國內市場(chǎng)大多數生產(chǎn)線(xiàn)的速度都在每分鐘100米左右，急需性能界于此二者之間的電腦橫切機控制系統。永宏MC 型PLC基本指令運算處理的最短時(shí)間為0.24μs，高速計數輸入和輸出都可達到200KHZ，大大提升了控制器的運行速度，再加上臺安JSDA系列伺服的精確定位。因此我們采用信捷觸摸屏（TP560）、永宏P(guān)LC（FBs-20MC）、臺安JSDA系列伺服、編碼器組成的橫切控制系統，再配有完美的算法，可應用于速度每分鐘100米的生產(chǎn)線(xiàn)，并且精度可達到±1.5mm。

系統功能如下：
?觸摸屏：用于參數輸入和控制命令的發(fā)出
?FBs-20MC：是整個(gè)系統的核心，它進(jìn)行信號和資料處理，并利用高速脈沖控制變頻器完成橫切動(dòng)作。
?切點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)：提供切刀切斷紙板時(shí)的反饋信號
?輪刀軸心上的編碼器: 提供輪刀位置的反饋信號。
?測紙輪上編碼器: 提供進(jìn)料速度和長(cháng)度的反饋信號。
?臺安JSDA系列伺服:　控制變頻電機，經(jīng)由減速機直接控制刀輥。

托紙輥 : 托起紙板和測紙輪，有些廠(chǎng)家為節省成本采用托紙板，但效果相對差些。
?進(jìn)紙輥：有電機帶動(dòng)，一是給紙板前進(jìn)提供動(dòng)力，二是保持紙板具有一定張力。
?出紙輥：做為輸送、切斷紙板作用。
?進(jìn)料方向從左向右，輪切刀上刀為逆時(shí)針、下刀順時(shí)針為正轉方向。

4.橫切控制的實(shí)現方法
首先讓我們先談?wù)勥\用了PLC那些特殊功能，要實(shí)現橫切功能，PLC【浮點(diǎn)運算】的算法是必不可少的關(guān)鍵，永宏P(guān)LC在進(jìn)行浮點(diǎn)運算時(shí)，只要先把資料變成十進(jìn)位浮點(diǎn)數，然后再把十進(jìn)位浮點(diǎn)數轉化為二進(jìn)位浮點(diǎn)數，如此即可完成二進(jìn)位浮點(diǎn)數運算的功能。程序中還需應用了PLC許多功能如 : 高速計數中斷、外部中斷、計時(shí)器中斷、指針寄存器、高速脈沖輸出等，都是此控制理論必不可少的功能。

切刀的動(dòng)作有三個(gè)區域，同步區是切刀切斷紙板的區域，必須保證與紙板同速，這樣才能保證切刀既不會(huì )撕紙也不會(huì )堵紙，切口才會(huì )齊整，才會(huì )切出合格的產(chǎn)品；高速返回區的速度由紙板速度和切紙長(cháng)度以及輪刀周長(cháng)計算得到；減速區的速度要固定，以確保停刀位置的一致性。三個(gè)區域的大小要依據機械的具體情況確定，在程序設計中還要考慮速度波動(dòng)時(shí)帶來(lái)的影響，精確控制刀的位置，這樣才能減小誤差，達到******的效果。

5.結論
本系統以中、低速瓦楞紙生產(chǎn)線(xiàn)為主要的銷(xiāo)售市場(chǎng)，不論是舊設備改造還是新設備配套，對橫切機的需求量都很大，我們進(jìn)行的系統整合方面的特點(diǎn)，使該系統又具備了很好的性?xún)r(jià)比，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。