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英威腾伺服系统在模切机上的应用
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一、引言:

1、设备简介
    模切机主要用于相应的一些非金属材料、不干胶、EVA、双面胶、电子、手机胶垫等的模切、压痕和烫金作业、贴合、自动排废,模切机利用钢刀、五金模具、钢线,通过压印版施加一定的压力,将印品或纸板轧切成一定形状。是印后包装加工成型的重要设备。


2、设备主要结构


二、工艺流程
模切机的工作流程模式主要有程控和光控,光控相对复杂。
1.光控模式:
    用在材料上有色标的场合,要求每次切割位置相对色标是固定的。
光控的过程如下(参考下图1):当伺服运行在盲区时,根据PLC设置的盲区拖料的速度运行,开始进行送料,在走的过程中,如果已送料的长度小于盲区长度的大小,此时,色标信号被屏蔽,即使有色标信号PLC也不理会;当已送料长度大于盲区长度后,PLC捕捉此后出现的第1个色标,当碰到色标信号后,以碰到色标的位置为起点,再走窗口的距离(如图2所示),然后停止。如果,色标信号一直不出现,伺服就以一开始的速度走设定的送料长度。


2、程控模式:
一般用在材料上没有色标的场合,通过PLC对发送一定数量的脉冲,使伺服走一个固定的距离,也就是设置的送料长度。
三、功能实现
    目前世面上大多数模切机的控制由PLC发脉冲控制步进或普通伺服,盲区和窗口都是由PLC判断,在使用此种方式的时,PLC的工作量较大。当PLC碰到色标后再发指定窗口脉冲数,这时由于伺服存在跟随误差,最终的切割位置还是很容易就会偏离色标信号。为避免这种情况,一般PLC程序会做处理,也就是当碰到色标信号后,先发出RPC信号(滞留脉冲清除),同时发出窗口的脉冲数,这可以提高部分精度。但由于普通伺服的I/O反应时间较长,无法达到最佳效果。
    针对此种情况,我们可通过对英威腾交流伺服特有功能Pb.27(速度补偿阀值)、Pb.28(速度补偿值)的组合设定来加快伺服的响应性,从而提高精度。
    下面简单介绍一下Pb.27(速度补偿阀值)、Pb.28(速度补偿值)两个功能码。
Pb.27(速度补偿阀值)是用来设定位置模式下速度补偿的滞留脉冲阀值。在位置模式下,当滞留脉冲的绝对值超过该功能码的设定值时,可通过在速度指令上叠加一个速度补偿量来减少位置到达的时间。示意图如下:

 

图  3


    Pb.28(速度补偿值)是用来设定位置模式下的速度补偿值。在位置模式下,当滞留脉冲的绝对值超过Pb.27设定的值时,可通过在速度指令上叠加一个速度补偿量来减少位置达到的时间。速度补偿量的大小可由该功能码来设定。
    故而,通过观察模切机高速运行时的滞留脉冲的大小,设置合理的Pb.27、Pb.28。从而根本上提高伺服的响应速度。从而杜绝了由于滞留脉冲来引起的定位不准。


四、电气架构图
1、电气配置清单:
1) PLC: 英威腾IVC1系列
2) 伺服系统: SVDB100系列
3) 变频器: CHF100A系列
4) 人机界面
5) 其它电气配件

2、电气架构图:



五、调试要点 
    英威腾伺服已经在弹簧机、高速剥线机、电脑插件机、数控机床、分切机、数控旋压机等行业得到成功的应用,具有接线简单、调试方便的特点。
    伺服驱动器一般有电流环、速度环和位置环三个环路组成,其结构图如下:


    英威腾伺服调试的一般原则是:当电机固定后,电流环参数就固定不变。速度环参数与电机负载和机械转动惯量有关,增益越高,积分时间越小,伺服驱动器的响应越快,所以一般在调试的时候要在机械系统不振动的情况下尽可能提高速度环增益,减小速度环积分时间。位置环增益和机械系统刚度有关,这个要根据客户的需要来设置。
    而模切机的应用上,主要要求伺服有响应速度和和较高的精度,所以在电机不振动的情况下,尽理调高Pb01(位置环第1增益)跟Pb04(速度环第1增益),降低Pb05(速度环积分时间)。并且通过合理设置Pb.27(速度补偿阀值)、Pb.28(速度补偿值),从而进一步加快速度环响应,提高效率。
    在实际应用中,英威腾交流伺服在追色模切中是高速度可达到每小时12000个,并且在精度上完全符合客户要求。

六、注意事项

  1. 注意电机与驱动器之间的功率匹配。

  2. 在多驱动安装时,注意驱动器之间安装距离,保持良好的散热性。

  3. 信号线缆和主电源或动力电缆分开布线防止干扰出现。

  4. 上电前先脱开电机与工作台的连轴器做空载运行检查。

  5. 运行前检查运行相关参数是否设置妥当,防止因为参数设置问题造成的飞车。

  6. 确保电机与驱动器之间连接电缆的牢固,防止因接触不良造成事故。

  7. 电机输入线路请根据实际情况选用直径匹配的电缆。

七、总结 
    客户通过使用英威腾交流伺服系统SVDB100-1R0-2,从而在保证原有精度的情况下,大大提高了模切机的效率,尤其在追色模切表现优秀。


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