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     【摘要】本文主要介紹紙護角的分類和設備生產工藝，及使用臺達20PM的DTO指令自動生成和動態修改飛剪電子凸輪數據，完成紙護角的沖口、裁切的過程。
【Abstract】This paper mainly introduces the classification of paper angles and the production process of equipment, and Delta 20PM complete the paper corner punching and cutting by using DTO command automatic generation function and dynamic changing flying shear electronic cam data.
【關鍵字】紙護角一體機；20PM；飛剪電子凸輪；DTO指令
【Keywords】Angle Protector Machine; 20PM; flying shear electronic cam; DTO command

紙護角由多層紗管紙和牛卡紙經護角機定型壓制而成，能對包裝件的邊角進行保護，并增加其堆碼強度，還可用于低成本的“無容器包裝”，因而是一種被廣泛采用的包裝材料。
按橫截面形狀，紙護角可分為U型、L型(或V型)等。在紙護角的規定位置上沖出槽口，便可對紙護角作90度折彎或環繞。

圖1 護角產品
1 設備概述和工作原理
1.1設備概述
紙護角一體機，就是能將紙護角的沖口、裁切在一臺機上連續完成的設備。按功能劃分，該設備可分成掛紙、涂膠、包邊、成型、沖口、裁切五個區段。

圖2 紙護角一體機的沖口和裁切段
由于沖口軸、裁切軸在機械設計上，采用了曲柄滑塊機構，伺服電機旋轉一周，沖口或裁切臺就完成一次追速、同步、裁切、返回的過程，因此控制器必須具有以來料脈沖作主軸，規劃兩個飛剪電子凸輪來完成紙護角的沖口、裁切動作，且能動態更新凸輪數據的功能。
1.2裁切、沖口過程分析
客戶要求成品以槽口為界，可分1～5段。只有1段時，相當于關閉沖口功能，只有裁切軸作定長裁切；5段時，成品可以拼成如圖3示的一個方形框架，其接口處連接后，便可直接用于箱體包裝。

圖3 紙護角一體機成品
下面以生產兩段產品為例，來分析其裁切、沖口的過程。
當b<a時，設置好初始飛剪電子凸輪數據后，讓兩軸飛剪電子凸輪嚙合，然后開啟主軸：沖口軸和裁切軸會首先動作一次（這次飛剪動作的主軸長度并未到達，而是由于啟動凸輪嚙合產生的。后續的動作才是按所設的主軸長度執行飛剪功能），切出成品的第一個有效槽口。當主軸行走了長度e（即a-b）時，裁切軸再裁切一次，切出成品的第一個有效左端面。后續主軸每行走長度b+c（即成品總長），裁切軸就裁切一次；主軸每行走長度d（即末段長c+首段長b)，沖口軸就切槽一次。

圖4 兩段紙護角，當b<a時沖口、裁切示意圖
當b>a時，設置好初始飛剪電子凸輪數據后，先讓裁切軸飛剪電子凸輪嚙合，然后開啟主軸：裁切軸會首先動作一次，裁出成品的第一個有效左端面。當主軸行走了長度e（即a-b）時，再讓沖口軸的飛剪電子凸輪嚙合，切出成品的第一個有效槽口。后續主軸每行走長度b+c（即成品總長），裁切軸就裁切一次；主軸每行走長度d（即末段長+首段長），沖口軸就切槽一次。

圖5 兩段紙護角，當b>a時沖口、裁切示意圖
綜上所述，生產兩段產品，當成品的首段長小于刀距時：第一次裁切的主軸長度為“刀距-首段長”，后續主軸長度為“成品總長”；而沖口的主軸長度為“末段長+首段長”，兩個飛剪電子凸輪同時嚙合。
當成品的首段長大于刀距時：裁切的主軸長度始終設為“成品總長”，沖口的主軸長度始終設為“末段長+首段長”。但裁切軸的飛剪電子凸輪先嚙合；當主軸行走了“首段長-刀距”時，再啟動沖口軸的飛剪電子凸輪嚙合。更多段數產品的裁切、沖口過程以此類推，不作分析。

2 臺達20PM運動控制方案
根據以上控制過程和要求，選用兩臺DVP20PM00D來完成兩個飛剪電子凸輪的動作。DVP20PM00D是一款專業的運動控制器，支持電子凸輪（2048點）及飛剪、追剪應用；兼容G-Code/M-Code，支持2軸直線/圓弧插補運動控制等功能。

圖6 控制系統框圖
主要電氣配置型號如表1。
表1 主要電氣配置型號列表
名稱 型號 數量 備注
觸控屏（HMI） DOP-B05S100 1 5.6寸觸控屏
運動控制器 DVP20PM00D 2 2軸脈沖型運動控制器
伺服驅動器 ASD-A2-4523-L 2 4.5KW伺服驅動器，三相220VAC
伺服電機 ECMA-F11845ES 2 4.5KW伺服電機
變頻器 VFD037M43A 4 3.7KW變頻器
編碼器 客戶自備 1 分辨率2000P/R
變頻器的啟停通過20PM的Y點進行控制，頻率命令通過操作面板上的電位器給定。
觸控屏與20PM的通訊連接，使用RS232連接線，通過觸控屏不同的COM口與20PM相連。兩臺20PM相同的參數設置可通過觸控屏內的Background宏進行傳遞，也可采用RS485聯機，通過觸控屏的1個COM口與兩臺設置為不同站號的20PM通訊。
接入沖口軸20PM的A0、B0的主軸脈沖信號，也并入其A1、B1口，并在程序中啟動C204計數，用以判斷當產品首段長大于刀距時，沖口軸電子凸輪啟動的時機。兩個20PM的DOG信號與X2并聯，回原點時需為DOG正緣停止。
3 結語
目前該設備已投入使用，使用效果得到了客戶認可。臺達20PM的飛剪電子凸輪功能為該類設備提供了經濟、適用的運動控制方案，具有較好的市場推廣價值。

作者簡介：
譚坤鵬，男，生于1985年，畢業于重慶大學，機械電子工程。現任臺達集團--中達電通股份有限公司工業控制系統產品開發處應用工程師，從事PLC、HMI、工業電源、以太網交換機等產品的工程應用和技術支持。