Шкаф управления прокатным станом с резом по типу кареточных летучих ножниц на оборудовании Delta Electronics

Нами был реализован шкаф управления прокатным станом с непрерывным резом за счет применения кареточных летучих ножниц, когда каретка с гильотиной в момент реза двигается синхронно с точкой реза, которая отслеживается программно и может быть скорректирована с панели оператора. Бюджетный проект.

Летучие ножницы или flying shears применяются, когда возникает задача реализации мерного реза без остановки техпроцесса, то есть рез производится на скорости движения материала (режущие кромки или пила движутся синхронно с материалом), при этом устройство реза разгоняется до скорости материала, синхронизируется и тормозится для получения любого доступного размера отрезов. Метка при этом не требуется, отслеживается рез с помощью энкодера, который как и в случае с непрерывным резом, крепится роликовой передачей к материалу. Для его реализации был использован привод ASD-A2 Delta Electronics, у которого был выбран режим электронного кулачка.

Схематически САР кареточных летучих ножниц можно изобразить как на рисунке ниже, в нашем случае в силу бюджетности проекта этом привод Master-оси был выполнен на базе частотного преобразователя, а измерение скорости/положения Master-оси реализовано внешним энкодером, подключенным к CN5 разъему ASD-A2.

Классическим решением для реализации летучих ножниц служит функция E-CAM (электронный кулачок), которую поддерживает сервопривод ASDA-A2, для общего управления, а также для настройки во время работы установлен простейший ПЛК DVP-SS2, который связывается с ASD-A2 по RS-485, меняет параметры электронного кулачка.

Таким образом наш привод выполнит полностью профиль каретки летучих ножниц. Белый график это положение в импульсах отслеживаемого материала (перескок сверху вниз означает переполнение счетчика для отображения). Желтый - график положения каретки в импульсах, видим разгон, синхронизацию и возврат. Зеленый это график скорости сервопривода каретки летучих ножниц.

Недостатком некоторых реализаций можно считать применение механики, как например на барабанных ножницах для реза пакетов в линии по их изготовлению, все жестко заточено под определенный размер и скорость, все менять достаточно сложно, в идеале бы развязать привод подачи материала и привод самих летучих ножниц как раз с помощью "электронного кулачка".

Наша реализация строилась на базе вот такой механики, где привод каретки имел редуктор для увеличения момента, цепную передачу и конечную передачу рейка-шестерня. Как говорится бюджетно, но вполне работоспособно. Гильотина содержала кулачковый механизм реза, привод через редуктор с отслеживанием реза по датчику (отработали датчики ТЕКО). Датчики в начале и в конце необходимы для предотвращения движения каретки вне разрешенного диапазона положений и обнуления каретки в начале работы. Цикл работы каретки состоит из ожидания точки реза, разгона и синхронизации (в этот момент и происходит рез), когда рез произведен, каретка не спешит возвращаться, так как ей все равно нужно выполнить программу электронного кулачка, и она сопровождает материал. Затем следует возврат на маршевой скорости назад в нулевую точку и снова ожидание токи реза новой.

Шкаф управления на сборке отфотографировали, вот что получилось

 Ну и видео работы: