单刀片旋转刀：应用概述

圆转刀常用于工业上把连续送料的卷筒纸切成所需的长度。现代旋转刀通常是伺服驱动的。一些控制器制造商提供可配置的软件来控制旋转刀，但很少提供工具调整到给定的旋转刀应用的伺服。

为旋转刀应用调整伺服似乎是一项艰巨的任务。然而，有一些基本原则可以帮助揭开分级过程的神秘面纱。本文着重于了解旋转刀应用的基本原理和与旋转刀周期相关的运动。后面的一篇文章将把这些原则应用到旋转刀施胶过程中。

旋转刀周期，运动控制

旋转刀的一个方面使得尺寸困难的是运动轮廓随着切割长度而变化。通过刀循环理解旋转刀运动型材对施胶过程至关重要。

更详细地观察旋转刀的循环，图1展示了旋转刀系统的简单图。通常，蛛网以恒定的速度移动。当卷筒纸移动到所需的切割长度时，刀作一次完全旋转。切尖的切向速度必须与卷筒纸接触时的速度紧密匹配。切割发生在循环的这一部分。本文将循环的这一部分称为“工作段”。在某些应用中，在工作段中，刀尖速度略大于卷筒速度是可取的，但在此讨论中，我们将假设刀尖速度等于卷筒速度。

虽然尖端不与网接触，但刀轴必须加速或慢下来，以确保它在适当点遇到幅材，以在下一个循环上产生所需的切割长度。术语“恢复段”将在参考循环的这部分时使用。

旋转刀的速度轮廓，同步切割长度

如果刀具以尖端速度匹配幅材速度的速度连续运行，则切割长度将等于由刀尖追踪的圆周。

在这个讨论中，术语“同步切割长度”将被用来指这个切割长度。由于在产生同步切割长度的周期中没有加速或减速，所需的扭矩是克服系统损失所需的扭矩加上切割材料所需的扭矩。与卷筒纸速度相匹配的“同步刀速”由公式1给出:

等式1）SKS = WS /（Π* d）

地点:SKS =S.ynchronous.K.nS.每次单位刀旋转，

ws =W.EB.S.每个时间单位距离单位，

D =刀D.IAMETER在距离单位

使用等式1时，请务必使用相同的长度单元进行卷材速度和刀直径。例如，如果在FT / min中给出幅材速度并且刀直径以英寸为单位，则在堵塞等式1之前将刀直径或幅材速度转换为每分钟的英寸。

加速:切割长度比同步切割长度长

如果所需切割长度长于同步切割长度，则刀必须在恢复段期间慢下来，然后加速回到工作段的所需速度。对于切割长度明显大于同步切割长度，刀具甚至可能需要在加速到工作段的所需速度之前停止和停留。

假设一个相等的加速度和减速率，最坏的情况下切割长度基于扭矩要求，当电机必须减速到零速度，然后加速回卷速度没有停留。术语“临界长度”指的就是这个长度。当切割长度等于工作段长度加上恢复段长度的两倍时，即为临界长度。任何比临界切割长度更长的切割长度都会在刀循环中引入一个停留时间。停留时间随着切割长度的增加而增加，这意味着当切割长度超过临界长度时，均方根(RMS)扭矩要求降低。临界长度的计算公式如下:

等式2）l_CL.= (p * d / 360）*（问：_W.+ 2 *问：_R.）

那里：L._CL.=CriticalL.ong.L.距离单位的endth，

d =刀D.我，

问：_W.=度数的工作区段角度

问：_R.=度数的恢复段角

减速：切割长度比同步切割长度短

如果切割长度比同步切割长度短，则刀必须在恢复段期间加速，然后减速到工作段所需的速度。对于给定的网速，随着切割长度变短，刀具具有较少的网络行程，因此更少的时间，以完成整个恢复段。因此，恢复段速度曲线随着减小的长度而越来越咄咄逼人。最短所需的切割长度通常决定刀伺服尺寸。

图7显示了用于切割切割长度的刀具的样品旋转刀循环曲线，比其同步切割长度短。在该样品中，恢复部分示出了三角形轮廓，但是形状可以是梯形甚至由复杂凸轮产生的轮廓。当最短切割长度以最大线速度运行时，发生短切长度的临界设计点。

单刀片旋转刀：工作段，恢复段

单刀旋转刀循环由工作段和回收段组成。在工作段，刀运行的速度，在切割尖端的速度匹配网速度。当切割长度不等于同步切割长度时，刀速必须在回收段内变化。图6和图7演示了回收段可以看作是叠加在同步刀速度上的速度剖面。该功能允许用户简化测量过程，以确定采油段最坏情况下的速度剖面。

下一篇文章将本原则应用于单个刀片旋转刀的伺服尺寸过程。

Sixto Moralez和菲尔德雷克勒是区域运动工程师，Yaskawa America Inc.。由Mark T. Hoske，Content Manager编辑，控制工程那CFE媒体与技术那mhoske@cfemedia.com。

关键词:运动控制，伺服选择，伺服编程

考虑一下这一点

是你servo-driven运动应用随着伺服尺寸和配置优化？