适用于单刀片旋转刀上浆

下面的计算和方程可以根据之前的数据正确地确定旋转刀的应用尺寸。另一方面，对于这个应用程序来说，在最高网速下的最短切割长度是最糟糕的情况，因此在分级时使用了该标准。

在以前的文章中，第1部分(单刀片旋转刀:应用概述）发现关键术语，以了解旋转刀的应用。这些包括:

• 同步切割长度
• 同步刀速
• 工作段
• 恢复部分
• 临界长度。

高速运动控制中的同步切割长度

该系统使用一个刀片，线速度要求为1200英寸/分钟(20英寸/秒)。现在是时候专注于使用最短的产品切割长度4.71英寸。请注意，如果在应用中使用了多个刀片，同步切割长度将需要考虑这些刀片。例如，如果使用两个刀片，则使用以下公式:

(1) SCL = (Pi * D) / Nb

式中:SCL =同步切割长度

D =直径

Nb =叶片数

由上式，同步切割长度为:

• SCL = (Pi * 3) / 1
• 同步切割长度= 9.42英寸

高速运动控制工作段角度

工作段是在旋转刀循环的部分中实际切割发生的部分。0度是在旋转刀循环的底部，5度向前和5度向后分配给这个工作部分。因此，总共可以分配10度，这将相当于在网络上的线性旅行的数量。

利用工作段角度为10度，可得到工作段所经过的线性距离(同步角):

方程2)L_DT= W_赛格/ 360 * SCL

地点:L_DT=在工作段中行进的线性距离

W_赛格=工作段(单位:度)

式2时，工作段的线性行进距离为:

• l_DT= 10度/360度* 9.42英寸
• 工作段的线性距离= 0.2616英寸

恢复段角，用于高速运动控制

回收段角度是旋转刀为下一次切割准备所需的剩余行程。或者换句话说，周期中不同步的部分;因此，需要加速或减速。该角度可由下式求出:

方程3)R_SegAngle= (scl - l_DT) *((360°/ n_提单) / sci)

地点:N_提单=刀片数量

由式3，恢复段角度为:

• R_SegAngle=(9.425 - 0.2618) *((360°/1)/ 9.425英寸
• R_SegAngle= 0度

采用350.0度的采油段角度，下式4可得到采油段角度内的线性距离):

方程4)R_赛格= SCL - l_DT

地点:R_赛格=恢复段(距离单位)

由式4可知，恢复段为:

• R_赛格= 9.425英寸- 0.2618英寸
• R_赛格= 9.1632英寸

步骤1 -电子凸轮关系

为了呈现腹板和转刀缸之间的关系，利用电子凸轮表来查找整个循环中的主要点。这将提供一个伟大的运动轮廓大小正确的伺服电机的应用。由于产品切割长度最短为4.71英寸，下表给出了电子凸轮的分段要点:

下面的图表解释了这种关系的四个部分:

点1

由于已知初始切割将从0开始，因此腹板和旋转刀之间的点1关系分别为:0,0。

点2

认识字母L_DT在10度工作段为0.26英寸，求L_DT5度，简单除以L_DT由2得到0.1309英寸旋转5度的旋转刀。

点2变成0.1309,5。

点3

继续读R_赛格在355度，L_DT将是4.5791英寸的网络行程。因此，点3变成了4.5791,355。

点(4

最后，点4成为360度的最短切割长度，即4.71,360。

步骤2 -寻找旋转刀气缸惯性

使用施胶软件，结合下面的图表和力学信息，用户可以找到施胶所需的任何物体的惯性。

• 叶片厚度:1/8英寸
• 单刀片
• 转刀气缸尺寸:
  • 气缸外径:2.75英寸
  • 长度:40英寸
  • 材质:实心钢
• 惯性:0.01857 kg*m²

注:如果转刀气缸是空心的，包括内径，以找到正确的气缸惯量。否则，伺服电机体积过大，会增加成本。

在最初的设计中，假设没有传动装置来获得实际的扭矩和速度要求。确认这些关键项目后，可以添加修改。

步骤3 -电机尺寸软件和凸轮编辑伺服电机尺寸

虽然找到旋转刀气缸的惯性是有利的，但继续在安川的SigmaSelect伺服电机选择软件中，用户可以根据应用正确地大小伺服电机。关键截图详细说明如何使用惯性和凸轮关系，以允许在任何旋转刀机械系统上的平稳运动。

注意转动刀筒的惯量已经在“转动惯量”中输入了。

转到配置文件编辑器，实现前面讨论的凸轮关系将更容易。安川的MotionWorks IEC 3软件允许用户输入凸轮点，以创建最适合系统力学的运动剖面。

打开安川的MotionWorks IEC 3软件，在www.yaskawa.com/iecsw，从步骤1中输入电子凸轮，利用软件的凸轮编辑功能。基本步骤如下:

1. 输入腹板(主轴)和旋转刀(从轴)的点
2. 选择曲线类型
3. 接口两个程序与安川SigmaSelect图标
   1. 

请注意循环率，因为它是基于周期每分钟，必须匹配正确的电机转速。这意味着循环速率是基于每个最短产品切割长度给定的网络速度的切割数。在这个例子中，网速计算为每分钟1200英寸。以最短的产品切割长度为4.71英寸，下面的方程将计算出正确的循环速率数字:

(6)循环速率=网速/最短产品切割长度

由式6可知，循环速率为:

• 循环速率= 1200 ipm / 4.71英寸
• 循环速率= 254.78，可以四舍五入为255循环/分钟

直线插补用于切割段，因为它是一个恒定的速度，改进梯形插补用于凸轮的恢复段(虽然其他插补类型也可以使用)。

高速运动控制的案例研究实例

使用实际飞轮盘来模拟旋转刀的应用，给出了以下机械信息:

• 单刀片
• 转刀气缸尺寸:
  • 气缸外径约为2.75英寸
  • 大约长度:1.18英寸
  • 材料:铝
• 惯性:0.7252 kg*cm²

尺寸软件显示安川Sigma-7系列SGM7A-01 100 w伺服电机的惯性比不匹配为21.5:1。

使用安川的SigmaWin+ Version 7，伺服电机设置软件，看到检测到的磁盘的惯性比非常接近于24.47:1的大小文件，给定确切的机械磁盘:

在SigmaWin+ Version 7中，显示了凸轮轮廓线，验证了上述计算:

在MotionWorks IEC 3中，逻辑分析仪可以验证旋转刀的一个周期的切割长度是正确的。4.71 -。通过使用粉色曲线并从4.6709的开始位置减去9.3837的结束位置来验证切割，如果CAM继续以网纹速度运行，则循环重复。网速由深绿色的20英寸/秒线验证，相当于1200英寸/分钟。

用于高速运动控制的上浆旋转刀

总之，调整旋转刀的尺寸并不难。关键部件包括找到最坏情况下要切割的产品的凸轮关系，知道气缸旋转的惯性，并使用软件来简化猜测。通过这种方式，具有足够扭矩、速度和惯性的伺服电机可以相应地调整大小，而不会有太多的开销。

Sixto Moralez他是安川美国公司的高级区域运动工程师。由网页内容经理克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

更多的答案

关键词:旋转刀，数控，运动控制

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请参阅下面链接的关于旋转刀的第1部分运动控制文章。

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