simotion輪切解決方案與應用手冊

基于SIMOTIOND與SINAMICSS120w wwwPLCworldw輪輪切解決方標準應用手 針對生產機械行業(yè)領域，西門子公司的研發(fā)與應用部門不斷地進行深入研成團（Converting輪切與飛剪（RotaryKnife，F(xiàn)lying收放卷（Winderand自動接料控制（Splice橫動排線控制w wwwPLCworld等解決方案。這些方案可以應用于包裝機械、印刷機械、薄膜加工設備、生，據已有的這些先進的解決方案介紹給廣大負責推廣和銷售的同事們，并且希望這些基礎概念和方案介紹能夠在大家與用戶的交流過程中提供幫助。SIMOTIONDSINAMICSS120平臺的輪切解決方案。相對于宣傳類手冊，本手冊的技術性相對較強，因此希望讀者有一定的機電及自動化基礎，并且對SIMOTION控制系統(tǒng)能有一定的了解，以更好地理解本手冊。由于編者水平有手冊的編寫過程中，APC總部、ConvertingBranchI&S的同事給予了很大幫MCPMAPCConverting第一章輪切設備的機械結構與工 輪切的基本機械結 輪切應用中的測速機構及編選 關于刀輥的零位參考 第二章西門子的輪切解決方案（SIMOTION平臺 解決方案的硬件平 解決方案的特 解決方案的局限 關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 第三章輪切解決方案中的程序與功能 程序組及程序結 3.2功能塊介 第四章標準應用中的程序與功能塊的移 w 配置TO之間的同步關 拷貝必要的程序和功能 小 第一章輪切設備的機械結構與本手冊要介紹的輪切解決方案是以SIMOTIOND控制系統(tǒng)與SINAMICSS120驅動系統(tǒng)為平臺而開發(fā)的，用于將連續(xù)進給的材料按照用戶要求的長度進w wwwPLCworld 1-1這兩種結構的不同點（的結構簡單，刀頭直接固定在刀輥上，運動部件少，可以達到較高的運行速度，而且容易保證刀頭的位置控制精度缺點是刀頭的縱向行程比較短，無法切割較厚的材料能夠達到的刀頭位置控制精度也相對差一些。但是這種機構也有很明顯的優(yōu)勢，在向應力的問題。因此使用這種機械結構可以將刀頭做得比較長，來獲得較大的刀縱向行程，可以切割較厚的材料。因此，結構（a）常用于對速度和精度要求較高，和切紙機等；而結）常用于對速度和精度要求比較低，但刀頭的剪切行程較長的場合，如垂直落袋機的橫封機構等。w wwwPLCworld1-2來進行介紹，如圖1-3所示。RotarycuttedContinous1-3在的輪切方案中，刀輥的運動采用電子凸輪進行控制，具有同步區(qū)和非w wwwPLCworld（Perforating1-4所示： 1-4Shear無論是沖孔、軋花、橫封還是飛剪，這些工藝實際上都屬于輪切，也都屬切”，而不再加以區(qū)分。w wwwPLCworld輪切應用中的測速機構及編選wwwPLCworldwwwPLCworld1-5電機編測器的，無需額外安裝，而且如果進給電機與進料輥之間連接有裝置（箱或皮帶輪等）的話，相對進料輥而言電機編的分與壓力輥編測速的優(yōu)缺點基本相同，材料滑動的可能性更小。但是要求剪切過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，來減小材料對測速輪產生的影響。wwwPLCworldwwwPLCworld1-6電機編測缺點：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械零位相對應（取決于刀輥編測只用編的零位脈沖(Encoderzeromark只利用編的零位脈沖對刀輥軸的電氣零位進行校準。其適用情況有編直接安裝在刀輥編安裝在電機側，但電機與刀輥之間沒有裝置，或者裝置的比為1:1。ww encoderzeromark）利用編的零位脈沖和外部Bero信號對刀輥軸的電氣零位進行校準。其編安裝在電機側，電機與刀輥之間有裝置，但裝置的1:n，nn個電機零位脈沖，這n個零位脈沖與刀輥的物理位置是對應的，但其中只有一個是與刀輥的機械零位相對應的。所以需要一個外部Bero開關，固定在刀輥側的某一位置。刀輥每旋轉一周，會得到一只用外部零位脈沖(Externalzeromark當編安裝在電機側，電機與刀輥之間有裝置，但裝置的比不滿足前面的條件時，就無法利用電機編的零位脈沖了。此時唯一的校準方法就是在刀輥側安裝一個Bero開關，并通過驅動器的快速輸入點與驅動器相聯(lián)。來盡量縮號延遲時非整數(shù)比的，以延長箱。對于第三種方法，即使使用了快速Berow wwwPLCworld第二章西門子的輪切解決方案（SIMOTION平臺西門子的輪切解決方案有若干種，建立在不同的硬件平臺上，包括T400、TCPU和FM357等。本手冊中，的要介紹的輪切解決方案是以SIMOTIONSINAMICSS120驅動系統(tǒng)為平臺而開發(fā)的，其機械及電氣部分示意wwwPLCworldwwwPLCworld2-1，所以不需要零位脈沖或外部Bero進行對軸的電氣位置進行校標傳。5次多項式w wwwPLCworldw wwwPLCworld關于StartingStartingwwwPLCworldSynchronousSensorRotaryKnife2-2Starting2-1Synchronousw FormatRange：圖2-3雙刀刀輥Fsymech=刀輥周長/刀頭數(shù)w wwwPLCworld而規(guī)格調整區(qū)仍然 [注意]在下列的凸輪曲線圖中，灰域為同步區(qū)，黃域為規(guī)格調整區(qū)。我們假設刀輥的周長為200mm，即360度對應200mm。刀輥周刀輥周200180?wwwPLCworld2000mm 元長2-4刀輥周200180100200

