搞横切的这么多，早想找机会介绍一下运刀原理，与干此行的朋友们交流。 点击：16543 | 回复：301
发表于：2007-05-30 20:25:00
楼主
圆弧旋转式同步飞剪专用控制驱动系统(Rotary Cut)
为何需要同步飞剪系统?
在企业已经全球化的同时，各行各业的竞争也越来越激烈。时至今日，各种产业机械的效能评比标准也逐渐地大幅提高。客户在评估一台产业加工机械的效能时，不但要检验产出成品的精准度是否合格；同时更要计算每台机械每分钟的生产效率是否比竞争者更快更高。如果机械制造厂设计生产出的机台，其效能不被客户接受，则不是机台卖不出去，或是只好降价求售无法获取合理利润。因此有许多行业的生产机械在这种严酷的评估标准检验之下，都必须重新探讨机械动作设计的合理化。
旋转式飞剪机械基本架构
图9 为旋转式同步动态裁切(飞剪)机的简单图标。注意上下两组裁切刀轮同时被伺服马达带动，各依箭头所示方向相对旋转。刀轮之上的刀刃必须作精密的调整，当上刀轮之刀刃旋转至正下方时，下刀刃恰好转至正上方；如此，才能执行正确的裁切。每次裁切刀轮旋转一圈，便自动将材料切断一次；马达只要在相同方向连续运转，刀轮便能连续裁切。因此，裁切效率比「往复式」为佳，自不待言。
图9: 旋转式飞剪机械基本架构
旋转式飞剪系统之基本组成要素及其功能
旋转式同步飞剪控制驱动系统：(PDS-RC)
接受PLC及HMI输入的运转命令及长度设定
侦测量测轮编码器传回之脉冲，得知进料速度及进料长度。
控制伺服马达之运转速度及同步定位动作
HMI(Human Machine Interface)：人机接口
接受设定资料及显示运转状态
PLC：过程控制器
处理基本之接口、互锁、连动信号
Rotary Knife：裁切刀轮
裁切刀轮为上下镜射、各带刀刃的一组回转机构
Servo Motor：无刷伺服马达 或 感应伺服马达
带动裁切刀轮之主动力
Gear Assembly：齿轮组合
将马达动力传送至上下裁切刀轮
Measure Roll with Encoder：附编码器的量测轮
直接紧密的接触待切材料，靠材料之横移而带动编码器产生脉冲信号
旋转式飞剪机之动作说明
图10,11,12为旋转式飞剪机的三种标准运行曲线。在进一步说明之前，必须先熟习下列重要名词：
「裁切刀轮(Rotary Knife)」
上下镜射、各带刀刃的一组回转机构，用来执行裁切加工动作。
「裁切点 (Cut Point) 」
当裁切刀轮旋转至上下两组刀刃恰好相切时，定义这一点为「裁切点」。
「裁切点侦测装置(Cut Point Sensor)」及「裁切点信号 (Cut Point Signal) 」
裁切点侦测装置(高速型)安装于裁切刀轮适当之处，用来侦测裁切刀轮是否经过裁切点。每次裁切刀轮经过裁切点的瞬间，立刻产生一个触发信号，称之为「裁切点信号 (Cut Point Signal) 」。
「裁刀圆周长 (Circumference of Rotary Knife) 」
计算裁切刀轮的圆周长是以「刀刃切合点到圆心之距离当成半径」，旋转一周所得的圆周长度，属于机械特性参数。(单位：Meter)
「裁刀速度 (Linear Speed of Rotary Knife) 」
裁刀之刀刃的等效线速度。(单位：Meter/Min)
「裁刀方位角 (Angle of Rotary Knife) 」
裁刀之刀刃所对应的方位角度，范围从0度到360度。
裁刀方位角在裁切点时，定义为180度。
「进料速度 (In-Feed Speed) 」
待裁切材料的进料线速度。(单位
为何需要同步飞剪系统?
