縱切壓線機(jī)，是瓦楞紙紙箱生產(chǎn)中的一個(gè)單元設(shè)備，為兼容不同幅寬的裁切壓線需求，常常需要同時(shí)用到幾十臺(tái)的伺服軸，采用清能德創(chuàng)開發(fā)的CoolDrive RD高性價(jià)比多軸一體伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品系列，能夠提升產(chǎn)線的效率和穩(wěn)定性，有助于增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　文/清能德創(chuàng)電氣技術(shù)(北京)有限公司

　　縱切壓線機(jī)，是瓦楞紙紙箱生產(chǎn)中的一個(gè)單元設(shè)備，它的作用是將瓦楞紙板進(jìn)行切刀剪切，再通過后面的壓輪壓痕后，經(jīng)折疊黏貼就成了人們?nèi)粘Ｊ褂玫陌b紙箱(圖1)。

圖1

　　1 應(yīng)用難點(diǎn)

　　為兼容不同幅寬的裁切壓線需求，縱切壓線機(jī)會(huì)配置盡量多的切刀：如5刀8線需要21臺(tái)伺服電機(jī)，7到12線則需要31臺(tái)伺服電機(jī)……動(dòng)輒需要同時(shí)用到幾十臺(tái)的伺服軸，因此，往往會(huì)產(chǎn)生以下問題：

　　l 需要系統(tǒng)具有更高的同步精度和控制精度;

　　l 安裝調(diào)試費(fèi)時(shí)費(fèi)力，降低工作效率;

　　l 電氣柜空間緊張，影響散熱效果。

　　2 解決方案

　　為克服上述問題，在縱切壓線機(jī)控制系統(tǒng)中可以采用由清能德創(chuàng)開發(fā)的CoolDrive RD高性價(jià)比多軸一體伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品系列，其具備極高的性價(jià)比和功率密度，產(chǎn)品采用EtherCAT通信方式，體積小而緊湊，支持多種形式電柜安裝;支持220V和380V電源電壓等級(jí)，2 - 35A輸出電流范圍及2 ~ 6軸的產(chǎn)品多軸行業(yè)定制;搭配TD系列伺服電機(jī)，滿足所有輕載工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用需求，也可用于半導(dǎo)體設(shè)備、包裝設(shè)備等多軸智能裝備行業(yè)中。清能德創(chuàng)CoolDrive RD高性價(jià)比多軸一體伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品系列具有一下突出特點(diǎn)：

　　(1)EtherCAT總線控制，實(shí)時(shí)性高

　　瓦楞縱切壓線機(jī)一般為多軸控制，以7刀12線為例，需要使用31臺(tái)伺服電機(jī)，如采用傳統(tǒng)的脈沖控制，接線復(fù)雜、容易出錯(cuò)，整體成本高。

　　CoolDrive RD系列支持EhterCAT總線通訊，采用分布式時(shí)鐘同步，精確同步(<1μs)，傳輸速率可達(dá)2×100Mbaud(全雙工模式)，實(shí)時(shí)性高， 接線簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，避免了脈沖控制方式時(shí)的接線繁瑣，丟脈沖導(dǎo)致定位精度不準(zhǔn)，且使用成本低。基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線的同步通訊能力，CoolDrive RD系列從根本上將設(shè)備的實(shí)時(shí)性和運(yùn)行效率提升到一個(gè)新的臺(tái)階。

圖2 瓦楞縱切壓線機(jī)多軸控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　(2)多軸一體結(jié)構(gòu)，體積小巧、降低安裝空間

　　秉持輕量化設(shè)計(jì)理念，CoolDrive RD系列采用多軸一體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別適合多軸應(yīng)用場(chǎng)景。

　　l 節(jié)省空間

　　多軸一體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓RD的機(jī)身體積更加小巧，大幅節(jié)省電氣柜安裝空間;

　　l 高效裝配

　　采用壓接配線設(shè)計(jì)，對(duì)于縱切壓線機(jī)這種多軸設(shè)備來講，可以大幅縮短配線時(shí)間，簡(jiǎn)化工作量，提升工作效率;

　　l 快速散熱

　　穿墻式散熱設(shè)計(jì)，用戶可在電氣柜中設(shè)計(jì)獨(dú)立風(fēng)道，提高散熱效率，并能防止外部污染物進(jìn)入電氣柜。

　　(3)集成多種伺服功能，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)穩(wěn)定加工波功能

　　l 陷波濾波功能

　　驅(qū)動(dòng)器在位置控制和速度控制模式下，根據(jù)電機(jī)速度中出現(xiàn)的振動(dòng)成分，自動(dòng)辨識(shí)共振頻率，并通過陷波濾波器從轉(zhuǎn)矩指令中去除共振成分，從而減小振動(dòng)，有效抑制在提高控制增益時(shí)發(fā)生100Hz~1000Hz左右的持續(xù)振動(dòng)，可以有效抑制切刀振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)裁切;

　　l 系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)

　　D可以自動(dòng)辨識(shí)“負(fù)載慣量比”、“靜摩擦和滑動(dòng)摩擦”、“位置環(huán)、速度環(huán)調(diào)節(jié)參數(shù)”等調(diào)節(jié)參數(shù)，并進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償，有效提升多軸響應(yīng)的一致性，實(shí)現(xiàn)切刀末端軌跡的精準(zhǔn)控制(圖3);

圖3

　　l 模型追蹤振動(dòng)抑制

　　設(shè)備運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)器能根據(jù)設(shè)備刀具/壓輪末端振動(dòng)或者整體晃動(dòng)等情況，從位置指令中除去振動(dòng)頻率成分，減小振動(dòng)(圖4)。

圖 4

　　3 結(jié) 語

　　對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈的傳統(tǒng)瓦楞紙箱包裝機(jī)械生產(chǎn)商來說，高效、穩(wěn)定的設(shè)備能有助于提升企業(yè)自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。使用清能德創(chuàng)CoolDive RD伺服方案后，用戶達(dá)成了降本增效的目標(biāo)——

　　l 設(shè)備具備了更高的同步與控制精度，提升生產(chǎn)效率;

　　l 設(shè)備的散熱性能有了較大提升，進(jìn)一步提升安全與可靠性;

　　l 對(duì)比之前的方案，生產(chǎn)成本下降了30%以上，實(shí)現(xiàn)了降本增效的目標(biāo)。