【摘要】本文主要介绍纸护角的分类和设备生产工艺，及使用台达20PM的DTO指令自动生成和动态修改飞剪电子凸轮数据，完成纸护角的冲口、裁切的过程。
【Abstract】This paper mainly introduces the classification of paper angles and the production process of equipment, and Delta 20PM complete the paper corner punching and cutting by using DTO command automatic generation function and dynamic changing flying shear electronic cam data.
【关键字】纸护角一体机；20PM；飞剪电子凸轮；DTO指令
【Keywords】Angle Protector Machine; 20PM; flying shear electronic cam; DTO command
纸护角由多层纱管纸和牛卡纸经护角机定型压制而成，能对包装件的边角进行保护，并增加其堆码强度，还可用于低成本的“无容器包装”，因而是一种被广泛采用的包装材料。
按横截面形状，纸护角可分为U型、L型(或V型)等。在纸护角的规定位置上冲出槽口，便可对纸护角作90度折弯或环绕。
图1 护角产品
1 设备概述和工作原理
1.1设备概述
纸护角一体机，就是能将纸护角的冲口、裁切在一台机上连续完成的设备。按功能划分，该设备可分成挂纸、涂胶、包边、成型、冲口、裁切五个区段。
图2 纸护角一体机的冲口和裁切段
由于冲口轴、裁切轴在机械设计上，采用了曲柄滑块机构，伺服电机旋转一周，冲口或裁切台就完成一次追速、同步、裁切、返回的过程，因此控制器必须具有以来料脉冲作主轴，规划两个飞剪电子凸轮来完成纸护角的冲口、裁切动作，且能动态更新凸轮数据的功能。
1.2裁切、冲口过程分析
客户要求成品以槽口为界，可分1～5段。只有1段时，相当于关闭冲口功能，只有裁切轴作定长裁切；5段时，成品可以拼成如图3示的一个方形框架，其接口处连接后，便可直接用于箱体包装。
图3 纸护角一体机成品
下面以生产两段产品为例，来分析其裁切、冲口的过程。
当b<a时，设置好初始飞剪电子凸轮数据后，让两轴飞剪电子凸轮啮合，然后开启主轴：冲口轴和裁切轴会首先动作一次（这次飞剪动作的主轴长度并未到达，而是由于启动凸轮啮合产生的。后续的动作才是按所设的主轴长度执行飞剪功能），切出成品的第一个有效槽口。当主轴行走了长度e（即a-b）时，裁切轴再裁切一次，切出成品的第一个有效左端面。后续主轴每行走长度b+c（即成品总长），裁切轴就裁切一次；主轴每行走长度d（即末段长c+首段长b)，冲口轴就切槽一次。
图4 两段纸护角，当b<a时冲口、裁切示意图
当b>a时，设置好初始飞剪电子凸轮数据后，先让裁切轴飞剪电子凸轮啮合，然后开启主轴：裁切轴会首先动作一次，裁出成品的第一个有效左端面。当主轴行走了长度e（即a-b）时，再让冲口轴的飞剪电子凸轮啮合，切出成品的第一个有效槽口。后续主轴每行走长度b+c（即成品总长），裁切轴就裁切一次；主轴每行走长度d（即末段长+首段长），冲口轴就切槽一次。
图5 两段纸护角，当b>a时冲口、裁切示意图
综上所述，生产两段产品，当成品的首段长小于刀距时：第一次裁切的主轴长度为“刀距-首段长”，后续主轴长度为“成品总长”；而冲口的主轴长度为“末段长+首段长”，两个飞剪电子凸轮同时啮合。
当成品的首段长大于刀距时：裁切的主轴长度始终设为“成品总长”，冲口的主轴长度始终设为“末段长+首段长”。但裁切轴的飞剪电子凸轮先啮合；当主轴行走了“首段长-刀距”时，再启动冲口轴的飞剪电子凸轮啮合。更多段数产品的裁切、冲口过程以此类推，不作分析。
2 台达20PM运动控制方案
根据以上控制过程和要求，选用两台DVP20PM00D来完成两个飞剪电子凸轮的动作。DVP20PM00D是一款专业的运动控制器，支持电子凸轮（2048点）及飞剪、追剪应用；兼容G-Code/M-Code，支持2轴直线/圆弧插补运动控制等功能。
图6 控制系统框图
主要电气配置型号如表1。
表1 主要电气配置型号列表
变频器的启停通过20PM的Y点进行控制，频率命令通过操作面板上的电位器给定。
触控屏与20PM的通讯连接，使用RS232连接线，通过触控屏不同的COM口与20PM相连。两台20PM相同的参数设置可通过触控屏内的Background宏进行传递，也可采用RS485联机，通过触控屏的1个COM口与两台设置为不同站号的20PM通讯。
接入冲口轴20PM的A0、B0的主轴脉冲信号，也并入其A1、B1口，并在程序中启动C204计数，用以判断当产品首段长大于刀距时，冲口轴电子凸轮启动的时机。两个20PM的DOG信号与X2并联，回原点时需为DOG正缘停止。
3 结语
目前该设备已投入使用，使用效果得到了客户认可。台达20PM的飞剪电子凸轮功能为该类设备提供了经济、适用的运动控制方案，具有较好的市场推广价值。
作者简介：
谭坤鹏，男，生于1985年，毕业于重庆大学，机械电子工程。现任台达集团－－中达电通股份有限公司工业控制系统产品开发处应用工程师，从事PLC、HMI、工业电源、以太网交换机等产品的工程应用和技术支持。
