智能伺服技术在定长裁切领域的应用

　　1. 引言

　　本文介绍了一种智能型伺服驱动器以及智能伺服技术在定长裁切领域的应用。不同于传统的基于脉冲模式的伺服驱动器必须依赖上位机发送的脉冲信号来实现运动的控制模式，智能伺服驱动器集成了运动控制、伺服驱动和PLC功能，无需上位机运动控制器便可实现运动控制功能，再加上为不同应用内置的特殊功能，最终整合成为具有新一代理念的“智能型伺服控制驱动器”。图1显示了脉冲型伺服系统和智能型伺服系统的比较，从图中可以看到，脉冲型伺服必须依赖PLC(或控制卡)发送的脉冲命令完成运动控制功能。而智能型伺服由于内置了运动控制器，所以无需上位机PLC即可以实现运动控制功能，并可以直接连接HMI触摸屏。

　　“智能型伺服控制驱动器”的特点是具备了完整的“运动控制器”功能，同时也还是一个“伺服驱动器”，并兼具PLC的功能。本文将以众所熟知的2轴定长裁切上的应用为主题做智能伺服的介绍。

　　2. 定长裁切系统的基本工作模式

　　在各类型定长伺服控制系统，其应用范围并不仅局限于定长裁切。也同时适用于其它需要固定长度、位置的加工工艺。例如食品包装、印刷、冲床送料、管材锯断或是瓦愣纸、卡纸裁切和钢板裁切等等，定长伺服控制系统都可以适用。本文为了方便描述以及容易比较不同系统的差异，把这些具有定长切割的系统统称为定长裁切系统。

　　从裁切工艺的设计方式来定义，定长裁切系统可分为三大类:

　　(1)走停送料、静态裁切;

　　(2)连续送料、往复式同步动态裁切;

　　(3)连续送料、旋转式同步动态裁切;

　　表1说明了三类定长裁切系统的不同特点。走停送料型的系统刀座是固定不动的，因此待切材料在裁切加工的那一瞬间，材料必须完全停止，故称为静态裁切。而连续送料型不论是往复式或旋转式，在裁切加工的瞬间刀具与材料是同步运行的，因此称为动态裁切，一般也称为飞剪。

　　表1. 三类定长裁切系统的不同特点比较

　　2.1 走停送料、静态裁切系统

　　走停送料、静态裁切系统是最普遍的裁切方式之一，因为相较于其它裁切系统而言，其机械结构和控制结构最简单。如图2所示，马达运转时，材料靠送料轮送料，当送料长度到达预设值时，马达停止送料。等材料停止运动之后，裁刀动作将材料分切成长度相同的成品。

　　a) 无法裁切连续进料的成品

　　需要连续裁切时(如图2所示)，在送料夹轮的前段，一定存在着LOOP缓冲区，一方面增加机器的体积;另一方面，也无法处理由前段生产线连续产出的硬质材料，例如硬管软管异形材的押出机生产线、斜纹纸管生产线、无缝钢管生产线等等，管材是连续不间断地生产出来的，根本无法采用停止后静态裁切的方式。