台达伺服产品在护理垫设备上的应用

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1、台达台达伺服伺服产品在护理垫设备上的应用产品在护理垫设备上的应用 【摘要】 本文主要介绍台达高性能 A2 伺服和 B 系列高端 HMI 在卫生巾制造设备上的应用，台达 A2 伺服控制器内建电子凸轮、飞剪裁切、脉冲 BY-pass 功能，其丰富的运动控制功能使得 整个设备电气控制系统的设计规划简单易行。并使设备的性能得到提升。 【正文】 1 1、设备设备原理原理简介简介 此种设备主要生产医院护理用卫生护理垫产品， 以往设备的裁切等工艺都是通过机械轴 带动来实现。采用台达无轴方案，即切刀等动作由伺服直接驱动，追随主轴动作，设备外形 如图 1 所示。该设备主要由木浆粉碎装置、吸风系统、内垫加工裁切、

2、外纸裁切、成品折叠、 成品排片等组成。 图 1 卫生巾设备外观结构 产品规格：长度为 2302000mm，幅面为 500mm，精度要求是5mm (100m/min 车速下)，产 品图如图 2 所示： 图 2 产品外观 2.2.设备工艺流程设备工艺流程 如图 3，该设备由主机和辅机两部分组成，辅机主要包括风机、粉碎机、加热系统等辅 助制程工艺，主机主要包括内纸、外纸输送、内纸裁切、外纸裁切、成品折叠、排片等工艺。 确认整机无故障后，首先辅机启动，加热开启，风机启动，粉碎机起动。当温度，风量达到设定值后，主机启动允许，木浆经粉碎机粉碎后，堆积在以涂布 SAP 的內垫下膜上，上膜在 送纸伺服电机的牵

3、引下， 覆在已经布满木浆的下膜上， 然后经內垫覆膜压辊压合后完成內垫 制作工艺；內垫制作好后，经內垫切刀裁切后，以一定的等间隔输送至主输送带，接着完成 外膜包覆。外膜包覆完成后，被成品切刀切成单个产品，然后进入折叠工段，折叠好成品， 经过排片机构后，按照设定的片数完成包装。 图 3 设备工艺结构图 3.3.电气系统控制架构电气系统控制架构 电气控制系统架构如图 4 所示， PLC 采用三菱 FX3U 系列 128 点， 04DA 模拟量模块， A700 和 E700 系列变频器，HMI 和伺服采用台达产品。 图 4 设备电气系统架构 4.4.电气产品配置电气产品配置 主要电气控制产品配置如表

4、1 所示。 表 1.电气产品配置值 5 5控制系统程序规划控制系统程序规划 5.15.1 送纸伺服凸轮曲线规划送纸伺服凸轮曲线规划 根据设备工艺， 送纸伺服仅需要与主轴保持一定比列关系的速度差运行即可， 故送纸轴 在凸轮曲线规划为等速曲线，如图 5。然后通过凸轮曲线缩放倍率系数 P5-19 调整获得工艺 所需位置和速度关系。 图 5 送纸伺服凸轮命令曲线 5.25.2 切刀伺服凸轮曲线规划切刀伺服凸轮曲线规划 对于切刀的控制，采用电子凸轮实现与主轴的位置关系控制。由于切刀为标准的轮切， 故采用 ASDA-SOFT 所提供的飞剪模型进行曲线规划。 参照模型建立轮切曲线， 需知道一下机械参数，如图

5、 6： 图 6 飞剪模型及机械参数 5.5.3 3 切刀相位调整切刀相位调整 切刀相位调整功能是为了应对在生产过程中， 切刀裁切位置跑位而设立的一种补偿调整 功能。以往都是依靠机械进行调整。采用台达的伺服切刀控制方案后，相位调整不再需要做 机械调整，而是通过简单的电气来实现。其实现方式是通过在运转过程中，改变凸轮轴与主 轴之间的齿轮比来实现，即改变 P5-83(主轴脉冲数所对应凸轮轴的趟数)，其方法和原理如 下： 正常状况下，当我们通过飞剪模型建立曲线时，ASDA SOFT 就会自动帮我们算出 P5-84 的值（主轴脉冲数） ，一般情况下，对应凸轮趟数则设定为 P5-83=1。此时如果要实现将

6、凸 轮轴放大，便只能整数倍放大。如果要实现更细解析度的放大或缩小，只能通过 P5-19，但 是 P5-19 得作用时机并不是立即有效。所以这里依然采用 P5-83 来调整，只需将 P5-84 和 P5-83 同时放大 10n,此时便可轻松实现凸轮轴比主轴超前或滞后 1/10n 倍， 以实现相位的及 时调整。相位调整程序如图 10： 图 10.切刀相位调整程序 切刀相位 调整按钮 5.5.4 4 位置追随误差调整位置追随误差调整 追随误差补偿，在轮切应用过程中，到当由低速到高速运转过程中，会出现追随误差导 致裁切滞后，即裁切点后偏现象。针对此问题，A2 伺服具有独特的解决方案，即飞剪追随 误差动

7、态补偿功能，运用此功能可以有效降低追随误差。而此功能的应用设定非常简单，只 要设定 P1-36=1,并调整 P2-53 即可实现此功能。 下图为启用飞剪追随误差动态修正功能后， 所抓取的位置误差波形，如图 11。从图中可以看到，在裁切点(同步区中点位置)的位置误 差仅为 15PUU,马达毎转 PUU 为 100000，所以位置误差约为 0.05。 图 11.切刀位置追随误差波形图 【结束语】 基于台达 A2 高性能伺服的电子轴卫生巾生产设备，大大扩展了设备的裁切规格；可实 现 2302000mm 范围内的裁切长度。使得设备的纠偏调整更加简单灵活。规格切换无需再做 机械部件的更换和调整，用户只需通过 HMI 设定相关的参数，便可轻易实现规格切换。A2 伺服的丰富功能为裁切的精确控制提供了有效保证。