前言

    近年来，由于世界计算机技术及电力电子技术的迅猛发展，为交流变频技术的发展提供了前提条件，尤其是电流矢量控制的变频伺服控制器的出现，其1：1000的变频范围，150%的零速转矩，0.01HZ的速度分辨率，在众多领域内具备了优异的控制性能，优异的性能价格比已成为取代直流伺服控制的潮流。

　　性能比较

    当今瓦楞纸横切机主要有机械刀和电脑刀之分，从控制系统来分电脑刀又有直流系统和交流变频系统两种。

    机械刀主要由主电机同时拖动双面机和横切机，靠调整主电机和横切机之间的机械无级调速箱的传动比来调整剪切长度。这就决定了机械刀有以下缺点：

　　1、  更换工单时必须调整机械无级调速箱的传动比和机械刀的偏心装置。使换工单的时间长及废品增多。

　　2、  由于纸板的长度由调速箱的传动比来调整，所以一旦调速箱出现机械磨损、齿轮间隙过大，双面机皮带打滑，纸板的精度就难以保证。因此机械刀在使用约一年后就会出现纸板长度误差过大的现象，纸板随着生产的速度越高其长度误差越大。一般纸板长度误差大于5MM。

　　3、  机械刀的调速靠主电机使用滑差电机来调速，由于滑差电机低速力矩差、效率低，与变频调速系统相比，耗电量要大的多。

    电脑刀的传动结构与机械刀的不同：双面机和横切机分别由不同的电机驱动，横切机由电脑、调速系统、检测轮组成一个速度闭环控制系统，由检测轮将纸板的速度检测并送进电脑，电脑根据纸板的速度和预设的纸板长度按固有的算法算出横切机的速度指令，并将速度指令发给调速系统，由调速系统控制横切机的刀速，实现纸速和刀速的同步控制。

　　根据调速系统的的不同，电脑刀又分为直流调速系统和交流伺服调速系统之分。与机械刀相比有以下优点：

　　1、电脑刀由于单独控制横切刀，纸板长度靠预定的算法调整横切机刀速来实施，故此不存在换单时的机械调整，从而减少废品和提高生产率。

　　2、电脑刀的机械结构要比机械刀的结构简单得多，纸板精度也并非靠机械的精度来实现，不存在调速箱的机械磨损等问题。电脑刀的纸板精度主要由检测轮（旋转编码器）、调速系统（直流、交流伺服）等电气元件的分辨率以及控制算法而定，其精度要比机械刀的精度要可靠得多，电脑刀的纸板精度一般在+/-1~2MM以内。

　　3、检测轮的打滑也会导致纸板长度精度变差，但检测轮的打滑与双面机皮带的打滑相比要轻的多，也容易消除的多。

    电脑刀的直流调速系统与交流伺服调速系统控制横切机的纸板精度、生产效率都比机械刀的精度高，但直流调速系统有以下缺点：

　　1、      造价比交流变频调速系统高约20%。

　　2、      耗电量比交流变频调速系统高约10~15%

　　3、      直流系统低速有死区，造成控制不稳定。

　　4、      直流电机的碳刷必须定期维护和更换。

　　    因此，全电脑交流变频控制系统是目前瓦楞纸横切机最佳的控制系统。

　　系统简介

    QP-Ⅱ型瓦楞纸横切机全电脑交流伺服变频控制系统是本公司开发，并经过两次重大改进，现已成为国内最先进的瓦楞纸横切机控制系统。其系统的组成如下:

　　横切机电脑控制系统主要由上位计算机、下位计算机、伺服执行机构、信号采集元件及变换电路、人机对话控制柜等几部分组成:

　　1、上位计算机的基本功能及配置

　　本系统采用了两级计算机控制，上位机主要完成数据给定，画面显示及部分管理控制功能，可安排上百组剪切订单和记录生产数据，并配置有自学习软件用以补偿和修正各种情况引起的剪切误差。上位机采用适用于工业现场的工控机，键盘采用带防尘的薄膜键盘。具有适应现场环境粉尘大的特点。其与下位机通讯是通过RS-232/422串行口通讯模块，具有抗干扰能力强的特点。

　　2、下位机（中央处理器）采用日本三菱公司的可编程控制器，是整个控制系统的核心。负责将采集的信号处理，按照伺服控制的原理发出指令，完成一系列的控制。

　　3、本系统的主轴驱动及伺服控制的速度、位置检测部件均采用旋转编码器。其精度高与可靠性高的特点为伺服高精密控制提供可行性。

　　4、系统的执行机构采用交流伺服变频器和大功率交流伺服电机。其大启动力矩和高速度精度的特点为高速度、高精度生产提供保证。

　　5、刀架采用无偏心装置的电脑横切刀，而电机与刀架之间连接是带消间隙的减速机构。

　　6、送纸电机（即主轴驱动）采用变频伺服控制，采用这种方式可以使到送纸的速度稳定，提高纸板的剪切精度，而且可与横切机的电机共用制动功率，实现交流伺服再生制动，与机械刀相比，节能达到30%以上。

　　投资与回报

    瓦楞纸横切机由机械刀改为QP-Ⅱ型交流伺服变频控制的电脑刀的造价为￥320000.00。

　　以1.6米瓦楞纸线、月产值为￥5000000.00、电费为￥1.00，每天生产8小时计算回报周期：

　　A）机械刀的剪切精度为+/-5MM以上，电脑刀的剪切精度为+/-1~2MM，以平均纸板长度为1200MM计算，侧提高剪切精度一项每月可节约成本：

　　产值*精度差/平均纸板长度=产值*0.005=￥25000.00

　　B）1.6米线机械刀的双面机耗电量约为25KW/H，而交流伺服变频电脑刀的双面机与横切机耗电量仅为10KW/H以下，以每天生产8小时计算，月节电费为：（25-10）*8*30*1.00=3600.00

　　C）机械刀要保证+/-5MM的精度，一般生产速度不可能大于80米/分，而交流伺服变频的电脑刀其生产速度可达到100~120米/分，再加上其换单快捷，这就大大提高了生产效率，同时也降低了单面机、涂胶机、双面机的加热、加压、传动能耗。

　　综合以上所述，改造横切机的投资在一年内时间就可回收。

　　系统技术指标、设备清单

　　QP-Ⅱ型交流伺服变频控制电脑刀技术指标如下：

　　速度：100米~120米

　　刀架宽度：1.6米，1.8米，2.0米

　　剪切精度：+/-1~2MM  （95%）

　　变速剪切精度：+/-2MM    （95%）

　　最短剪切长度：500MM

　　最长剪切长度：6000MM

　　QP-Ⅱ型交流伺服变频控制电脑刀设备清单如下：

　　编号 名称 型号 数量 产地（厂家）

　　1 电脑横切刀刀架  1 成都飞机包装公司

　　2 主轴驱动变频器 A11 1 安邦信

　　3 伺服驱动变频器 A11 1 安邦信

　　4 通用型变频器 E11 1 安邦信

　　5 伺服电机 串绕组30KW 1 广州建国电机厂

　　6 可编程控制器 FX2N-80MT 1 日本三菱公司

　　7 工业电脑 PⅡ-586 1 台湾研祥公司

　　8 电控柜  1 国产

　　9 其他电气元件   美国、日本