1.4.3 物料加工及处理类控制

在各类生产机械中,无论是冶金轧机线、开卷线、纸机线、橡胶轮胎线等,还是印刷机、包装机、线缆机、锻压机、纸张及薄膜分切复卷机等,都包含有非常多的物料加工及处理的运动控制。最典型的应用如收放卷、飞剪飞锯、色标追踪等,以及速度同步、电子齿轮、电子凸轮等运动控制功能,如图1-22所示。

图1-22 物料加工及处理

图1-22a是最典型的收放卷应用,常用在印刷、包装、纸等行业,如常见的纸张及薄膜的分切、复卷及印刷,这类应用需要恒张力和速度同步控制,有时会用到转矩同步和位置同步。应用要求从初始的材料放卷到最后的材料收卷,整个运动过程无论是升降速运动还是匀速运动都要求保持材料张力恒定。由于材料的多样性,特别是有些材料还极易拉伸,设备厂家有各自的具体要求,所以真正要做到全过程恒张力控制,确实难度很大。有人说,工程师学精了收放卷的应用,就相当于找到了工作的铁饭碗,虽然有点夸张,但足以说明收放卷的重要性。鉴于使用的广泛性和重要性,在后面的运动控制典型应用中,将用大量的篇幅深入浅出地讲解收放卷的应用。

图1-22b是连续物料加工的示意图,经常会用在印刷、包装、纸、冶金等行业,这类应用更多的是强调转矩、速度、位置的同步和多轴协调的重要性,如冶金行业钢板的飞剪、平板玻璃的动态切割、印刷的套色、糖果包装的热封等都需要电子凸轮等多轴之间的位置同步功能。如果说收放卷应用是最常用、最普遍的应用,那么此类有关位置同步的应用应当属于运动控制中的中高端应用,而这两类应用经常是结合在一起来完成更为复杂的应用。