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台达A2伺服在模切印刷送纸部的应用方案
来源: ceasia-china.com作者: Kenny Fu时间:2020-02-13 18:36:11点击:10229

模切设备主要用于一些非金属材料如包装纸板、不干胶等等的模切(全断、半断)、压痕和烫金作业、贴合、自动排废,是印后包装加工成型的重要设备。模切设备有可以分成好几种,根据不同实现工艺又可以分成模切机、压痕机、烫金机、粘合机、排废机等等,其工艺特性分别是:将整个印品压切成单个图形产品称作模切;利用钢线在印品上压出痕迹或者留下弯折的槽痕称作压痕;利用阴阳两块模板,通过给模具加热到一定温度,在印品表面烫印出具有立体效果的图案或字体称为烫金;用一种基材复在另一种基材上称为贴合;排除除正品以外其余的部分称为排废。而本文主要论述了模切设备中的模切机,模切机要求送模轴与模切轴追随性好,不存在相位路后等问题,要求同步性高,为了保证两轴之间没有相位路后,传统的模切设备都以机械为主,部分则是采用高端的运动控制器。而台达A2伺服在同步追随领域有着卓越的表现,客户认可度高,追随特性好,这也是能够达成模切控制的关键所在。主动轴为大滚筒,一对大滚筒有机械结构完成联动,对凸轮轴(送模轴)送进来的纸板进行传递给装有印模刀具的滚轮在此叫印模滚轮(模切轴),模切轴与主动轴也是有机械完成联动,在此定义的主动轴是根据主轴编码的反馈来决定,即主轴编码器安装的位置决定的,如果安装在模切轴即模切轴为主动轴。在此对凸轮轴送纸板的要求非常高的,要求送给主动轴的纸板位置及速度要与主动轴完全同步,保证经过印模出来的纸板位置误差在1mm之内,在此对凸轮曲线的规划及马达相关参数的设置非常重要。纸板放在送模轴的载物台上,根据模切的轴的位置来决定送模的时间及位置,由于主动轴和模切轴之间是机械联动的,完全可以保证主动轴与模切轴为固定的转速比例关系。通过送模轴后纸板先进入主动轴后再传递到模切轴,在经过压模刀后,纸板成型,模切机是典型的追切领域的应用,要求在同步区类从动轴的线速度一定要等于主轴的线速度,这样才能够把纸板非常平顺地送给主动轴。此处可以利用A2伺服内建的电子凸轮功能完成此工艺的实现,通过主轴编码器作为命令来源控制从轴A2伺服,主动轴上装有I点信号,作为初始位置调整,并且启动从动轴的电子凸轮,确保模切位置的准确性,通过A2伺服内建的回原点功能来完成从动轴的初始位置的调整,通过触摸屏来简单对A2伺服的参数设置及PLC完成简单的辅助逻辑控制。系统控制模拟图如图4所示,光电在A处上升沿触发,启动电子凸轮,根据电子凸轮啮合前命令长度的设置(P5-87)做模切轴位置偏移量(由于不同的印模刀具安装在滚筒的位置可能会不一样,此偏移量可以通过触摸来修改),设置偏移量为弧AB,达到B点凸轮轴电子凸轮啮合启动,为了保证在要求的范围内能把纸板送到主动轴,则把纸板前进的距离分割为L=L1+L2,在弧BC段加速凸轮轴使得凸轮轴的速度从V0(V0=0)达到V(主动轴的速度),进而做到和主动轴同步把纸板送进主动轴。主动轴在弧BC段控制凸轮轴加速,凸轮轴送纸板加速前进量为L2;在弧CD段控制控制凸轮等速区,凸轮轴送纸板等速前进量为L1。当主动轴离开D点的时候,根据电子凸轮脱离时机(P5-89)的设定,完成电子凸轮脱离,凸轮轴停止送料,并且通过P5-92进行周期性凸轮轴为同步带传动,凸轮马达旋转一周时,根据角速度及线速度的关系,纸板前进的距离为:102(凸轮轴滚轮直径)×π×22/25(减速比)=281.99mm。主动轴为大滚筒,滚筒直径为145.71mm,主动轴旋转一周前进的距离为:145.71(主轴直径)×π=457.762536mm。通过P1-44及P1-45分别设置为1280000,28199则凸轮旋转一周为28199PUU,凸轮轴每前进1mm为100PUU。主动编码器为2500线AB差动输入,则主动轴每旋转一周给出10000个脉波(四倍频后):主动轴每1mm所需要的脉冲数:10000/145.71(主动轴直径) ×π=21.84543899619600。假定L最长长度为300mm,则凸轮轴的导程为:300×100=30000PUU,需要预留足够的加减速时间则主轴导程为300×(1+0.2)=360mm,则主轴为:21.84543899619600×360=7864.35803863056个主轴脉冲。根据A2PC软件提供的速度建表功能,设置主轴导成即P5-84为7864,从轴的导导程为30000PUU,规划好加速区、等速区、减速区及停止区的比例,可以得到如图5所示的凸轮曲线。曲线建立完毕后,通过P5-88选择不同方式来启动电子凸轮,电子凸轮启动后自动做周期性运动。如图6所示,通过PC软件来设置电子凸轮的启动,选择命令来源为PulseCmd,啮合时机为DI-CAMON,脱离时机为MASTER轴超出设定的位移ECRD(增量)P5-89:7864及脱离回到前置状态,前置量为P5-92:12136(模切轴转一圈编码器转两圈即20000-7864=12136为前置等待的值)。当电子凸轮启动后,从动轴接PR05做从动轴初始位置调整。通过PC软件监控马达的速度线,可以看出从动轴与主动轴的追随特性非常好,即速度命令曲线与马达即时速度曲线处于完全重叠的状态。电子凸轮最主要的应用目的是取代传统的机械凸轮,实现机械简单化、控制方便化,而目前大多数模切机都是使用复杂而笨重的机械齿轮做同步控制,机械成本高,在此台达智能性的A2伺服凭借速的处理速度,在做主从同步追随完全可以做到无轴传动,主从之间没有相位的落后,给客户提供一个智能化的解决方案,深受客户的好评。

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