在企业已经全球化的同时，各行各业的竞争也越来越激烈。时至今日，各种产业机械的效能评比标准也逐渐地大幅提高。客户在评估一台产业加工机械的效能时，不但要检验产出成品的精准度是否合格；同时更要计算每台机械每分钟的生产效率是否比竞争者更快更高。如果机械制造厂设计生产出的机台，其效能不被客户接受，则不是机台卖不出去，或是只好降价求售无法获取合理利润。因此有许多行业的生产机械在这种严酷的评估标准检验之下，都必须重新探讨机械动作设计的合理化。
旋转式飞剪机械基本架构
图9 为旋转式同步动态裁切(飞剪)机的简单图标。注意上下两组裁切刀轮同时被伺服马达带动，各依箭头所示方向相对旋转。刀轮之上的刀刃必须作精密的调整，当上刀轮之刀刃旋转至正下方时，下刀刃恰好转至正上方；如此，才能执行正确的裁切。每次裁切刀轮旋转一圈，便自动将材料切断一次；马达只要在相同方向连续运转，刀轮便能连续裁切。因此，裁切效率比「往复式」为佳，自不待言。
图9: 旋转式飞剪机械基本架构
旋转式飞剪系统之基本组成要素及其功能
旋转式同步飞剪控制驱动系统：(PDS-RC)
接受PLC及HMI输入的运转命令及长度设定
侦测量测轮编码器传回之脉冲，得知进料速度及进料长度。
控制伺服马达之运转速度及同步定位动作
HMI(Human Machine Interface)：人机接口
接受设定资料及显示运转状态
PLC：过程控制器
处理基本之接口、互锁、连动信号
Rotary Knife：裁切刀轮
裁切刀轮为上下镜射、各带刀刃的一组回转机构
Servo Motor：无刷伺服马达 或 感应伺服马达
带动裁切刀轮之主动力
Gear Assembly：齿轮组合
将马达动力传送至上下裁切刀轮
Measure Roll with Encoder：附编码器的量测轮
直接紧密的接触待切材料，靠材料之横移而带动编码器产生脉冲信号
旋转式飞剪机之动作说明
图10,11,12为旋转式飞剪机的三种标准运行曲线。在进一步说明之前，必须先熟习下列重要名词：
「裁切刀轮(Rotary Knife)」
上下镜射、各带刀刃的一组回转机构，用来执行裁切加工动作。
「裁切点 (Cut Point) 」
当裁切刀轮旋转至上下两组刀刃恰好相切时，定义这一点为「裁切点」。
「裁切点侦测装置(Cut Point Sensor)」及「裁切点信号 (Cut Point Signal) 」
裁切点侦测装置(高速型)安装于裁切刀轮适当之处，用来侦测裁切刀轮是否经过裁切点。每次裁切刀轮经过裁切点的瞬间，立刻产生一个触发信号，称之为「裁切点信号 (Cut Point Signal) 」。
「裁刀圆周长 (Circumference of Rotary Knife) 」
计算裁切刀轮的圆周长是以「刀刃切合点到圆心之距离当成半径」，旋转一周所得的圆周长度，属于机械特性参数。(单位：Meter)
「裁刀速度 (Linear Speed of Rotary Knife) 」
裁刀之刀刃的等效线速度。(单位：Meter/Min)
「裁刀方位角 (Angle of Rotary Knife) 」
裁刀之刀刃所对应的方位角度，范围从0度到360度。
裁刀方位角在裁切点时，定义为180度。
「进料速度 (In-Feed Speed) 」
待裁切材料的进料线速度。(单位
发表于：2007-06-13 19:38:00
131楼
"刘工,能不能讲讲失败的教训,好让后来者少碰地雷"
"我也听说过有人直接用旋切的曲线来做钢板剪切，不过效果不太好。
下次有机会，如果钢板厚度不高的话我会考虑直接旋切试试。"
建议，切铝板的时候再试。我最悲惨的经验，就是在切铝板的时候，电机不对，COS曲线加各种平滑处理的速度规划的效果还不如简单的加速、匀速、减速的体形速度规划效果好。
当时的情况，现在看来可以算是无知了。控制用的是上面提到过的MKS CT701，当时我们叫 CT-COS。默认电机为伺服电机。可实际上是直流调速电机，也就硬着头皮上了。没有带铝板，用虚拟信号试车。速度根本就不能超过30m/min。一旦超过，刀的动作就明显不对，停不住。而且在10m/min与20m/min时，参数区别极大。
用户自己用PLC写的控制，就是简单的匀速规划，可以跑到50m/min，实际裁切精度+/-2mm（可能还要高一点，我印象不是很清楚了）。
因为电机的力量小，即使速度是按照匀速规划的，但是从刀接触到铝板，到完全切断的过程中，刀的动作完全被铝板限制，电机的实际速度自然是COS曲线了。原则上这样的切口会不太好，但是，实际上最终用户也完全可以认可。
"我也听说过有人直接用旋切的曲线来做钢板剪切，不过效果不太好。
下次有机会，如果钢板厚度不高的话我会考虑直接旋切试试。"
建议，切铝板的时候再试。我最悲惨的经验，就是在切铝板的时候，电机不对，COS曲线加各种平滑处理的速度规划的效果还不如简单的加速、匀速、减速的体形速度规划效果好。
当时的情况，现在看来可以算是无知了。控制用的是上面提到过的MKS CT701，当时我们叫 CT-COS。默认电机为伺服电机。可实际上是直流调速电机，也就硬着头皮上了。没有带铝板，用虚拟信号试车。速度根本就不能超过30m/min。一旦超过，刀的动作就明显不对，停不住。而且在10m/min与20m/min时，参数区别极大。
用户自己用PLC写的控制，就是简单的匀速规划，可以跑到50m/min，实际裁切精度+/-2mm（可能还要高一点，我印象不是很清楚了）。
因为电机的力量小，即使速度是按照匀速规划的，但是从刀接触到铝板，到完全切断的过程中，刀的动作完全被铝板限制，电机的实际速度自然是COS曲线了。原则上这样的切口会不太好，但是，实际上最终用户也完全可以认可。
发表于：2007-06-14 09:12:00
133楼
TO:刘工
我能理解一些你当时的作铝板横切机的情况,你的切长很短,轮切刀的周长相对较长,所以切刀总是加速补偿位置,减速切板,在这种情况下电机是最费劲的时侯,正余曲线为了追求运动的平稳性,其实付出了惨痛的扭矩代价,后果就是同样的电机功率但速度上不去!
