欧姆龙MCH71在瓦楞纸纵切压线修边机的成功应用

要：本文主要介绍欧姆龙运动控制器在瓦楞纸纵切压线修边机上的应用。
关键词：运动控制器 伺服 总线 纵切压痕 瓦楞纸
1 引 言
　　瓦楞纸板生产线是瓦楞纸箱生产企业的关键生产设备，按瓦楞纸板生产工艺，瓦楞纸板生产线由湿部设备和干部设备两个相对独立的工艺段组成，为了提高瓦楞纸板生产线的生产管理水平和效率，干部设备是达到这一目的关键，瓦楞纸箱企业应对旧生产线的干部设备进行全面升级改造，干部设备将瓦楞纸板按订单要求进行纵切压痕、横切和堆码。
2 系统说明
　　2.1 工艺说明
　　设备结构分为7刀12线，客户先在触摸屏上设置瓦楞纸板订单的规格，通过配方功能自动选择刀、线的运转以及位移，排刀换线时间在3s内完成，裁减精度±0.5mm。触摸屏可以手动方式示教所有轴的位置，通过选择压线凸轮对瓦楞纸的花纹进行设定，同时通过变频器控制吸风槽（吸取废料）的位置。这套设备与瓦楞纸生产线连接，可以通过通讯方式在线修改设备速度，速度与生产线速度保持匹配。设备正常运行速度250m/min，在线修改订单后，线速度降低到100m/min。
　　设备布置图如图1所示：

图1 设备布置图
3 控制难点说明
　　（1）坐标系统的建立：在进行订单修改时，必须对相应的刀组，线组进行定位，由于刀组与线组在不同的坐标系，那么必须建立统一的坐标系统;
　　（2）订单算法：由于刀组，线组中每一个轴的运动范围可以与左右相邻的轴进行重叠，那么就必须要考虑最短行程，与防碰撞设计;
　　（3）布线困难：系统共有19轴，如果用传统脉冲控制方式，会造成现场布线困难，而目前的运动控制器最多只能控制4轴，因此该系统需要配置5块模块，这不仅提高了电气成本，同时加大编程难度;
4 OMRON解决方案
　　将机柜两端（左壁）作为系统参考圆点，上电时，所有刀组，线组以机柜中心为标准，向两边逐一运行，通过每个轴臂安装的传感器进行定位判断，然后手动进纸，检测当前纸板与机柜侧壁的位移，以机柜左壁为基准，将所有手动进纸测得的位移量，输入给控制系统从而建立统一的坐标系。
　　由于刀组，线组中每一个轴的行程位置可以重叠，因此必须要准确的算出每一个轴的最短位移以及防撞措施，同时根据客户订单要求，选择刀组与线组中，哪几个轴需要启动，以线组为例，如下图2所示：

图2 OMRON解决方案
　　传统脉冲型控制器已经无法满足这个系统，因此采用了OMRON的高端总线型运动控制器CJ1W-MCH71，最大可以连接30个伺服驱动器，采用高速同步总线方式连接，最大距离50m，通讯速率10Mbps。19轴响应时间为6ms，总线型控制器的使用，大大减少了现场布线和电气成本，并且保持了系统的高响应特性，同时可以用内置Basic智能指令完成所需要的功能。
5 控制流程

图3 控制流程图
6 结束语
　　目前瓦楞纸纵切压线修边机以及发展到第四代，从最初的机械式结构过渡到第三代变频器控制，以及到目前的总线伺服控制技术，不仅提高了效率，并且降低了维护成本，同时可以使订单进行客户化定制，大大促进了纸箱包装行业的发展与进步。