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1、国 防 科 技 大 学 学 报第21卷第2期 JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.21No.21999X瓦楞纸板同步剪切控制系统的设计与研制任永益 潘孟春 翁飞兵 瞿元新(国防科技大学机械电子工程与仪器系 长沙 410073) 摘 要 介绍了微机控制瓦楞纸板同步剪切控制系统的设计研制。该系统由直流电机调速系统和单片微型计算机控制系统两大部分组成。直流调速系统采用线性二次型最优调节器方法设计,计算机控制系统采用单片微机双CPU技术。它是一个大功率高精度机电控制系统,具有响应速度快,剪切精度高,可靠性好,操作方便的特
2、点。关键词 计算机控制,同步剪切,线性二次型调节器分类号TP13TheDesignandDevelopmentofCorrugatedPaperSynchroCuttingControlSystemRenYongyiPanMengchunWengFeibingQuYuanxin(DepartmentofMechantronicsEngineeringandInstrumentation,NUDT,Changsha,410073)AbstractThispaperpresentsthedesignofthecorrugatedpapersynchrocuttingcontrolsy
3、stem.ThissystemconsistsoftheDCmoterspeedcontrolsystemandthemicro-computercontrolsystem.ThelinearquadraticoptimumregulatorwasadopedtodesigntheDCmotorspeedcontrdsystem.ThedoubleCPUstechniqueofsinglechipmicrocomputerwasadopedtodesignthecomputercontrolsystem.So,it'sasystemofgreatpowerandhighpreci
4、sion.Rapidresponse,highprecision,highreliabilityandconvenientoperationarecharacteristicofthesystem.Keywordscomputercontrol,synchrocutting,linearquadraticregulator瓦楞纸板是制作包装纸箱的主要原材料,市场需求量很大。瓦楞纸板生产的一道重要工序是把已经压制成形的宽约2m的带状瓦楞纸横切成一定长度的纸板。过去国产瓦楞纸板生产线都采用纯机械式的横切机来完成这一横切任务的。横切工序对瓦楞纸板的生产质量和生产速度都有极大的影响。为了
5、保证切口质量,要求剪切时刀刃的线速度必须和纸板的走纸速度相等,即实现同步剪切。此外,走纸速度应允许在零至120m/min范围内变化,最大切纸速度应达到100张/min,切纸长度应能在0.4m至2.4m范围内可调,误差应小于2mm。然而机械式横切机由于机械本身的刚性制约难以同时满足上述要求,特别是切纸长度改变时需进行复杂的机械调节,费工、费时,操作极为不便。为此我们设计研制了微机控制瓦楞纸板同步剪切控制系统。该系统响应速度快,精度高,操作简便,运行可靠。它已成功地运用于生产实践,大大地提高了生产的自动化程度,提高了生产效率和产品质量,受到使用厂家的欢迎。1 系统简介瓦楞纸板同步剪切
6、控制系统结构如图1所示。图1中M为一台55kw的直流电动机。该电动机经1÷2齿轮减速后拖动两个直径27cm、长2m的钢质刀辊。刀辊上成对安装长度与刀棍相同的刀片。当两个刀刃相切时,即实施瓦楞纸板的剪切。为保证剪切时刀刃的线速度与走纸速度相等,用一个测速辊轻压在纸板上,与测速辊同轴连接一光栅编码器PG1,PG1输出的脉冲频率即反映走纸速度。为保证刀辊在切纸后准确地停稳在指定的位置,与上刀辊同轴连接一个光栅编码器PC2,PG2输出的脉冲数反映刀刃的位置。测纸开关是一个光电反射式接近开关,用来监测是否有纸,以防空切。TG是测速发电机,用来检测电动机的转速。直流调速系统对直流电动机M供电
7、,并控制电动机按切纸的要求启动、剪切、制动和X1998年6月12日收稿第一作者:任永益,男,1939年生,教授90国防科技大学学报1999年第2期停稳。由于每分钟切纸张数最高可达100张,因此电机处于不断的启、停工作状态,所以该直流调速系统必须具有极快的响应速度和优良的启、制动性能,还要能在制动过程中将能量返送回电网,以节约能源。计算机控制系统用于接受PG1、PG2和测纸开关提供的信息,根据这些信息和操作人员输入的有关参数控制直流调速系统运行。操作时,工人只需根据菜单提示的信息,
