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主题:【话题】定长切割讨论(20250113)

点击:285 回复:15

大家好 关于定长切割这块,大家应该都很熟悉吧,尤其是包装或者印刷行业 这一块涉及的非常多,关于这个问题,我和很多有经验的机械 电气都交流过,感觉并不好,机械工程师就不用说了,这一点理解起来只能大概模模糊糊,反正程序不是他写。 电气工程师有的虽然调试出来,可未必深刻理解透了。小弟不才,抛砖引玉,讨论一下,希望大家指点执正
如图所示经典的也是定长切割示意图,这里工艺上是牵引轮拖着膜(可以是纸也可以是塑料膜),牵引轮匀速运动,切割轮假设旋转一圈切割一次。卷馍这里微带阻尼放卷,
 本示意图一个亮点就是把编码器装载了辊轮轴上,而辊轮轴是靠纸膜拖动旋转的。 大部分人做这个应该都是把编码器装在牵引轮轴上面。我也是第一次见到有设备这么干。并且该设备的电气工程师说这样装更好,才是真正检测纸走了多少偏差。
  我们先说常规的把编码器装到牵引轮上面而非如图的辊轮上面。
这个检测机理就是,牵引轮是匀速运动的,是常转主轴,切割轮是从动轴,要同步跟随牵引轮。所谓的同步就是位置和速度要求,切割时切割轮速度等于牵引轮,切割位置固定。
 我图里画了3个周期的切割。 第一个周期内光电信号触发,牵引轮安装处的编码器值为1000,说明纸膜速度正确,不用调整。所以第一周期切割轮速度匀速。
 第二周期内光电信号出现时编码器值为1050,也就是说纸走慢了,这个时候要在第二周期切割前适当的给切割轮降点速度补偿一下。
 第三周期内光电信号出现时编码器值为950,也就是说纸走快了,这个时候要在第三周期切割前适当的给切割轮加点速度补偿一下。
     也就说每个周期内光电都会检测纸卷膜上面的色标点,从而判断纸模的速度偏差,检测到偏差就要补偿。至于怎么补?各家的Plc指令或功能块都不一样。
    再回过头来说一下如果编码器轴装在辊轮上如何?
    假设光电信号出现时编码器值也应该为1000.第一周期内光电信号出现时编码器值1000,切割轮匀速不调整。
 第二周期内光电信号出现时编码器值1050.这意味着什么呢?这意味着纸走慢了,光电信号出现时编码器转了更多。这一点很难理解。我们要清楚牵引轮的速度,纸的速度,辊轮的速度都是不一样的。都是有差值的
    其实我们最关心的是纸的位置到底在哪? 前一个方案默认为编码器装在牵引轮,而牵引轮是匀速的是基准,所以编码器也是基准,当光电信号出现时,编码器采样值的不同反应了纸走过的位置变化,也就是纸速度的变化。掌握了这个变化随后的补偿就好做了
 而当编码器装在辊轮上时,这里假设二者速度匹配没有变化,那么当光电信号出现时对应的编码器值也是固定的。 但实际上纸和辊轮之间的速度差是变化的,不是恒定的,这里实际上妄图以二者相互参考,来计算出纸的速度变化。这里由于无论是纸还是辊轮,它们自身都是变化的,都是不匀速的。只是这里的辊轮虽然也不匀速但变化极小,所以这种测法勉强可以。
  综上所述 把编码器轴装到辊轮上,抛开牵引轮,直接计算辊轮和纸膜之间的变化,从而就认定是纸的变化,由于参考辊轮本身并非绝对匀速,(而牵引轮是绝对匀速的),所以这个变化并非纸膜的。拿这个偏差去补偿纸模原则上来说是错误的。
  所以本案电气工程师的观点编码器轴装到辊轮上而非牵引轮上更好,是一种错误的观点。其实我们旁边就有很多机器编码器装到了牵引轮上。电气工程师们认为装到牵引轮上不好是一种错误的观点。
  由于纸模连续运行,所以装到辊轮轴上没有出现问题。如果纸模间断运行,让辊轮和纸膜之间有明显的速度差,并且辊轮也不再匀速了,这种情况下,编码器装到辊轮轴就问题大了。
 所以最佳方案是编码器装到牵引轮或者其他绝对匀速的轴上,而非这个纸模拖动的辊轮轴上面
 
附件 IMG_20250113_144159.jpg
最后修改:2025/1/14 15:06:18
25-01-13 15:14
既然切割轮转一圈切一刀,还要这么复杂?找机械的就解决了
25-01-13 15:29
这应该就是传说中的 包装机色标追踪补偿功能 吧
25-01-13 16:16
只见过没做过
25-01-13 16:25
辊轮安装编码器,易出现打滑现象吧
25-01-14 09:07
牵引轮为主动力,卷膜肯定存在打滑现象,辊轮为被动,个人理解更能反映卷膜移动的真实距离,我肯定装辊轮上表情
25-01-14 09:22

引用 xianban7 在 2025/1/14 9:22:12 发言【内容省略】

非也非也
我们最关心的是什么?是纸模实际走的距离,是纸模的实际位置。选择牵引轮装编码器,它是一个绝对标准的点,它的转速是匀速的。
你如果认为辊轮装编码器更能反应纸模的位置,那就大错特错了。首先纸膜和辊轮之间有速度差,纸模走的距离跟辊轮不一样。 他们之间是滑动摩擦相当于皮带传动,他们之间有滑差率,这是经典的机械理论。其次辊轮个纸模之间的速度差是一个变化值,不是一个稳定固定值。你把编码器装到辊轮上面,试图研究的是纸模和辊轮之间的关系,而且纸模的速度又取绝于牵引轮,但不等于牵引轮。
所以装在辊轮上,那不论你怎么算法研究,得出的都是纸相对于辊轮的关系。基准就选错了。
 我们再次强调。我们只关心纸膜的位置,不关心辊轮的位置,纸模的色标检测信号出现时,牵引轮编码器值的变化就已经完整体现了纸模的位置和速度变化。
   编码器装辊轮上测出来的是辊轮相对于纸模的变化,纵观全局我们关心的是纸模相对于牵引轮(匀速)的变化。辊轮的和纸模之间不但有速度差,而且他们之间的速度差有时候还不稳定,是一个变化值。
 本案例电气之所以没有出现问题,编码器装在辊轮上也能用是因为工艺上纸模的速度接近匀速,辊轮和纸模之间速度差基本恒定。如果我们让牵引轮非连续运行,那么牵引轮断续启动停止,这时候辊轮和纸模之间的速度差也不稳定了,就出问题了,
 总之编码器装在辊轮上面相当于研究的是纸模相对于辊轮轴的变化,这当然是错误的。我们的目的是研究纸模相对于牵引轮轴的变化。牵引轮轴才是基准。
25-01-14 10:38
看了你17:21:36的补充,明白光电的作用
看后送你一句话~多此一举
首先色标在纸袋上的等间隔误差很小,除非你定的货太次太垃圾
再者光电不能正确检测色标
排除这两点,编码器就是个累赘,看似好高级科技,实则自找麻烦
就用色标检测信号触发,断不好位置?找机械调整
25-01-14 10:43
实际上现在的包装机就是编码器定长,色标只用来做追踪补偿或者定位。
最后修改:2025/1/14 14:46:50
25-01-14 14:41
这样的包装机技术应该是很成熟的了,觉得没什么必要讨论编码器到底装哪里了
否则目前的设备上,两个地方的都有,但都没什么关系
看8楼的视频,反正每一袋都要对标的,还有这样包装精度上差一两毫米应该都没关系的
25-01-14 14:56

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