【引言】
　　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、電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)及(ji)電(dian)器(qi)等(deng)。而(er)橫(heng)切(qie)機(ji)是(shi)瓦(wa)楞(leng)紙(zhi)板(ban)生(sheng)產(chan)線(xian)末(mo)端(duan)的(de)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)環(huan)節(jie)
，也(ye)是(shi)製(zhi)造(zao)包(bao)裝(zhuang)盒(he)之(zhi)前(qian)的(de)最(zui)後(hou)一(yi)個(ge)環(huan)節(jie)。因(yin)此(ci)
，橫(heng)切(qie)機(ji)的(de)性(xing)能(neng)是(shi)影(ying)響(xiang)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)和(he)產(chan)量(liang)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)。同(tong)時(shi)
，橫(heng)切(qie)機(ji)也(ye)是(shi)瓦(wa)楞(leng)紙(zhi)板(ban)生(sheng)產(chan)線(xian)中(zhong)自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)較(jiao)高(gao)的(de)環(huan)節(jie)之(zhi)一(yi)。

【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：
• 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。