0 20

刀輥周

20mm剪切單元長2-5ww wo剪切單元刀輥周200180100200

0 20

刀輥

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

0 20 –20刀輥周

剪切單元長2-7規(guī)格調整區(qū)曲線的個值后，通過程序運算會得到一個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個方程式，需要將凸輪曲線分段表達。并且規(guī)格調wwwPLCworldwwwPLCworld2-10yfxAAxAx2Ax3Ax4A y'fxA2Ax3Ax24Ax35Ax 加速度yfx2A6Ax12Ax220Ax y0f00y1f1y/xA0AAAA

y'1y"0y"1

f'11A12A23A34A45A5f"002A2f"102A6A12A 根據這個方程組，即可對這6個系數(shù)進行w wwwPLCworld啟動刀輥時的凸輪曲線—— 狀態(tài)旋轉到同步區(qū)，并且達到同步速度，如圖2-11所示：wwwPLCworldwwwPLCworld2-11達剪切點（0mm時，凸輪曲線便可以啟動了。根據剪切停止刀輥時的凸輪曲線—— 將刀輥從循環(huán)運行狀態(tài)停止在啟動位置（即停止位置2-12所示：wwwPLCworldwwwPLCworld2-12線性剪切特性適合對薄質材料進行切割或加工。在第一章，已經從機械而(b)的結構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，材料進給方向上的速度分量始終與圓周速度基本相wwwPLCworldwwwPLCworld2-13會發(fā)生擠壓，因此厚質材料不適宜性剪切的特性下進行剪切，如圖2-14所2-14對于速度分量的分析，與刀輥結構是圖還是圖1)無關。因此，無論（（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構SIMOTIONDSINAMICSS120為平臺的輪切解決方案，西門子的具體情況請參閱SEB(SimotionEasyBasic)手冊。SIMOTIONDHMI部w

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

3-2這些變量都是在數(shù)據單元Rk_Var里進行定義的，稱之為用戶接口。在該數(shù)g_r_Fsymechg_r_Startpositiong_r_DistanceToSensor色標傳感器與剪切點之間g_r_to_startpos_velmwwwld回到啟動位置采用的速度置1后刀輥會與當前凸輪曲線立即同步。如果置0，則在啟動材料進給時，刀輥會與當前凸輪曲線同1后在自動模式下，變量g_b_switch_CAMw一個上升沿都會激活一次凸輪曲線的重新計算，并且在當前凸輪執(zhí)行完成后，新的凸輪曲線會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：材料進給，并產生主值（MasterValueorLeading——TOaxis“MaterialAxis”。實軸，可以是定位軸或同步軸。用來獲——TOaxisRotaryKnifeAxis”。——TOaxis“AuxiliaryAxis”。w ——TOcam——TOcam——TOcam

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

wwwPLCworld如果使用絕對值編則無需回零功能；如果使用增量編在需要在Mode4“手動”模式下進行回零操作（3-2?；亓憧梢圆捎脛討B(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)，其模長也為Fsymeth 在選項Interpolation(2)中，選擇cyclicw wwwPLCworld配置TO之間的同步AuxiliaryAxisdefault里，選擇GearsynchronizationSynchronization:SynchronizationpositionspecificationofleadingPositionreference:SynchronizesymmetricallytosynchronizationSynchronizationdirectio