simotion轮切解决方案与应用手册

基于SIMOTIOND与SINAMICSS120w wwwPLCworldw轮轮切解决方标准应用手 针对生产机械行业领域，西门子公司的研发与应用部门不断地进行深入研成团（Converting轮切与飞剪（RotaryKnife，Flying收放卷（Winderand自动接料控制（Splice横动排线控制w wwwPLCworld等解决方案。这些方案可以应用于包装机械、印刷机械、薄膜加工设备、生，据已有的这些先进的解决方案介绍给广大负责推广和销售的同事们，并且希望这些基础概念和方案介绍能够在大家与用户的交流过程中提供帮助。SIMOTIONDSINAMICSS120平台的轮切解决方案。相对于宣传类手册，本手册的技术性相对较强，因此希望读者有一定的机电及自动化基础，并且对SIMOTION控制系统能有一定的了解，以更好地理解本手册。由于编者水平有手册的编写过程中，APC总部、ConvertingBranchI&S的同事给予了很大帮MCPMAPCConverting第一章轮切设备的机械结构与工 轮切的基本机械结 轮切应用中的测速机构及编选 关于刀辊的零位参考 第二章西门子的轮切解决方案（SIMOTION平台 解决方案的硬件平 解决方案的特 解决方案的局限 关于刀辊的物理量及重要概 刀辊的凸轮曲 线性剪切特性的适用场 第三章轮切解决方案中的程序与功能 程序组及程序结 3.2功能块介 第四章标准应用中的程序与功能块的移 w 配置TO之间的同步关 拷贝必要的程序和功能 小 第一章轮切设备的机械结构与本手册要介绍的轮切解决方案是以SIMOTIOND控制系统与SINAMICSS120驱动系统为平台而开发的，用于将连续进给的材料按照用户要求的长度进w wwwPLCworld 1-1这两种结构的不同点（的结构简单，刀头直接固定在刀辊上，运动部件少，可以达到较高的运行速度，而且容易保证刀头的位置控制精度缺点是刀头的纵向行程比较短，无法切割较厚的材料能够达到的刀头位置控制精度也相对差一些。但是这种机构也有很明显的优势，在向应力的问题。因此使用这种机械结构可以将刀头做得比较长，来获得较大的刀纵向行程，可以切割较厚的材料。因此，结构（a）常用于对速度和精度要求较高，和切纸机等；而结）常用于对速度和精度要求比较低，但刀头的剪切行程较长的场合，如垂直落袋机的横封机构等。w wwwPLCworld1-2来进行介绍，如图1-3所示。RotarycuttedContinous1-3在的轮切方案中，刀辊的运动采用电子凸轮进行控制，具有同步区和非w wwwPLCworld（Perforating1-4所示： 1-4Shear无论是冲孔、轧花、横封还是飞剪，这些工艺实际上都属于轮切，也都属切”，而不再加以区分。w wwwPLCworld轮切应用中的测速机构及编选wwwPLCworldwwwPLCworld1-5电机编测器的，无需额外安装，而且如果进给电机与进料辊之间连接有装置（箱或皮带轮等）的话，相对进料辊而言电机编的分与压力辊编测速的优缺点基本相同，材料滑动的可能性更小。但是要求剪切过程中刀辊的冲击较小，即要求材料的较小，否则需要加装另外一组摩擦辊，来减小材料对测速轮产生的影响。wwwPLCworldwwwPLCworld1-6电机编测缺点：在安装了装置的情况下，箱的齿轮间隙（或皮带的的零位脉冲通常都不再与刀辊的机械零位相对应（取决于刀辊编测只用编的零位脉冲(Encoderzeromark只利用编的零位脉冲对刀辊轴的电气零位进行校准。其适用情况有编直接安装在刀辊编安装在电机侧，但电机与刀辊之间没有装置，或者装置的比为1:1。ww encoderzeromark）利用编的零位脉冲和外部Bero信号对刀辊轴的电气零位进行校准。其编安装在电机侧，电机与刀辊之间有装置，但装置的1:n，nn个电机零位脉冲，这n个零位脉冲与刀辊的物理位置是对应的，但其中只有一个是与刀辊的机械零位相对应的。所以需要一个外部Bero开关，固定在刀辊侧的某一位置。刀辊每旋转一周，会得到一只用外部零位脉冲(Externalzeromark当编安装在电机侧，电机与刀辊之间有装置，但装置的比不满足前面的条件时，就无法利用电机编的零位脉冲了。此时唯一的校准方法就是在刀辊侧安装一个Bero开关，并通过驱动器的快速输入点与驱动器相联。来尽量缩号延迟时非整数比的，以延长箱。对于第三种方法，即使使用了快速Berow wwwPLCworld第二章西门子的轮切解决方案（SIMOTION平台西门子的轮切解决方案有若干种，建立在不同的硬件平台上，包括T400、TCPU和FM357等。本手册中，的要介绍的轮切解决方案是以SIMOTIONSINAMICSS120驱动系统为平台而开发的，其机械及电气部分示意wwwPLCworldwwwPLCworld2-1，所以不需要零位脉冲或外部Bero进行对轴的电气位置进行校标传。5次多项式w wwwPLCworldw wwwPLCworld关于StartingStartingwwwPLCworldSynchronousSensorRotaryKnife2-2Starting2-1Synchronousw FormatRange：图2-3双刀刀辊Fsymech=刀辊周长/刀头数w wwwPLCworld而规格调整区仍然 [注意]在下列的凸轮曲线图中，灰域为同步区，黄域为规格调整区。我们假设刀辊的周长为200mm，即360度对应200mm。刀辊周刀辊周200180?wwwPLCworld2000mm 元长2-4刀辊周200180100200

