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案例頻道 摘要：模切機(jī)對生產(chǎn)速度和精度要求很高，本文主要介紹英威騰交流伺服SVDB100系列在數(shù)控多功能單座模切機(jī)上的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：模切機(jī)、伺服、追色
一、 引言：
1、設(shè)備簡介
模切機(jī)主要用于相應(yīng)的一些非金屬材料、不干膠、EVA、雙面膠、電子、手機(jī)膠墊等的模切、壓痕和燙金作業(yè)、貼合、自動(dòng)排廢，模切機(jī)利用鋼刀、五金模具、鋼線，通過壓印版施加一定的壓力，將印品或紙板軋切成一定形狀。是印后包裝加工成型的重要設(shè)備。
2、設(shè)備主要結(jié)構(gòu)
二、工藝流程
模切機(jī)的工作流程模式主要有程控和光控，光控相對復(fù)雜。
1. 光控模式：
用在材料上有色標(biāo)的場合，要求每次切割位置相對色標(biāo)是固定的。
光控的過程如下（參考下圖1）：當(dāng)伺服運(yùn)行在盲區(qū)時(shí)，根據(jù)PLC設(shè)置的盲區(qū)拖料的速度運(yùn)行，開始進(jìn)行送料，在走的過程中，如果已送料的長度小于盲區(qū)長度的大小，此時(shí)，色標(biāo)信號被屏蔽，即使有色標(biāo)信號PLC也不理會(huì)；當(dāng)已送料長度大于盲區(qū)長度后，PLC捕捉此后出現(xiàn)的第1個(gè)色標(biāo)，當(dāng)碰到色標(biāo)信號后，以碰到色標(biāo)的位置為起點(diǎn)，再走窗口的距離（如圖2所示），然后停止。如果，色標(biāo)信號一直不出現(xiàn)，伺服就以一開始的速度走設(shè)定的送料長度。
位置曲線圖
2、程控模式：
一般用在材料上沒有色標(biāo)的場合，通過PLC對發(fā)送一定數(shù)量的脈沖，使伺服走一個(gè)固定的距離，也就是設(shè)置的送料長度。
三、功能實(shí)現(xiàn)
目前世面上大多數(shù)模切機(jī)的控制由PLC發(fā)脈沖控制步進(jìn)或普通伺服，盲區(qū)和窗口都是由PLC判斷，在使用此種方式的時(shí)，PLC的工作量較大。當(dāng)PLC碰到色標(biāo)后再發(fā)指定窗口脈沖數(shù)，這時(shí)由于伺服存在跟隨誤差，最終的切割位置還是很容易就會(huì)偏離色標(biāo)信號。為避免這種情況，一般PLC程序會(huì)做處理，也就是當(dāng)碰到色標(biāo)信號后，先發(fā)出RPC信號（滯留脈沖清除），同時(shí)發(fā)出窗口的脈沖數(shù)，這可以提高部分精度。但由于普通伺服的I/O反應(yīng)時(shí)間較長，無法達(dá)到最佳效果。
針對此種情況，我們可通過對英威騰交流伺服特有功能Pb.27(速度補(bǔ)償閥值)、Pb.28(速度補(bǔ)償值)的組合設(shè)定來加快伺服的響應(yīng)性，從而提高精度。
下面簡單介紹一下Pb.27(速度補(bǔ)償閥值)、Pb.28(速度補(bǔ)償值)兩個(gè)功能碼。
Pb.27(速度補(bǔ)償閥值)是用來設(shè)定位置模式下速度補(bǔ)償?shù)臏裘}沖閥值。在位置模式下，當(dāng)滯留脈沖的絕對值超過該功能碼的設(shè)定值時(shí)，可通過在速度指令上疊加一個(gè)速度補(bǔ)償量來減少位置到達(dá)的時(shí)間。示意圖如下：
Pb.28(速度補(bǔ)償值)是用來設(shè)定位置模式下的速度補(bǔ)償值。在位置模式下，當(dāng)滯留脈沖的絕對值超過Pb.27設(shè)定的值時(shí)，可通過在速度指令上疊加一個(gè)速度補(bǔ)償量來減少位置達(dá)到的時(shí)間。速度補(bǔ)償量的大小可由該功能碼來設(shè)定。
故而，通過觀察模切機(jī)高速運(yùn)行時(shí)的滯留脈沖的大小，設(shè)置合理的Pb.27、Pb.28。從而根本上提高伺服的響應(yīng)速度。從而杜絕了由于滯留脈沖來引起的定位不準(zhǔn)。
四、電氣架構(gòu)圖
1、電氣配置清單：
1) PLC: 英威騰IVC1系列
2) 伺服系統(tǒng)： SVDB100系列
3) 變頻器: CHF100A系列
4) 人機(jī)界面
5) 其它電氣配件
2、電氣架構(gòu)圖：
五、調(diào)試要點(diǎn)
