【摘要】本文主要介紹紙護(hù)角的分類和設(shè)備生產(chǎn)工藝，及使用臺達(dá)20PM的DTO指令自動(dòng)生成和動(dòng)態(tài)修改飛剪電子凸輪數(shù)據(jù)，完成紙護(hù)角的沖口、裁切的過程。
紙護(hù)角由多層紗管紙和牛卡紙經(jīng)護(hù)角機(jī)定型壓制而成，能對包裝件的邊角進(jìn)行保護(hù)，并增加其堆碼強(qiáng)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(hù)角可分為U型、L型(或V型)等。在紙護(hù)角的規(guī)定位置上沖出槽口，便可對紙護(hù)角作90度折彎或環(huán)繞。
圖1 護(hù)角產(chǎn)品
1 設(shè)備概述和工作原理
1.1設(shè)備概述
紙護(hù)角一體機(jī)，就是能將紙護(hù)角的沖口、裁切在一臺機(jī)上連續(xù)完成的設(shè)備。按功能劃分，該設(shè)備可分成掛紙、涂膠、包邊、成型、沖口、裁切五個(gè)區(qū)段。
圖2 紙護(hù)角一體機(jī)的沖口和裁切段
由于沖口軸、裁切軸在機(jī)械設(shè)計(jì)上，采用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)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(guī)劃兩個(gè)飛剪電子凸輪來完成紙護(hù)角的沖口、裁切動(dòng)作，且能動(dòng)態(tài)更新凸輪數(shù)據(jù)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(shí)，相當(dāng)于關(guān)閉沖口功能，只有裁切軸作定長裁切;5段時(shí)，成品可以拼成如圖3示的一個(gè)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(hù)角一體機(jī)成品
下面以生產(chǎn)兩段產(chǎn)品為例，來分析其裁切、沖口的過程。
當(dāng)b<a時(shí)，設(shè)置好初始飛剪電子凸輪數(shù)據(jù)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(dòng)作一次(這次飛剪動(dòng)作的主軸長度并未到達(dá)，而是由于啟動(dòng)凸輪嚙合產(chǎn)生的。后續(xù)的動(dòng)作才是按所設(shè)的主軸長度執(zhí)行飛剪功能)，切出成品的第一個(gè)有效槽口。當(dāng)主軸行走了長度e(即a-b)時(shí)，裁切軸再裁切一次，切出成品的第一個(gè)有效左端面。后續(xù)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(hù)角圖b</p>
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圖4 兩段紙護(hù)角，當(dāng)b<a
當(dāng)b>a時(shí)，設(shè)置好初始飛剪電子凸輪數(shù)據(jù)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(dòng)作一次，裁出成品的第一個(gè)有效左端面。當(dāng)主軸行走了長度e(即a-b)時(shí)，再讓沖口軸的飛剪電子凸輪嚙合，切出成品的第一個(gè)有效槽口。后續(xù)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(hù)角，當(dāng)b>a時(shí)沖口、裁切示意圖
綜上所述，生產(chǎn)兩段產(chǎn)品，當(dāng)成品的首段長小于刀距時(shí)：第一次裁切的主軸長度為“刀距-首段長”，后續(xù)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(gè)飛剪電子凸輪同時(shí)嚙合。
當(dāng)成品的首段長大于刀距時(shí)：裁切的主軸長度始終設(shè)為“成品總長”，沖口的主軸長度始終設(shè)為“末段長+首段長”。但裁切軸的飛剪電子凸輪先嚙合;當(dāng)主軸行走了“首段長-刀距”時(shí)，再啟動(dòng)沖口軸的飛剪電子凸輪嚙合。更多段數(shù)產(chǎn)品的裁切、沖口過程以此類推，不作分析。
2 臺達(dá)20PM運(yùn)動(dòng)控制方案
根據(jù)以上控制過程和要求，選用兩臺DVP20PM00D來完成兩個(gè)飛剪電子凸輪的動(dòng)作。DVP20PM00D是一款專業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制器，支持電子凸輪(2048點(diǎn))及飛剪、追剪應(yīng)用;兼容G-Code/M-Code，支持2軸直線/圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)控制等功能。
![圖6 <a title=]()
控制系統(tǒng)框圖" src="http://ftp.ruigongye.com/2014-10/2014103115093500009.jpg" width="541" height="399">
圖6 控制系統(tǒng)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
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名稱
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型號
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數(shù)量
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備注
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觸控屏（HMI）
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DOP-B05S100
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1
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5.6寸觸控屏
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運(yùn)動(dòng)控制器
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DVP20PM00D
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2
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2軸脈沖型運(yùn)動(dòng)控制器
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伺服驅(qū)動(dòng)器
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ASD-A2-4523-L
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2
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4.5KW伺服驅(qū)動(dòng)器，三相220VAC
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伺服電機(jī)
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ECMA-F11845ES
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2
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4.5KW伺服電機(jī)
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變頻器
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VFD037M43A
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4
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3.7KW變頻器
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編碼器
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客戶自備
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1
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分辨率2000P/R
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變頻器的啟停通過20PM的Y點(diǎn)進(jìn)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(shù)設(shè)置可通過觸控屏內(nèi)的Background宏進(jìn)行傳遞，也可采用RS485聯(lián)機(jī)，通過觸控屏的1個(gè)COM口與兩臺設(shè)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(dòng)C204計(jì)數(shù)，用以判斷當(dāng)產(chǎn)品首段長大于刀距時(shí)，沖口軸電子凸輪啟動(dòng)的時(shí)機(jī)。兩個(gè)20PM的DOG信號與X2并聯(lián)，回原點(diǎn)時(shí)需為DOG正緣停止。
3 結(jié)語
目前該設(shè)備已投入使用，使用效果得到了客戶認(rèn)可。臺達(dá)20PM的飛剪電子凸輪功能為該類設(shè)備提供了經(jīng)濟(jì)、適用的運(yùn)動(dòng)控制方案，具有較好的市場推廣價(jià)值。
作者簡介：
譚坤鵬，男，生于1985年，畢業(yè)于重慶大學(xué)，機(jī)械電子工程。現(xiàn)任臺達(dá)集團(tuán)－－中達(dá)電通股份有限公司工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)處應(yīng)用工程師，從事PLC、HMI、工業(yè)電源、以太網(wǎng)交換機(jī)等產(chǎn)品的工程應(yīng)用和技術(shù)支持。
