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我國是製造業大國，而包裝工業也隨著工業品的製造而迅猛發展。目前中國生產的瓦楞紙包裝製品、複合軟包裝、金屬桶、集裝箱、塑料編織袋等主要產量已居世界前列。中國包裝工業已經基本形成了一個以紙、塑料、金屬、玻璃、印刷、機械為主要構成，擁有一定現代化技術裝備、門類比較齊全的工業體係。
在包裝工業中，瓦楞紙的應用非常廣泛，幾乎所有的輕工業產品都會用到瓦楞紙板箱進行包裝，比如食品、飲料、煙草、dianzichanpinjidianqideng。erhengqiejishiwalengzhibanshengchanxianmoduandeyigefeichangzhongyaodehuanjie，yeshizhizaobaozhuanghezhiqiandezuihouyigehuanjie。yinci，hengqiejidexingnengshiyingxiangchanpinzhilianghechanliangdeyigezhongyaoyinsu。tongshi，hengqiejiyeshiwalengzhibanshengchanxianzhongzidonghuachengdujiaogaodehuanjiezhiyi。
【行業背景】
出於對車速、廢品率和換單靈活性的要求，目前電腦橫切機得到了越來越廣泛的推廣。根據控製係統的不同，電腦橫切機有兩大類：
- 第(di)一(yi)類(lei)是(shi)采(cai)用(yong)單(dan)片(pian)機(ji)和(he)普(pu)通(tong)變(bian)頻(pin)器(qi)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)。在(zai)單(dan)片(pian)機(ji)中(zhong)進(jin)行(xing)位(wei)置(zhi)閉(bi)環(huan)，然(ran)後(hou)將(jiang)速(su)度(du)指(zhi)令(ling)發(fa)送(song)給(gei)變(bian)頻(pin)器(qi)，從(cong)而(er)驅(qu)動(dong)馬(ma)達(da)與(yu)紙(zhi)板(ban)的(de)進(jin)給(gei)進(jin)行(xing)跟(gen)隨(sui)。其(qi)優(you)點(dian)是(shi)成(cheng)本(ben)低(di)，但(dan)由(you)於(yu)單(dan)片(pian)機(ji)對(dui)位(wei)置(zhi)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)的(de)掃(sao)描(miao)周(zhou)期(qi)較(jiao)長(chang)，導(dao)致(zhi)高(gao)速(su)下(xia)的(de)速(su)度(du)給(gei)定(ding)精(jing)度(du)較(jiao)低(di)；同時普通變頻器的跟隨特性較差，無法完全跟隨給定，從而進一步帶來誤差。
- 第di二er類lei是shi采cai用yong專zhuan業ye運yun動dong控kong製zhi係xi統tong和he伺si服fu驅qu動dong器qi進jin行xing控kong製zhi。位wei置zhi閉bi環huan直zhi接jie由you運yun動dong控kong製zhi係xi統tong來lai控kong製zhi。毫hao秒miao甚shen至zhi是shi微wei秒miao級ji的de運yun算suan周zhou期qi可ke以yi保bao證zheng高gao精jing度du的de位wei置zhi給gei定ding；同時伺服係統出色的跟隨特性也能夠保證更高的精度。
將在本文中介紹的橫切方案，即是采用西門子運動控製係統及伺服驅動器的第二類方案。
【機械結構】
目(mu)前(qian)的(de)瓦(wa)楞(leng)紙(zhi)生(sheng)產(chan)線(xian)中(zhong)，橫(heng)切(qie)部(bu)分(fen)一(yi)般(ban)稱(cheng)為(wei)橫(heng)切(qie)機(ji)台(tai)。通(tong)常(chang)，橫(heng)切(qie)機(ji)台(tai)隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)刀(dao)輥(gun)馬(ma)達(da)，而(er)沒(mei)有(you)主(zhu)動(dong)進(jin)給(gei)部(bu)分(fen)。即(ji)使(shi)有(you)進(jin)給(gei)馬(ma)達(da)，也(ye)不(bu)會(hui)采(cai)用(yong)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)，而(er)是(shi)采(cai)用(yong)普(pu)通(tong)變(bian)頻(pin)器(qi)來(lai)驅(qu)動(dong)。因(yin)此(ci)，瓦(wa)楞(leng)紙(zhi)板(ban)的(de)進(jin)給(gei)量(liang)需(xu)要(yao)由(you)測(ce)量(liang)輥(gun)檢(jian)測(ce)後(hou)傳(chuan)送(song)給(gei)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，通(tong)過(guo)同(tong)步(bu)或(huo)電(dian)子(zi)凸(tu)輪(lun)功(gong)能(neng)控(kong)製(zhi)刀(dao)輥(gun)驅(qu)動(dong)器(qi)。
【係統配置】
下圖為采用西門子運動控製係統Simotion D410 及伺服驅動器Sinamics S120的係統配置圖。
配置圖中共包含以下組件：
- 上位控製工控機作為人機界麵，接收用戶的給定與設置，同時管理訂單，並與整線控製係統進行通訊；
- Simotion D410是西門子公司最新的單軸運動控製係統，與上位工控機之間通過標準工業以太網（D410 PN型）進行通訊：接收設置與訂單，並且實時將機器的狀態，如車速、電機電流、電機溫度等信息傳送給工控機進行處理或顯示；
- 伺服驅動器Sinamics S120接收Simotion D410發出的位置指令，並且以125微秒為周期進行刀輥位置采樣，並進行位置閉環控製（當激活了動態伺服控製功能DSC時），驅動刀輥馬達運轉；
- 外部編碼器安裝在測量輥上，用於檢測瓦楞紙板的進給量，作為電子凸輪的主軸位置值；
- 當需要對瓦楞紙進行色標跟隨橫切時，可以將色標傳感器連接到Simotion D上的快速輸入點上。而Simotion D可以通過編程實現色標補償功能。
【性能指標及亮點】
根據機械部分及電機功率的不同，目前配備該方案的橫切機可以達到下麵的性能指標：
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- 幅寬：1400 mm ~ 3300 mm 
- 車速：120 m/min ~ 350 m/min 
- 裁切長度：300 mm ~ ∞ 
- 裁切精度：±1 mm
而該解決方案具有的性能亮點包括：
- 電子凸輪裁切；
- 五次多項式凸輪曲線，降低對機械係統的衝擊；
- 裁切時刀輥與材料同步，同步超速可調；
- 切長不停機更改，並且立即生效；
- 根據需要可以進行色標跟蹤裁切。
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