一、系统概述 

纵切机是瓦楞纸纸箱生产中一单元设备， 它的作用是将瓦楞纸纸板经过正面

的切刀剪切后，再经过后面压痕的上下轮压痕，生产出来的产品经过折叠黏贴就

成了我们日常使用的包装纸箱。 

一般的纸箱压四痕叠成的四方体， 当然也有的包装需要压五痕或者压更多的

痕，那样就可以叠成五棱立方体、六棱立方体甚至更多的立方体包装品了。切刀

数量取决于纸板的宽度和制成纸箱的幅度，一把刀可以把来料切成两块，两把刀

切成三块，类推，五刀可把纸板切成六块，即一次最多可以做六个成品。 

二、工艺介绍 

伺服的作用在于定位切刀和压轮的位置。 设备启动后， 伺服经过齿轮齿条 （或

者丝杠）带动刀和压轮向右边靠近，进行回原点动作，寻找到参考点。根据设定

的参数选定刀的数量和压轮的数量，上位机控制伺服运动到运算的位置，至此排

刀和压轮动作结束。通过手动控制气缸的吸合，压轮和切刀压下，在主电机的带

动下，纸板就会被切开、压上痕，包装成品纸板。 

    当一个批次的产品做完了后，需要进行换单，进行另外的生产。这就需要上

位进行选刀和压轮（根据设定的参数）进行移动。通过上位机控制算法选择实际

距离和设定距离最近的刀进行动作。由于换单生产时一般不要求断电，要求换刀

必须要迅速。 

三、KINCO控制方案 

1）电机的选择 

瓦楞纸纵切机采用电机主要用来控制刀和压轮，控制精度高，换刀速度快。

目前该行业越来越多采用伺服电机作为执行电机， 然而正确的选择电机对该设备

的设计非常重要。 

该设备常见负载一般为两种，一种为滚珠丝杠，另一种为齿轮齿条 

A.滚珠丝杠负载:电机的选择必须综合考虑伺服电机的性能以及滚珠丝杠的成

本。根据当前需求进行电机扭矩的计算。 

如：当前需求 

滚珠丝杆导程 8mm 

丝杠上的薄刀以及其他按照 20Kg 计算。 

根据机械负载情况计算电机力矩 

T=F*PB/2P 

T 为电机力矩 

F 为旋转电机转化为直线方向的推力 

PB 为丝杠的导程 

如果选择常用的 750W 交流伺服电机，电机扭矩 T=2.4NM。 

F=1800N，理论上可以满足要求。 

B.齿轮齿条负载 

1.齿条导程：50MM 

2.齿条上的薄刀以及其他按照 20Kg 计算。 

根据机械负载情况计算电机力矩 

如果电机 T=8NM 

F=1000N，理论上满足要求 

而通用的三相交流伺服系统电机轴在停止时都会存在前后校正， 为了保证瓦

楞纸切割的精度，必须采用气缸锁死，然而会造成成本的增加。 

步科公司为了解决该问题，开发了多级伺服电机，采用特殊的控制算法，使

电机在停止时有步进电机的性能，停止时电机轴不校正，按照恒定的力矩锁住电

机轴，运行时有三相交流电机的性能。此电机最适合应用于齿轮齿条的负载。 

2)驱动器的选择 

瓦楞纸纵切机应用一般为多轴控制，如五刀八线需要 21 台伺服电机，如果

采用传统的脉冲控制方式，接线复杂，容易出错，整体成本高。步科公司是国际

CiA 组织的会员，也是国内工业自动化领域的领导企业，拥有基于 CANopen 总线

技术的完整的机器自动化解决方案和产品。在 CAN 总线伺服产品上有近 20 年的

研发与应用经验，应用领域广阔，主要包括：包装、烟草、印刷、医疗、电子行

业等。因此采用带 CAN 总线的伺服驱动器 CD421-AF 系列产品以及多级伺服电机

是该设备的最佳选择。PLC 可以采用施耐德 M258，触摸屏采用 KINCO MT4403T。 

四、方案配置 

配置一(采用 CD421-AF 以及多级伺服电机配置，)适合齿轮齿条 

产品名称 产品型号 数量 

伺服驱动器（带 CAN 总线） CD421-0045-0040-AF-000 21 

伺服电机（多级伺服电机） 85S-0045-05AAK-FLFN 21 

编码器线 ENCCF-05-KC0 21 

动力电缆 MOT-005-05-KC0 21 

触摸屏 MT4403T 1 

配置二（采用 CD421 以及通用 750W 交流伺服电机配置）适合丝杠 

产品名称 产品型号 数量 

伺服驱动器（带 CAN 总线） CD421-0075-0039-AF-000 6 

伺服电机(750W 三相交流伺服电机) SMH80S-0075-30AAK-3LKL 6 

编码器线 ENCCA-05-KL 6 

动力电缆 MOT-005-05-KL 6 

触摸屏 MT4403T 1 

五、结论 

1、与原步进电机方案比，速度提高 30%； 

2、高速不丢步； 

3、控制精度更高，幅度±0.5mm； 

4、接线简单可靠。