【摘要】本文主要介紹紙護(hù)角的分類和設(shè)備生產(chǎn)工藝，及使用臺達(dá)20PM的DTO指令自動生成和動態(tài)修改飛剪電子凸輪數(shù)據(jù)，完成紙護(hù)角的沖口、裁切的過程。
【Abstract】This paper mainly introduces the classification of paper angles and the production process of equipment, and Delta 20PM complete the paper corner punching and cutting by using DTO command automatic generation function and dynamic changing flying shear electronic cam data.
【關(guān)鍵字】紙護(hù)角一體機；20PM；飛剪電子凸輪；DTO指令
【Keywords】Angle Protector Machine; 20PM; flying shear electronic cam; DTO command

紙護(hù)角由多層紗管紙和牛卡紙經(jīng)護(hù)角機定型壓制而成，能對包裝件的邊角進(jìn)行保護(hù)，并增加其堆碼強度，還可用于低成本的“無容器包裝”，因而是一種被廣泛采用的包裝材料。
按橫截面形狀，紙護(hù)角可分為U型、L型(或V型)等。在紙護(hù)角的規(guī)定位置上沖出槽口，便可對紙護(hù)角作90度折彎或環(huán)繞。

圖1 護(hù)角產(chǎn)品
1 設(shè)備概述和工作原理
1.1設(shè)備概述
紙護(hù)角一體機，就是能將紙護(hù)角的沖口、裁切在一臺機上連續(xù)完成的設(shè)備。按功能劃分，該設(shè)備可分成掛紙、涂膠、包邊、成型、沖口、裁切五個區(qū)段。

圖2 紙護(hù)角一體機的沖口和裁切段
由于沖口軸、裁切軸在機械設(shè)計上，采用了曲柄滑塊機構(gòu)，伺服電機旋轉(zhuǎn)一周，沖口或裁切臺就完成一次追速、同步、裁切、返回的過程，因此控制器必須具有以來料脈沖作主軸，規(guī)劃兩個飛剪電子凸輪來完成紙護(hù)角的沖口、裁切動作，且能動態(tài)更新凸輪數(shù)據(jù)的功能。
1.2裁切、沖口過程分析
客戶要求成品以槽口為界，可分1～5段。只有1段時，相當(dāng)于關(guān)閉沖口功能，只有裁切軸作定長裁切；5段時，成品可以拼成如圖3示的一個方形框架，其接口處連接后，便可直接用于箱體包裝。

圖3 紙護(hù)角一體機成品
下面以生產(chǎn)兩段產(chǎn)品為例，來分析其裁切、沖口的過程。
當(dāng)b<a時，設(shè)置好初始飛剪電子凸輪數(shù)據(jù)后，讓兩軸飛剪電子凸輪嚙合，然后開啟主軸：沖口軸和裁切軸會首先動作一次（這次飛剪動作的主軸長度并未到達(dá)，而是由于啟動凸輪嚙合產(chǎn)生的。后續(xù)的動作才是按所設(shè)的主軸長度執(zhí)行飛剪功能），切出成品的第一個有效槽口。當(dāng)主軸行走了長度e（即a-b）時，裁切軸再裁切一次，切出成品的第一個有效左端面。后續(xù)主軸每行走長度b+c（即成品總長），裁切軸就裁切一次；主軸每行走長度d（即末段長c+首段長b)，沖口軸就切槽一次。

圖4 兩段紙護(hù)角，當(dāng)b<a時沖口、裁切示意圖
當(dāng)b>a時，設(shè)置好初始飛剪電子凸輪數(shù)據(jù)后，先讓裁切軸飛剪電子凸輪嚙合，然后開啟主軸：裁切軸會首先動作一次，裁出成品的第一個有效左端面。當(dāng)主軸行走了長度e（即a-b）時，再讓沖口軸的飛剪電子凸輪嚙合，切出成品的第一個有效槽口。后續(xù)主軸每行走長度b+c（即成品總長），裁切軸就裁切一次；主軸每行走長度d（即末段長+首段長），沖口軸就切槽一次。

圖5 兩段紙護(hù)角，當(dāng)b>a時沖口、裁切示意圖
綜上所述，生產(chǎn)兩段產(chǎn)品，當(dāng)成品的首段長小于刀距時：第一次裁切的主軸長度為“刀距-首段長”，后續(xù)主軸長度為“成品總長”；而沖口的主軸長度為“末段長+首段長”，兩個飛剪電子凸輪同時嚙合。
當(dāng)成品的首段長大于刀距時：裁切的主軸長度始終設(shè)為“成品總長”，沖口的主軸長度始終設(shè)為“末段長+首段長”。但裁切軸的飛剪電子凸輪先嚙合；當(dāng)主軸行走了“首段長-刀距”時，再啟動沖口軸的飛剪電子凸輪嚙合。更多段數(shù)產(chǎn)品的裁切、沖口過程以此類推，不作分析。

2 臺達(dá)20PM運動控制方案
根據(jù)以上控制過程和要求，選用兩臺DVP20PM00D來完成兩個飛剪電子凸輪的動作。DVP20PM00D是一款專業(yè)的運動控制器，支持電子凸輪（2048點）及飛剪、追剪應(yīng)用；兼容G-Code/M-Code，支持2軸直線/圓弧插補運動控制等功能。

圖6 控制系統(tǒng)框圖
主要電氣配置型號如表1。
表1 主要電氣配置型號列表
名稱 型號 數(shù)量 備注
觸控屏（HMI） DOP-B05S100 1 5.6寸觸控屏
運動控制器 DVP20PM00D 2 2軸脈沖型運動控制器
伺服驅(qū)動器 ASD-A2-4523-L 2 4.5KW伺服驅(qū)動器，三相220VAC
伺服電機 ECMA-F11845ES 2 4.5KW伺服電機
變頻器 VFD037M43A 4 3.7KW變頻器
編碼器 客戶自備 1 分辨率2000P/R
變頻器的啟停通過20PM的Y點進(jìn)行控制，頻率命令通過操作面板上的電位器給定。
觸控屏與20PM的通訊連接，使用RS232連接線，通過觸控屏不同的COM口與20PM相連。兩臺20PM相同的參數(shù)設(shè)置可通過觸控屏內(nèi)的Background宏進(jìn)行傳遞，也可采用RS485聯(lián)機，通過觸控屏的1個COM口與兩臺設(shè)置為不同站號的20PM通訊。
接入沖口軸20PM的A0、B0的主軸脈沖信號，也并入其A1、B1口，并在程序中啟動C204計數(shù)，用以判斷當(dāng)產(chǎn)品首段長大于刀距時，沖口軸電子凸輪啟動的時機。兩個20PM的DOG信號與X2并聯(lián)，回原點時需為DOG正緣停止。
3 結(jié)語
目前該設(shè)備已投入使用，使用效果得到了客戶認(rèn)可。臺達(dá)20PM的飛剪電子凸輪功能為該類設(shè)備提供了經(jīng)濟(jì)、適用的運動控制方案，具有較好的市場推廣價值。

作者簡介：
譚坤鵬，男，生于1985年，畢業(yè)于重慶大學(xué)，機械電子工程。現(xiàn)任臺達(dá)集團(tuán)--中達(dá)電通股份有限公司工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)處應(yīng)用工程師，從事PLC、HMI、工業(yè)電源、以太網(wǎng)交換機等產(chǎn)品的工程應(yīng)用和技術(shù)支持。