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:16367 | 回复:301



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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



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发表于:2007-06-12 08:56:00
121楼
只是对老刘的不是技术的言论,发表一下技术以外的看法而已。就这个问题而言,比他明白的确实有,潜台词不就是,除了这个问题的其他问题没有比他更明白的,人贵有自知之明,他有些把他自己看太高了,为人要谦虚一些,这个坛子里专家有的是。

刘岩利

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发表于:2007-06-12 20:57:00
122楼
“不过实切时候验收的标准与曲线无关,只要精度高,噪音小,切口平整光滑,剪切过程无异常(没有擦刀)就OK”
所谓速度曲线,只是实现这些这些的手段之一。能否问一下,速度、精度、大致是多少?我在三年多以前蹲过这样的机器,有成功的经验:切钢板,速度是90m/min,切长200mm,+/-0.2mm。钢板的厚度和宽度我已经不记得了,好象宽度不到1000,厚度在1mm左右(好象是不到1mm)。另外,也有失败的教训,很惨。

叫我小白

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发表于:2007-06-12 21:05:00
123楼
多少切长速度达到90m/min?
切长不算难,但是200mm的切长送料速度肯定高不了。
你所说的精度在最高速度稳速时没问题,加减速的时候有些可能低于这个值,但也会有几张超过这个值。
宽度1300mm,厚度3mm。

叫我小白

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发表于:2007-06-12 21:08:00
124楼
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。

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发表于:2007-06-12 22:10:00
125楼
速度是90m/min,切长200mm,+/-0.2mm 照此速度,每一秒1.5米,即每一秒7.5刀,一秒七刀是个什么概念,

叫我小白

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发表于:2007-06-12 22:24:00
126楼
90m/min的时候切长不大可能会是200mm。

不过惭愧的是,我调试的机器没有到90m/min。我想要达到这个速度,可能在机构和电机选型上还要再进步。

xzy568

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发表于:2007-06-13 08:34:00
127楼
刘工,能不能讲讲失败的教训,好让后来者少碰地雷

我是中学生

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发表于:2007-06-13 10:53:00
128楼
以上同仁分析观点学生很是钦佩,学生从原始的一些简单的过程中看到,传送装置和剪切装置必须有协调其各自的运作时间。但是想想在两个运动都同时进行的过程中剪切下来的精度确实很难掌握。但是为什么不能想着让两者在运作的过程中作到相互的交叉?就是我们让被剪切物品以一定的速度进行传送,但是在传送到被剪切的位置时速度稍做停顿,当然这个停顿时间要非常非常的小,然后在停顿期间让剪切机迅速对其进行剪切,这样学生认为剪切下来的精度应该能达到设计需求!但是为了提高生产效率学生认为要在运转和剪切速度上大大的提升,尽量缩短停顿和剪切交叉段的时间!

叫我小白

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发表于:2007-06-13 17:51:00
129楼
只要有停顿,效率就上不去啊。
而且两者运动中有联动的话控制起来就更难了。

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发表于:2007-06-13 18:29:00
130楼
下面引用由我是中学生在 2007-6-13 10:53:00 发表的内容:
  以上同仁分析观点学生很是钦佩,学生从原始的一些简单的过程中看到,传送装置和剪切装置必须有协调其各自的…
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刘岩利

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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。

叫我小白

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发表于:2007-06-13 19:45:00
132楼
也就是说,也用过同步区cos曲线来做剪切铝板。
有些地方没看懂。

速度根本就不能超过30m/min又可以跑到50m/min?
匀速规划是什么意思?
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?我反倒觉得cos曲线的切口会比较好。

船长的爸爸

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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!

叫我小白

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发表于:2007-06-14 09:56:00
134楼
请问下切钢板跟切铝板的区别在哪儿?

叫我小白

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发表于:2007-06-14 13:57:00
135楼
发表了一篇《包米勒控制系统在钢板飞剪机上的应用论文》。
在《伺服与运动控制》今年第三期。
有兴趣的可以查看如下网址:
http://blog.gkong.com/more.asp?name=lightwhite&id=21550
工控网上的还在审核。

szbobo

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发表于:2007-06-14 19:25:00
136楼
太感谢了大家了,学习了......

刘岩利

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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……

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发表于:2007-06-15 20:42:00
138楼
总结一下,不要怪我说话太尖刻啊!!
像jps.rd这才是真正的大师,大师的帽子不是不值钱,什么人头上都乱戴,比如小K姐。本来是个很淑女的称谓,让*女给用的真正的淑女都不敢用这个称谓了。连工控论坛都把这个词列入禁词,不加K就不让发!同样大师也是,这顶帽子让伪大师乱戴,真正的大师都不敢戴了。所以不要把大师的帽子乱给人戴,虽然很多人喜欢听奉承话。 有一个判断方法,大家看看是不是:凡是希望别人称谓其大师的,往往是伪大师。

叫我小白

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发表于:2007-06-15 21:12:00
139楼
我懂你的意思了
很多问题,牵扯到选型、机械设计、工况,只要大概方向没错,一般能成功,最后就是速度、精度是否能达到的问题。
但是,为什么说用PLC不能写出cos曲线?
通常cam曲线是通过外部编辑软件生成的,所以应该能生成。目前我们是这样做的。

xzy568

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发表于:2007-06-16 08:32:00
140楼
刘工,那当时为什么不从新规划运动曲线,降低精度保证速度呢?

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