前缘送纸

前缘送纸案例设备概况•瓦楞纸印刷模切机是一种高效的瓦楞纸处理备，可以在一条生产线上实现纸板的多色套印、模切压痕等工序，主要包括前缘送纸单元、印刷单元和模切单元。在正常运转时，前缘送纸单元的辊筒做循环加减速运动，印刷单元和模切单元的辊筒做匀速运动。目前，我国瓦楞纸包装设备行业形成了六大生产基地：珠三角、长三角、湖北京山、河北东光、胶东和中原地区。印刷模切机整体图前缘送纸工艺•前缘送纸就是以纸板前边缘为基准，在送纸胶轮的周期性加速、同步和减速作用下，通过格栅配合将纸板有时间性的抬起和落下，将堆叠好的纸板连续或者间隔的单张送入印刷单元。•在瓦楞纸箱的加工制造中，如果送纸发生偏差，会产生如印刷套印不准、模切位置偏移、压线偏斜等问题，所以送纸工艺显得十分重要。前缘送纸工艺示意图系统开发起源•对于瓦楞纸开槽印刷机而言，前缘送纸机构的送纸精度对于印刷质量而言至关重要；传统的送纸机构均采用高精度机械凸轮机构进行送纸的控制，这套机械凸轮上万美元，并且需要经常维护，由于磨损导致精度的降低，当印刷不同长度的产品时，机械需要反复调教，耗费时间；•河北东光是中国北方纸箱包装机械基地，在当地前缘送纸的控制是个难点，为增加信捷在当地的品牌影响力，我们决定用信捷XD系列控制器的内置电子凸轮功能，改造原先的机械凸轮。信捷的电子凸轮功能在瓦楞纸横切，印刷套色，冷弯型钢追剪等领域都有成功的应用背景，这使得我们有信心去探讨在送纸机构上采用信捷产品实现高精度送纸的可能。电子凸轮代替机械凸轮•伺服轴（送纸辊）跟随主轴（主轴信号由连接在接纸棍上的编码器提供）做电子凸轮运动完成送纸。要求每分钟送纸速度最高250张/min，送纸精度要求在整个速度范围内的±0.5mm；•每次送纸辊伺服轴都会在编码器一圈的固定相位中作一次加速，同步，减速的凸轮运动；以长度1200mm为例，送纸速度达到250张/min，一秒要进行4.17次凸轮运动；•采用的XD3控制器，具备很快的数据处理和运动状态触发能力，现场运行扫描周期0.1ms，确保了控制的高精度。送纸过程时序控制在接纸棍编码器旋转到设定相位时，抬刀放下，瓦楞纸与送纸辊充分接触，然后启动送纸辊电机，在加速距离范围内从0速加速到接纸棍的线速度，进入同步传送，当接纸棍编码器转到相应相位时，抬板抬起，瓦楞纸与送纸辊充分脱离，触发送纸辊减速（在规定的相位里减速至0速）然后等待下一次的送纸时机。（1）等待区（2）加速区（3）同步区（4）减速区（5）等待区相位总和为360度控制时序图①②③④⑤•系统硬件连接图定位信号输入主轴位置信号反馈距离设定脉冲输出送纸电机驱动送纸辊报警监控项目中应用的信捷产品产品名称型号数量PLCXD3-16T-E1伺服DS3-47P5-PQA1触摸屏TG765-MT1编码器2000线1控制方案•系统架构采用XD3高性能PLC作为主控，DS3系列伺服驱动电机，2000线编码器反馈主轴位置，光电开关给出校准信号，触摸屏显示送料速度、设定长度以及系统报警等信息，并可根据现场实际情况设定送纸长度。•本机采用的XD3系列PLC，功能齐全，除具备一般的数据处理功能外，还具有高速计数、高速脉冲输出、通讯、PWM脉宽调制、频率测量、精确定时和中断等功能，具有更快的处理速度，现场实际运行扫描周期仅为0.1毫秒，内部含电子凸轮功能，控制伺服运行曲线平滑，实际送纸过程快速平稳。•本机采用的DS3系列的伺服，具有过载能力强、抗负载扰动能力强、起动力矩大、动态相应速度高等特点。驱动器将位置控制、速度控制、转矩控制这三种控制方式合为一体，并且可以进行各控制模式的动态切换，使用更加灵活，具备过速、过流、过载、过热、主电源过压欠压、编码器异常、通讯错误等完善的保护功能。电机为三相永磁伺服电机，具有三倍过载能力，1500rpm的额定转速，2500线的编码器分辨率。性能优点•送纸位置精准。高精度的编码器和伺服电机的反馈保证了系统送纸位置精度。•送纸速度平稳。通过优化的凸轮曲线使得送纸过程平滑以及低速到位。•送纸速度快。实际效果可达150米/分钟。•无累积误差。光电反馈确保系统不存在累计误差。•监控和控制操作便捷。文本实时显示送纸速度，可以设定送纸长度，报警显示直观，报警情况轻松一键解决。•一体化程度高。整体的系统方案，从PLC，伺服，显示器及整个系统的开发均由信捷公司自主开发研制，整体系统的兼容性高，避免不同品牌产品之间出现的干扰故障问题。系统位移曲线图•调试存在的问题：在同一速度下，送纸的精度±0.5mm，当速度改变之后，送纸位置就会偏移；根据现场测试数据比对，误差来源于加速段进入同步段过程中产生的误差。在脉冲模式下，plc发脉冲给伺服驱动，plc发送完成，伺服电机有没有走到我理想的位置，plc是不知道的，没有办法去做到2次修正，现在的办法是采用不同的速度补偿不同的加速距离，也只能做到最低速度与最高速度偏差1-2mm；最好的办法是使用总线方案，形成一个全闭环的控制系统，解决以上问题。现场调试与送纸精度