大陸自動化: 鋼板剪切機的應用

Baumueller （包米勒）是全球電氣傳動領域的領導廠商之一，包米勒傳動系統涉及機械工程的全部領域，並得到了廣泛讚揚。持續的規劃、研發到生產使傳動裝置和自動化系統得以不斷優化，從一次性的簡單機器到大規模的生產設備，應用範圍非常廣泛。包米勒對OEM機器編程開發採用模塊化編程的理念，由德國工程師根據多年的各行各業的經驗，研發出多種軟件功能模塊，使OEM機器的開髮變的象搭積木一樣的簡單方便，大大縮短了OEM機械的開發週期，節約了客戶的成本。

下面為大家介紹包米勒開發的鋼板剪切機。
鋼板剪切機主要用於對生產出的鋼捲進行定尺剪切。作為鋼板成型的最後一道工序，它是決定鋼板質量重要的一個環節。
鋼板剪切機的機械主要部分為上下兩個刀刃，它們同時被一個機械凸輪所驅動。該機械凸輪的作用主要在於在刀刃咬合階段，將圓周的勻速運動轉化為水平的勻速運動，在機械調整和伺服PID調整較好的情況下，鋼板剪切的過程中就不會造成拉扯現象，保證鋼板剪切順利完成和鋼板剪切面的質量。
將前道工序已經處理好的鋼捲通過變頻器或伺服控制的電機傳送到鋼板剪切工序，鋼板飛剪機根據設定鋼板的長度以及輸送鋼板的速度進行旋切運動。

旋切運動的具體工藝如下所述：
放捲機構將鋼捲勻速進給，有一個測量輥機構將鋼板進給的速度和位置信息傳遞給一個編碼器，該編碼器直接將其獲得的信息傳送給伺服驅動器，作為整個系統的主軸。驅動鋼板剪切上下兩個刀刃的軸為從軸，由於是嚴格的位置同步，在剪切中即使鋼捲送料的速度有波動，也不影響最終的精度情況。在正常運行情況下，當刀片壓入鋼板時，整個系統就進入同步區，在同步區裡鋼板送料的速度必須與刀的速度保持一致，當鋼板離開刀刃以後，則同步區的運動結束。在同步區結束以後，則刀刃既需要平滑的速度過渡，又需要保持剪切精度的精確，因此被稱之為補償區。根據切斷長度、送料速度的不同，剪切刀需要加速或減速來補償，以適用不同的切斷長度。

根據切斷長度的不同，有三種補償運動方式：
1）長料切斷
剪斷長大於兩倍刀刃周長情況下，在剪切週期中刀刃在剪斷動作完成後減速並停止在設定點，然後加速進入同步區。
2）中料切斷
剪斷長大於刀刃周長但小於兩倍刀刃周長情況下，剪斷動作完成後減速但不停止在設定點，過設定點加速進入下一次剪切。
3）短料切斷
剪斷長小於刀刃周長情況下，剪斷動作一旦完成馬上加速到設定點，然後減速進入下一次剪斷。

包米勒成功完成了鋼板飛剪的項目。
下面是鋼板剪切的操作主畫面。

根據最終用戶的需求，在鋼板剪切機上我們做了一些輔助功能，如2組，20組配方的切換，長度補償，同步區速度補償等等。
現場機械圖片

鋼板剪切主要應用了包米勒的旋切功能塊，下面對包米勒的旋切功能塊進行一定的分析：

圖中的方向表示鋼板輸送前進的方向。

MAP: 主軸–Axis-Period
FAP: 從軸-Axis-Period
X_SYNC: 主軸同步的起始位置。
Y_SYNC: 從軸同步的起始位置。
SEP: 同步區的結束點◊ 開始補償
MAP XSYNC

Synchronous;同步區域內，主軸和從軸的速度比保持不變。
Correction;補償區域內，通過補償減少加減速的衝擊，保證到下一次同步區剪切的長度符合設置的要求，並且在到下一次同步區的開始加速或減速到一個需要的速度。
短料切斷：
FAP > MAP : 從軸增加速度用於補償。

中料切斷：
FAP < MAP< 2*FAP : 從軸減少速度用於補償。 .

長料切斷：
MAP> 2*FAP: 從軸減少速度用於補償。

完成這些功能，主要應用了以下的功能模塊，這些均為包米勒自主研發的。
TM_SyncRot：產生從軸的位置。根據設置的各個參數，自動生成從軸的運動軌跡

將跟隨位置傳遞給從軸。
TM_EncoderActPos：
讀取主軸的位置。

TM_SyncRot_Init:初始化TM_SyncRot模塊

包米勒旋轉切模塊的優勢：
1. 通過模塊將反饋值直接轉化為機械單位。（如mm,degree）
2. 在任何情況運動能夠做到衝擊最小。
3. 運動控制在進行的過程中能夠做到動態可適應性。
4. 僅需要改變一個動態參數。（切斷長度）
5. 剪切位置可以在線修改。（x_Sync）
6. 同步角度能夠被設定。（y_Sync – SEP）
7. 提供了一些可選FBs。（TM_AddPos, …）

下面是包米勒飛剪應用系統框圖：
系統採用包米勒Bmaxx4XXX系列伺服驅動器，該驅動器可內置嵌入式PLC，一個驅動器即可組成一個控制系統，且包米勒的嵌入式PLC為世界上最快的驅動器級PLC，與伺服驅動器無縫連接，控制響應速度達微秒級，完全能夠滿足客戶的需求。