1設備原理

　　此種設備主要用于生產醫院護理用衛生護理墊產品，以往設備的裁切等工藝都是通過機械軸帶動來實現。而臺達無軸方案，即切刀等動作由伺服直接驅動，追隨主軸作動。該設備主要由木漿粉碎裝置，吸風系統，內墊加工裁切，外紙裁切，成品折疊，成品排片等組成。生產的產品規格是長度230mm～2000mm，幅面500mm，精度要求在±5mm(100m/min車速下)。

　　設備外形和產品圖片分別如圖1和圖2所示。

　　2設備工藝流程

　　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。確認征集無故障后，首先輔機啟動，加熱開啟，風機啟動，粉碎機起動。當溫度及風量達到設定值后，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；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，按照設定的片數完成包裝。設備工藝結構如圖3所示。

　　圖3設備工藝結構圖

　　3電氣系統控制架構

　　電氣控制系統架構如圖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控制系統程序規劃

　　5.1送紙伺服凸輪曲線規劃

　　根據設備工藝，送紙伺服僅需要與主軸保持一定比列關系的速度差運行即可，故送紙軸在凸輪曲線規劃為等速曲線，如圖5所示。然后，通過凸輪曲線縮放倍率系數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劃

　　對于切刀的控制，采用電子凸輪實現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劃。參照模型建立輪切曲線，需知道一下機械參數，如圖6所示。

　　圖6飛剪模型及機械參數

　　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。以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，而是通過簡單的電氣來實現。其實現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，即改變P5-83(主軸脈沖數所對應凸輪軸的趟數)。其實現方法和原理如下所述。

　　在正常狀況下，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），一般情況對應凸輪趟數則設定為P5-83=1。此時，如果要實現將凸輪軸放大，便只能整數倍放大。如果要實現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,這樣便可輕松實現凸輪軸比主軸超前或滯后1/10n倍，從而實現相位的及時調整。相位調整程序如圖10所示。

　　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，會出現追隨誤差導致裁切滯后，即裁切點后偏現象。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即可實現此功能。

　　圖11為啟用飛剪追隨誤差動態修正功能后，所抓取的位置誤差波形1。從圖中可以看到，在裁切點（同步區中點位置）的位置誤差僅為15PUU，馬達毎轉PUU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

　　6結論

　　基于臺達A2高性能伺服的電子軸衛生巾生產設備，大大擴展了設備的裁切規格；可實現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，便可輕易實現規格切換。A2伺服的豐富功能為裁切的精確控制提供了有效保證。