英威騰伺服已經(jīng)在彈簧機(jī)、高速剝線機(jī)、電腦插件機(jī)、數(shù)控機(jī)床、分切機(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等行業(yè)得到成功的應(yīng)用，具有接線簡單、調(diào)試方便的特點(diǎn)。
伺服驅(qū)動(dòng)器一般有電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三個(gè)環(huán)路組成，其結(jié)構(gòu)圖如下：
伺服驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖
英威騰伺服調(diào)試的一般原則是：當(dāng)電機(jī)固定后，電流環(huán)參數(shù)就固定不變。速度環(huán)參數(shù)與電機(jī)負(fù)載和機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān)，增益越高，積分時(shí)間越小，伺服驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)越快，所以一般在調(diào)試的時(shí)候要在機(jī)械系統(tǒng)不振動(dòng)的情況下盡可能提高速度環(huán)增益，減小速度環(huán)積分時(shí)間。位置環(huán)增益和機(jī)械系統(tǒng)剛度有關(guān)，這個(gè)要根據(jù)客戶的需要來設(shè)置。
而模切機(jī)的應(yīng)用上，主要要求伺服有響應(yīng)速度和和較高的精度，所以在電機(jī)不振動(dòng)的情況下，盡理調(diào)高Pb01（位置環(huán)第1增益）跟Pb04（速度環(huán)第1增益），降低Pb05（速度環(huán)積分時(shí)間）。并且通過合理設(shè)置Pb.27(速度補(bǔ)償閥值)、Pb.28(速度補(bǔ)償值)，從而進(jìn)一步加快速度環(huán)響應(yīng)，提高效率。
在實(shí)際應(yīng)用中，英威騰交流伺服在追色模切中是高速度可達(dá)到每小時(shí)12000個(gè)，并且在精度上完全符合客戶要求。
六、注意事項(xiàng)
1． 注意電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間的功率匹配。
2． 在多驅(qū)動(dòng)安裝時(shí)，注意驅(qū)動(dòng)器之間安裝距離，保持良好的散熱性。
3． 信號線纜和主電源或動(dòng)力電纜分開布線防止干擾出現(xiàn)。
4． 上電前先脫開電機(jī)與工作臺(tái)的連軸器做空載運(yùn)行檢查。
5． 運(yùn)行前檢查運(yùn)行相關(guān)參數(shù)是否設(shè)置妥當(dāng)，防止因?yàn)閰?shù)設(shè)置問題造成的飛車。
6． 確保電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間連接電纜的牢固，防止因接觸不良造成事故。
7． 電機(jī)輸入線路請根據(jù)實(shí)際情況選用直徑匹配的電纜。
七、總結(jié)
客戶通過使用英威騰交流伺服系統(tǒng)SVDB100-1R0-2，從而在保證原有精度的情況下，大大提高了模切機(jī)的效率，尤其在追色模切表現(xiàn)優(yōu)秀。
關(guān)于英威騰：
英威騰，成立于2002年，致力于成為全球領(lǐng)先、受人尊敬的電氣傳動(dòng)、工業(yè)控制、新能源領(lǐng)域的產(chǎn)品與服務(wù)供應(yīng)商，2010年在深交所A股上市，股票代碼：002334。英威騰是國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，目前擁有11家控股子公司，依托于電力電子、自動(dòng)控制、電機(jī)控制、節(jié)能環(huán)保、物聯(lián)網(wǎng)、信息化等關(guān)鍵技術(shù)的掌握，主要產(chǎn)品涵括高、中、低壓變頻器、電梯智能整體機(jī)、伺服系統(tǒng)、PLC、HMI、電機(jī)和電主軸、SVG、UPS、光伏逆變器等。英威騰現(xiàn)有員工1600多人，大型生產(chǎn)基地4個(gè)，營銷網(wǎng)絡(luò)遍布國內(nèi)及海外60多個(gè)國家和地區(qū)。
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