用最大的轻松飞行 - 优化飞行剪切应用

经过Gary Kirckof，PE，应用工程师，Beckhoff Automation，Burnsville，Minn。

优化飞行剪切运动应用时考虑这些提示。

术语“飞剪”是指必须在移动目标上完成由某种类型的工具执行的工作的一般应用。在机器循环开始时，工具必须在移动目标上达到同步位置，并在执行工作时跟踪该位置。普通的飞行剪切应用包括切割，印刷和压花移动网。一个示例是在腹板移动的同时将两个塑料纤维网加热，这在泡罩包装制造中是常见的。

这个例子从塑料包装材料的网站开始。之前的口袋预先形成到腹板上，产品放入口袋中。另一个物质网上行驶，将在口袋里固定产品。该产品将保持在气密室，在两个腹板密封在一起后保存产品的质量。加热压板用于通过将两个腹板一起压在一起来产生密封件。压板的温度，密封力的量，以及接触时间决定了密封的质量。这假设将图案加工到压板中以腹板上的相应图案对齐。它还假设压板在密封期间不会相对于腹板移动。

密封压板的运动对密封质量很重要，并且分为三个阶段。第一个被称为同步阶段。在该阶段中，密封压板从静止的静止和端部以恒定的速度移动，与幅材的压板速度和位置匹配。压板必须加速到速度，同时移动适当的距离，以便将自身与网上的图案对齐。第二阶段是跟踪阶段，因为压板必须保持其与网对准，因此它可以接触和密封网。压板必须保持在该阶段的时间量由所需的密封时间决定。最后一阶段是返回阶段，其中压板减速到停止然后返回到其起始位置。所有三个阶段必须在一台机器周期内发生。

它有助于将网络视为分段为长度，其中每个长度代表一个机器周期和通常是一组产品。这里的一组产品被称为泡罩包装。它还可以代表多个泡罩包，具体取决于Web的宽度。密封压板需要知道泡罩包装的位置，所以它可以在同步阶段期间移动适当的距离。这决定了必须注册幅材，这意味着幅材的位置与辊隙辊的位置同步。大多数网通过夹辊滚筒拉过机器，这些辊子的位置用于报告网的位置。表示一个机器循环的幅材的长度可以指示为夹持辊位置，从0到360度。通过设置过程，注册校正移动或通过在Web中形成口袋的模具设置，将网页注册到闪辊。

密封压板电动机电耦合到辊隙电动机，使密封压板的位置连接到夹持辊的位置。

跟踪阶段由所需的密封时间决定，该时间留下了同步和返回的剩余时间。在加速或减速时消耗大部分电动机扭矩，并且仅用于克服摩擦。这意味着电动机的峰值扭矩要求将由同步和返回阶段确定。RMS连续扭矩需求由整个循环决定。

该图示出了优化的飞行剪切运动应用。该图表明跟踪阶段发生在40到180度之间。压板和幅材在这两个点之间以与直线表示的相同速度。所需的密封时间通过在卷材速度和每360度的循环长度的循环长度之间进行编写来表示这两个点之间的差异。

例如，如果同步阶段仅为一点时间给出，则这导致加速率，因此与返回阶段相比，在该阶段期间所需的电动机脚踏性。同样，通过切割返回时间来实现同步阶段将导致大的返回相加速率大。优化密封压板的完整运动的诀窍是平衡同步和返回阶段的时间，使得它们的加速率是相同的。平衡同步和返回阶段导致最低的加速率，从而导致最小的电机，节省成本，同时减少工程努力以及电机上的磨损和撕裂。

飞剪解决方案
基于PC的软件解决方案使得更容易实现一系列运动应用，包括飞行剪切应用。例如，Beckhoff的TwinCat自动化软件套件提供了一系列运动和凸轮软件库。

具体地，基于PC的控制器可以提供能够处理飞行剪切应用所需的处理能力。在硬件术语中，这可以是机柜安装工业PC（IPC），带集成显示器的面板PC的形式，或DIN导轨安装嵌入式PC。该硬件将与TwinCAT运动控制软件配对。

对于系统网络，应考虑具有动态动态的高级和确定性工业以太网协议。对于像飞行剪切等的应用，由于多种原因，EtherCAT是一个很好的驱动器和I / O总线。它使得可以将伺服驱动器分发更靠近应用程序中的运动轴。这种布置意味着较短的电源和旋转变压器电缆从驱动器运行到电机，大大降低了基础设施成本。超越简化布线，EtherCAT还提高了许多运动控制应用的性能。例如，可以每100微秒与100个伺服轴通信。使用此循环时间，所有轴都提供设定值和控制数据并报告其实际位置和状态。此外，分布式时钟技术使轴能够与显着小于1μs的抖动同步。

在工程交流中讨论这一点：