当时我用西门子12KW的交流伺服电机切1600的三层瓦楞纸板可以跑到120米,但天龙(相当著名的轮切机电控系统生产厂家)用37KW的直流电机在同样的工矿下只能跑到90米多点,大家可能不相信,有兴趣的话与我联系,我可以带你去看,我就是采用的直线加减速方式,震动基本感觉不到,都被切辊的大惯量给吸收了!
我能理解一些你当时的作铝板横切机的情况,你的切长很短,轮切刀的周长相对较长,所以切刀总是加速补偿位置,减速切板,在这种情况下电机是最费劲的时侯,正余曲线为了追求运动的平稳性,其实付出了惨痛的扭矩代价,后果就是同样的电机功率但速度上不去!
当时我用西门子12KW的交流伺服电机切1600的三层瓦楞纸板可以跑到120米,但天龙(相当著名的轮切机电控系统生产厂家)用37KW的直流电机在同样的工矿下只能跑到90米多点,大家可能不相信,有兴趣的话与我联系,我可以带你去看,我就是采用的直线加减速方式,震动基本感觉不到,都被切辊的大惯量给吸收了!
发表于：2007-06-15 20:37:00
137楼
速度根本就不能超过30m/min又可以跑到50m/min？
用我的控制器，因为曲线中有高速部分，所以，理论最大速度只能到三十多米，但是因为电机的加速能力不够，实际上线速度30米的时候，刀就跟不上了。用PLC来控制，整个过程中，刀的速度不会超过铝板的速度，加速度要求也比较小（加速距离长了，最大速度小了，当然加速度小）线速度可以开到50多米。
“匀速规划是什么意思？”
切的过程中，切刀电机的规划速度是匀速，没有COS曲线。用PLC确实也写不出COS
“原则上这样的切口会不太好？我反倒觉得cos曲线的切口会比较好”
我也这样认为。当时在现场，我觉得铝板实际不是被上下两把刀切断的，是被挤断的。
“能理解一些你当时的作铝板横切机的情况,你的切长很短,”
切铝板的时候，切长并不短，刀一直都有停顿的时间。
“当时我用西门子12KW的交流伺服电机切1600的三层瓦楞纸板可以跑到120米,但天龙(相当著名的轮切机电控系统生产厂家)用37KW的直流电机在同样的工矿下只能跑到90米多点”
切纸与切钢真的不一样，切铝……
用我的控制器，因为曲线中有高速部分，所以，理论最大速度只能到三十多米，但是因为电机的加速能力不够，实际上线速度30米的时候，刀就跟不上了。用PLC来控制，整个过程中，刀的速度不会超过铝板的速度，加速度要求也比较小（加速距离长了，最大速度小了，当然加速度小）线速度可以开到50多米。
“匀速规划是什么意思？”
切的过程中，切刀电机的规划速度是匀速，没有COS曲线。用PLC确实也写不出COS
“原则上这样的切口会不太好？我反倒觉得cos曲线的切口会比较好”
我也这样认为。当时在现场，我觉得铝板实际不是被上下两把刀切断的，是被挤断的。
“能理解一些你当时的作铝板横切机的情况,你的切长很短,”
切铝板的时候，切长并不短，刀一直都有停顿的时间。
“当时我用西门子12KW的交流伺服电机切1600的三层瓦楞纸板可以跑到120米,但天龙(相当著名的轮切机电控系统生产厂家)用37KW的直流电机在同样的工矿下只能跑到90米多点”
切纸与切钢真的不一样，切铝……
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