高效縱切壓線機解決方案,助力企業(yè)實現(xiàn)降本增效生產(chǎn)

文:清能德創(chuàng)2023年第六期

  縱切壓線機,是瓦楞紙紙箱生產(chǎn)中的一個單元設(shè)備,為兼容不同幅寬的裁切壓線需求,常常需要同時用到幾十臺的伺服軸,采用清能德創(chuàng)開發(fā)的CoolDrive RD高性價比多軸一體伺服驅(qū)動產(chǎn)品系列,能夠提升產(chǎn)線的效率和穩(wěn)定性,有助于增強企業(yè)的市場競爭力。

  文/清能德創(chuàng)電氣技術(shù)(北京)有限公司

  縱切壓線機,是瓦楞紙紙箱生產(chǎn)中的一個單元設(shè)備,它的作用是將瓦楞紙板進行切刀剪切,再通過后面的壓輪壓痕后,經(jīng)折疊黏貼就成了人們?nèi)粘J褂玫陌b紙箱(圖1)。

清能德創(chuàng)

圖1

  1 應用難點

  為兼容不同幅寬的裁切壓線需求,縱切壓線機會配置盡量多的切刀:如5刀8線需要21臺伺服電機,7到12線則需要31臺伺服電機……動輒需要同時用到幾十臺的伺服軸,因此,往往會產(chǎn)生以下問題:

  l 需要系統(tǒng)具有更高的同步精度和控制精度;

  l 安裝調(diào)試費時費力,降低工作效率;

  l 電氣柜空間緊張,影響散熱效果。

  2 解決方案

  為克服上述問題,在縱切壓線機控制系統(tǒng)中可以采用由清能德創(chuàng)開發(fā)的CoolDrive RD高性價比多軸一體伺服驅(qū)動產(chǎn)品系列,其具備極高的性價比和功率密度,產(chǎn)品采用EtherCAT通信方式,體積小而緊湊,支持多種形式電柜安裝;支持220V和380V電源電壓等級,2 - 35A輸出電流范圍及2 ~ 6軸的產(chǎn)品多軸行業(yè)定制;搭配TD系列伺服電機,滿足所有輕載工業(yè)機器人應用需求,也可用于半導體設(shè)備、包裝設(shè)備等多軸智能裝備行業(yè)中。清能德創(chuàng)CoolDrive RD高性價比多軸一體伺服驅(qū)動產(chǎn)品系列具有一下突出特點:

  (1)EtherCAT總線控制,實時性高

  瓦楞縱切壓線機一般為多軸控制,以7刀12線為例,需要使用31臺伺服電機,如采用傳統(tǒng)的脈沖控制,接線復雜、容易出錯,整體成本高。

  CoolDrive RD系列支持EhterCAT總線通訊,采用分布式時鐘同步,精確同步(<1μs),傳輸速率可達2×100Mbaud(全雙工模式),實時性高, 接線簡單,維護方便,避免了脈沖控制方式時的接線繁瑣,丟脈沖導致定位精度不準,且使用成本低。基于實時以太網(wǎng)總線的同步通訊能力,CoolDrive RD系列從根本上將設(shè)備的實時性和運行效率提升到一個新的臺階。

清能德創(chuàng)

圖2 瓦楞縱切壓線機多軸控制系統(tǒng)拓撲圖

  (2)多軸一體結(jié)構(gòu),體積小巧、降低安裝空間

  秉持輕量化設(shè)計理念,CoolDrive RD系列采用多軸一體結(jié)構(gòu)設(shè)計,特別適合多軸應用場景。

  l 節(jié)省空間

  多軸一體結(jié)構(gòu)設(shè)計,讓RD的機身體積更加小巧,大幅節(jié)省電氣柜安裝空間;

  l 高效裝配

  采用壓接配線設(shè)計,對于縱切壓線機這種多軸設(shè)備來講,可以大幅縮短配線時間,簡化工作量,提升工作效率;

  l 快速散熱

  穿墻式散熱設(shè)計,用戶可在電氣柜中設(shè)計獨立風道,提高散熱效率,并能防止外部污染物進入電氣柜。

  (3)集成多種伺服功能,實現(xiàn)精準穩(wěn)定加工波功能

  l 陷波濾波功能

  驅(qū)動器在位置控制和速度控制模式下,根據(jù)電機速度中出現(xiàn)的振動成分,自動辨識共振頻率,并通過陷波濾波器從轉(zhuǎn)矩指令中去除共振成分,從而減小振動,有效抑制在提高控制增益時發(fā)生100Hz~1000Hz左右的持續(xù)振動,可以有效抑制切刀振動,實現(xiàn)精準裁切;

  l 系統(tǒng)參數(shù)辨識

  D可以自動辨識“負載慣量比”、“靜摩擦和滑動摩擦”、“位置環(huán)、速度環(huán)調(diào)節(jié)參數(shù)”等調(diào)節(jié)參數(shù),并進行相應補償,有效提升多軸響應的一致性,實現(xiàn)切刀末端軌跡的精準控制(圖3);

清能德創(chuàng)

圖3

  l 模型追蹤振動抑制

  設(shè)備運行時,驅(qū)動器能根據(jù)設(shè)備刀具/壓輪末端振動或者整體晃動等情況,從位置指令中除去振動頻率成分,減小振動(圖4)。

清能德創(chuàng)

圖 4

  3 結(jié) 語

  對于競爭愈加激烈的傳統(tǒng)瓦楞紙箱包裝機械生產(chǎn)商來說,高效、穩(wěn)定的設(shè)備能有助于提升企業(yè)自身的市場競爭力。使用清能德創(chuàng)CoolDive RD伺服方案后,用戶達成了降本增效的目標——

  l 設(shè)備具備了更高的同步與控制精度,提升生產(chǎn)效率;

  l 設(shè)備的散熱性能有了較大提升,進一步提升安全與可靠性;

  l 對比之前的方案,生產(chǎn)成本下降了30%以上,實現(xiàn)了降本增效的目標。

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