0 20

刀辊周

20mm剪切单元长2-5ww wo剪切单元刀辊周200180100200

0 20

刀辊

–20mm剪切单元长2-6剪切单元刀辊周wwwPLCworldwwwPLCworld18010020w0

0 20 –20刀辊周

剪切单元长2-7规格调整区曲线的个值后，通过程序运算会得到一个使刀辊反向的凸轮曲线。如图2-8所示：2-8w wwwPLCworld 2-9yfxAAxAx2Ax3Ax4A 为了确定这6个方程式，需要将凸轮曲线分段表达。并且规格调wwwPLCworldwwwPLCworld2-10yfxAAxAx2Ax3Ax4A y'fxA2Ax3Ax24Ax35Ax 加速度yfx2A6Ax12Ax220Ax y0f00y1f1y/xA0AAAA

y'1y"0y"1

f'11A12A23A34A45A5f"002A2f"102A6A12A 根据这个方程组，即可对这6个系数进行w wwwPLCworld启动刀辊时的凸轮曲线—— 状态旋转到同步区，并且达到同步速度，如图2-11所示：wwwPLCworldwwwPLCworld2-11达剪切点（0mm时，凸轮曲线便可以启动了。根据剪切停止刀辊时的凸轮曲线—— 将刀辊从循环运行状态停止在启动位置（即停止位置2-12所示：wwwPLCworldwwwPLCworld2-12线性剪切特性适合对薄质材料进行切割或加工。在第一章，已经从机械而(b)的结构可以切割较厚的材料。本节从刀辊轴的控制工艺，即线性同2-13所示，材料进给方向上的速度分量始终与圆周速度基本相wwwPLCworldwwwPLCworld2-13会发生挤压，因此厚质材料不适宜性剪切的特性下进行剪切，如图2-14所2-14对于速度分量的分析，与刀辊结构是图还是图1)无关。因此，无论（（方案所不支持的功能。w wwwPLCworld第三章轮切解决方案中的程序与功能块程序组及程序结构SIMOTIONDSINAMICSS120为平台的轮切解决方案，西门子的具体情况请参阅SEB(SimotionEasyBasic)手册。SIMOTIONDHMI部w

wwwPLCworldCC(Cam下表列出了每个程序组包含的程序、功能或功能块。黄域（RK,CC）这些也正是该标准应用中最的部分。wwwPLCworldwwwPLCworld3-1w 各变量的数据类型和含义如下：wwwPLCworld00m0PLCworld

3-2这些变量都是在数据单元Rk_Var里进行定义的，称之为用户接口。在该数g_r_Fsymechg_r_Startpositiong_r_DistanceToSensor色标传感器与剪切点之间g_r_to_startpos_velmwwwld回到启动位置采用的速度置1后刀辊会与当前凸轮曲线立即同步。如果置0，则在启动材料进给时，刀辊会与当前凸轮曲线同1后在自动模式下，变量g_b_switch_CAMw一个上升沿都会激活一次凸轮曲线的重新计算，并且在当前凸轮执行完成后，新的凸轮曲线会代替上升沿激活凸轮曲线的重wwwPLCworldwwwPLCworld功能块需要的TO按照功能不同，需要下列TO：材料进给，并产生主值（MasterValueorLeading——TOaxis“MaterialAxis”。实轴，可以是定位轴或同步轴。用来获——TOaxisRotaryKnifeAxis”。——TOaxis“AuxiliaryAxis”。w ——TOcam——TOcam——TOcam

wwwPLCworld三个凸轮TO用于将凸轮停止在启动/停止位置。3-3TOTOTO1:1的位置同步（gear）关系，色标校正也TOTO之间是凸轮关系（cam，根据需要，核w wwwPLCworld第四 标准应用中的程序与功能块的移如果用户的应用与该标准应用的硬件平台相同，都是SIMOTIOND435与SINAMICSS120，那么用户只需在该标准应用的基础上重新进行硬件组态和配配置必要 TOw wwwPLCworld配置为定位、直线、电气轴。模态，其模长要大于最大可能的剪切单元长度。在MEASURINGINPUTS里，一个MeasuringInput，名称Printmark接联接而没有箱，则在此输入Fsymeth。w

wwwPLCworld如果使用绝对值编则无需回零功能；如果使用增量编在需要在Mode4“手动”模式下进行回零操作（3-2。回零可以采用动态回零。上电后刀辊的位置为0，在接到回零指令后，刀辊延正常工的一半，在本例中为100mm。配置为同步、直线轴。模态，其模长也为Fsymeth 在选项Interpolation(2)中，选择cyclicw wwwPLCworld配置TO之间的同步AuxiliaryAxisdefault里，选择GearsynchronizationSynchronization:SynchronizationpositionspecificationofleadingPositionreference:SynchronizesymmetricallytosynchronizationSynchronizationdirectio