VEC-VB伺服在卷筒纸裁切机的应用

摘要：介绍了一种运动控制器与伺服驱动器结合为一体，内含高性能32位微处理器及125us动态高速计算回路，可追认印刷光标点自动修正裁切长度，可于标准的ModuleBus人机直接相连，可附加ProfiBus通讯,通讯速度可达38400Bit。

关键词：触摸屏；编码器；比例联动； PLC

1．引言

随着裁纸行业的不断发展，裁切定位精度成了成品的关键保证，由于国内大部分的生产厂家都是采用变频器上加同步控制卡在定位精度不能准确的把握，我公司聚集了一批在工控事业奋斗的业内精英，同时注入国外先进的技术，辅以威科人的勤奋与智慧，开发了一种在裁纸行业的伺服驱动控制器，得到业内人士肯定同时也在实际生产广泛的应用。

2． 设备结构

设备的结构：首先介绍整个设备生产过程，如图所示D1是张力控制系统，它是个磁粉离合器，卷筒纸由它来夹紧，当拉力不均匀的情况下它能够自动调节卷筒纸松紧程度，使纸张在工作过程不会被拉断或拉斜。图M2是个送纸电机它是个异步电机带编码器由变频器来控制，用变频器来调速。M1是切纸电机也是个异步电机带编码器由VEC-VB伺服控制器来控制。M3和M4是个变频电机由两个小变频器控制用来调整切完的纸张送到料斗速度快慢，这两个小电机拖着皮带运动，切好的纸张就自动放在皮带上，然后传到存放斗。

3．控制原理

用VEC-B驱动器内含PCMD定位功能,可以追随前一台马达的编码输出,并依照既定的比例G=（F133/F134）（即内部电子齿轮比）执行数字式精准的比例连动控制。

如图所示： M1电机由VEC-VB伺服控制器来控制，M2电机由变频器来控制，把M2电机PG2编码器线接到VEC-VB的控制卡上，M1电机PG1编码器也接到接到接到VEC-VB的控制卡上，当M1电机运转时PG1编码器就有脉冲输出。这脉冲就输入到VEC-VB控制，由于VEC-VB内置追踪控制卡并采用位置追踪控制模式，接受PG1输入的脉冲并依VEC内部比例联动功能通过参数F133和F134的比例执行数字式比例连动，来决定M1切纸电机输出速度。（例： M2的电机是决定送纸的速度，送纸速度越平稳M2编码器脉冲输出就越稳定，当VEC-VB接受到M2编码器脉冲输入越稳定则M1电机输出速度就越稳定栽切出来的纸张的平整度越好，M1电机带动卷筒刀转一围就对纸张栽切一次，通过改变VBC-VB内部的电子齿轮比就可以改变所要栽切纸张大小）

4．接线图：
5．人机画通讯相关设定

支持相关参数的直接更改，例如比例连动值可以直接通过触摸来更改来改变所要切纸张的大小，还可以监视电流值，电压，电机的转数等。

6． 实际生产应用

采用异步电机和VEC—VB伺服（本身带有马达自学习能力）来驱动卷筒纸裁切纸电机，即用额定功率为15KW，电流值为30.7A,额定转数为1460转，电机编码器2500线的切纸电机与额定功率为15KW,电流值为32A的VB伺服相匹配。夹纸采用的是张力控制系统使送纸的速度达到恒定，这样可以确保切纸的长度精确度。送纸电机是采用变频器来控制电机的特性跟切纸电机一样，其中电机编码器也是2500线。控制的原理是把送纸的驱动电机编码器当主编码器输入，切纸电机编码器当从机编码器输入，切纸电机编码器追随送纸电机编码器的脉冲输出。通过比例值F133（机械结构决定2457）和F134（设定切纸长度为700mm），在送纸速度为200米时，切纸数为150张，经测验最大误差0.30mm，切完的纸用两台变频器带动两台小电机把切完的纸张送到切台上，整个切纸过程就完成。在整个切纸过程中速度快且稳。

7．变频器加同步卡和VEC-VB伺服控制器的比较

用两台同样的机械设备一台用变频器加同步卡来控制切刀电机，另一台用VEC-VB伺服控制器控制，所切的纸张同样大小，1>在速度为60米/分情况下，变频器加同步卡切出的纸精度为0.45mm, VEC-VB伺服控制器切出的纸精度为0.31mm并且切出来纸张的平整度比VEC-VB伺服器效果差。2>在速度为120米/分情况下，变频器加同步卡切出的纸精度为0.40mm, VEC-VB伺服控制器切出的纸精度为0.30mm并且切出来纸张的平整度比VEC-VB伺服器效果差。3>在速度为200米/分情况下，变频器加同步卡切出的纸精度为0.43mm, VEC-VB伺服控制器切出的纸精度为0.30mm并且切出来纸张的平整度比VEC-VB伺服器效果差,从以上的三种情况可以说明VEC-VB伺服控制器不管在低速或高速的情况系统整体稳定好,控制精确度高.

8． VEC-VB伺服控制器的功能和特点

VEC-VB伺服控制器的功能:

1. 可驱动永磁无刷伺服马达、感应交流伺服马达、伺服主轴马达和感应一般交流马达。

2. 具有马达参数自学习功能，对不同马达适应性更强。

3. 多种控制模式：位置模式、速度模式、转矩限制模式。

4.在运行过程中，速度模式和位置模式可切换；在位置模式中定位模式和追踪模式可切换。

5. 速度、转矩限制功能。

6. 电子齿轮功能。

7. 内置计数器、计时器、触发器模组；可取代简单的PLC控制。

8. 内置PID功能。

9. ModBus通讯控制。

10. 可弹性规划数字、模拟输入及输出的定义。

11.可追认印刷光标点自动修正栽切长度。

12．在S曲线加速过程中，还可作扭力补偿措施，可快速同并减少栽切误四段S曲线（正转加/减速，反转加/减速可各设定。

VEC-VB伺服控制器的特点:

1. 可实现电机完全同步控制，比例追踪控制、定位驱动控制.

2. 拥有内部寄存器，可实现精确的点对点位置控制.

3. 内置平滑曲线, 可降低在机器起动、停止时产生的振动，延长机械可降低在机器起动、停止时产生的振动，延长机械的使用寿命；在速度指令迅速转折瞬间，可利用此功能达到速度与加速度的连续平稳性指令平滑曲线精准且追从性高。

4. 低速运转特性佳，在1rpm命令下，一回转的速度实际变动误差最多只有0.5%。

5. -3000rpm至3000rpm的加速时间20ms。

6. 速度最高达9000转。

7.可提供10输入点和4个输出点方便用户选择和使用，可以有用户自已定义其输入和输出。

9．结语

该项技术已成功应用，并通过相关行业的认证，且有广泛的应用前景，同时填补国内市场的一大空白，我们本着“爱人如已”的服务理念，凡事立足于诚信和责任，“全心全意为客户创造价值”是威科人为之不懈奋斗的目标。