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定长切割问题讨论

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发表于 2025-1-14 10:12:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
大家好 关于定长切割这块,大家应该都很熟悉吧,尤其是包装或者印刷行业 这一块涉及的非常多,关于这个问题,我和很多有经验的机械 电气都交流过,感觉并不好,机械工程师就不用说了,这一点理解起来只能大概模模糊糊,反正程序不是他写。 电气工程师有的虽然调试出来,可未必深刻理解透了。小弟不才,抛砖引玉,讨论一下,希望大家指点执正
' C6 S. ^9 }' j$ n6 l4 g+ Z, o- x% d如图所示经典的也是定长切割示意图,这里工艺上是牵引轮拖着膜(可以是纸也可以是塑料膜),牵引轮匀速运动,切割轮假设旋转一圈切割一次。卷馍这里微带阻尼放卷,: g: L  B- `7 A; D
  本示意图一个亮点就是把编码器装载了辊轮轴上,而辊轮轴是靠纸膜拖动旋转的。 大部分人做这个应该都是把编码器装在牵引轮轴上面。我也是第一次见到有设备这么干。并且该设备的电气工程师说这样装更好,才是真正检测纸走了多少偏差。
6 J, y. n: O( I7 {, Y  B: h& Z3 [   我们先说常规的把编码器装到牵引轮上面而非如图的辊轮上面。
, M) U# ]$ X( O* p9 @! j* X 这个检测机理就是,牵引轮是匀速运动的,是常转主轴,切割轮是从动轴,要同步跟随牵引轮。所谓的同步就是位置和速度要求,切割时切割轮速度等于牵引轮,切割位置固定。# h: I0 k  s; f' N% [
  我图里画了3个周期的切割。 第一个周期内光电信号触发,牵引轮安装处的编码器值为1000,说明纸膜速度正确,不用调整。所以第一周期切割轮速度匀速。
, e' @3 f6 G  A- ]! |* k5 V7 D  第二周期内光电信号出现时编码器值为1050,也就是说纸走慢了,这个时候要在第二周期切割前适当的给切割轮降点速度补偿一下。
' S1 `( i' ?# B" g  第三周期内光电信号出现时编码器值为950,也就是说纸走快了,这个时候要在第三周期切割前适当的给切割轮加点速度补偿一下。
! l+ T' M4 Z( l1 B      也就说每个周期内光电都会检测纸卷膜上面的色标点,从而判断纸模的速度偏差,检测到偏差就要补偿。至于怎么补?各家的Plc指令或功能块都不一样。
2 k: ^9 M' Q4 a$ f     再回过头来说一下如果编码器轴装在辊轮上如何?
0 _0 ]' }3 ~( a, ~) S, r     假设光电信号出现时编码器值也应该为1000.第一周期内光电信号出现时编码器值1000,切割轮匀速不调整。
% X' y# d5 X/ i" J, i9 E  第二周期内光电信号出现时编码器值1050.这意味着什么呢?这意味着纸走慢了,光电信号出现时编码器转了更多。这一点很难理解。我们要清楚牵引轮的速度,纸的速度,辊轮的速度都是不一样的。都是有差值的
# R- T3 L3 G) X     其实我们最关心的是纸的位置到底在哪? 前一个方案默认为编码器装在牵引轮,而牵引轮是匀速的是基准,所以编码器也是基准,当光电信号出现时,编码器采样值的不同反应了纸走过的位置变化,也就是纸速度的变化。掌握了这个变化随后的补偿就好做了
8 p0 L9 i/ k, K2 z  而当编码器装在辊轮上时,这里假设二者速度匹配没有变化,那么当光电信号出现时对应的编码器值也是固定的。 但实际上纸和辊轮之间的速度差是变化的,不是恒定的,这里实际上妄图以二者相互参考,来计算出纸的速度变化。这里由于无论是纸还是辊轮,它们自身都是变化的,都是不匀速的。只是这里的辊轮虽然也不匀速但变化极小,所以这种测法勉强可以。. I- p' _, ?) |6 a. \8 r! Y+ ^. l" F  g
   综上所述 把编码器轴装到辊轮上,抛开牵引轮,直接计算辊轮和纸膜之间的变化,从而就认定是纸的变化,由于参考辊轮本身并非绝对匀速,(而牵引轮是绝对匀速的),所以这个变化并非纸膜的。拿这个偏差去补偿纸模原则上来说是错误的。% V6 l2 X4 x6 U0 C/ Z" j
   所以本案电气工程师的观点编码器轴装到辊轮上而非牵引轮上更好,是一种错误的观点。其实我们旁边就有很多机器编码器装到了牵引轮上。电气工程师们认为装到牵引轮上不好是一种错误的观点。( {" m( y: X5 h4 E
   由于纸模连续运行,所以装到辊轮轴上没有出现问题。如果纸模间断运行,让辊轮和纸膜之间有明显的速度差,并且辊轮也不再匀速了,这种情况下,编码器装到辊轮轴就问题大了。
1 _! x" r# S7 y  所以最佳方案是编码器装到牵引轮或者其他绝对匀速的轴上,而非这个纸模拖动的辊轮轴上面 [img]http://appi.cmiw.cn/upload/2025-01-14/20250114101347_2078794278.jpg[/img]
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发表于 2025-1-14 14:01:44 | 显示全部楼层
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发表于 2025-1-15 08:34:30 | 显示全部楼层
1. 不用管切割轮,它只是根据速度和长度触发剪切,只需要合适的方法获得触发时刻和速度;; d' b4 H& [+ H) D
2. 材料是有弹塑性的,而且辊轮与切割轮中间隔了好多个小辊轮,之间是有张力的,那么理论上离切割轮越近,剪切的尺寸越准;
4 B( }# w$ Q% P" g3. 剪切的核心是获取材料准确的速度,以及计长。速度和长度都可以通过编码器或者光电获取,速度上,编码器测量的是辊轮的速度,跟材料必然有误差,如果系统稳定了这个误差几乎是稳定的,可以人工修正,而光电测速获得的是材料的速度;长度上,用编码器来计长存在打滑等产生的误差,而光电通过材料上的标记计长是更准确的。编码器的好处是设备更稳定,它可能会有误差但不会出大问题。通过光电来修正编码器获取的速度也是常用的方法。
: T: `% w2 D8 N& V6 A6 j仅个人观点,如有误请指正
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