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什么是运动控制中的飞行剪切应用?

通过丹妮尔柯林斯|2020年12月7日

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术语“运动控制”跨越了广泛的应用,包括控制线性或旋转轴的运动,以达到一个目标,如移动到一个指定的位置或精确地遵循一个确定的路径。尽管有许多变体,但在其核心,这些应用程序中的许多可以被归类为几个一般类别之一:取放、定位(线性或旋转)、路径跟踪(如点胶)、缠绕和飞行剪切。


飞剪应用通常是在不停止材料网运动的情况下,“动态”地将移动的材料网切割成预定长度。尽管飞剪可以最大限度地提高生产率,但由于材料在切割过程中不会减速或停止,它可能是一个特别具有挑战性的应用,因为切削工具(称为“剪切”)必须与材料网精确同步否则,切割可能发生在错误的位置或不完全,导致材料报废和停机。


飞剪也可用于卷边、冲压、压花,甚至是现场检查。

飞行剪切
图片来源:ABB

考虑了一种参考/跟随器系统,其中从动轴的运动由参考轴的运动确定,飞行剪切应用通常以四个阶段定义:

加速度:剪切加速以匹配材料幅材的速度。

同步:当剪切速度与材料网的速度完全匹配时,剪切切换到恒定速度,并在切割操作进行时保持该速度。根据刀具的运动,同步阶段可以进一步分解为沉淀时间、切削时间和上升(或收缩)时间。

减速:一旦切割完成,剪切速度迅速减速,以尽量减少在此阶段发生的材料移动量。

重新定位:剪切返回初始位置,以便它可以重复下一个切割的循环。


参考和跟随轴的同步通常通过一个电子凸轮将剪切的移动连接到材料网的运动。材料网可以在开环系统中操作,但是在该轴上需要编码器以将其位置传送到控制器。另一方面,剪切在闭环系统中操作,其运动通过卷筒纸进料的位置与编程到运动控制器的凸轮轮廓确定。当剪切和幅材同步并且剪切处于正确位置时,切割工具被激活。

飞行剪切
由于轴之间需要紧密的同步,飞剪应用程序通常使用工业以太网网络(如EtherCAT)进行通信。
图片来源:ABB

有两种亚型的飞剪:平行,在其中的切削工具移动平行于材料流动,和角度,在其中的切削工具移动在一个角度的材料流动。

平行飞剪用于一次完成整个切割,如刀片或冲孔工具跨越被切割材料的宽度。

飞行剪切
当工具在一个运动中切割时,使用平行飞行剪切。
图片来源:控制技术

锯或等离子体切割器等工具必须穿过材料以进行切割。在这些情况下,如果腹板移动时工具在材料上简单地切割,所得到的切口将成一定角度。但是,目标通常是在跨越材料(在腹板运动的方向上的90°处的直线切割,这意味着切削工具必须以一定角度移动到材料流动。刀具运动的角度和速度以及材料幅的速度,确定切割的角度。对于给定的网速,工具运动的角度越大,工具必须越跨网的速度越快,以实现90°切割,直线穿过材料幅材。

飞行剪切
当刀具必须穿过材料进行切割时,使用有角度的飞剪。
图片来源:控制技术

了下:运动控制提示


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