飛剪剪刃的工作過程

飛剪剪刃的基本特點：

飛剪的特點是能橫剪切正在運動著的鋼板。在翦切瞬時 ，刀刃除垂直方向的剪切速度外，還應有與鋼板運動方向相同的水平同步速度 ( 或略大于1～3 %) ，如果這個水平速度小于板帶速讀，那么剪切的時候，刀刃會阻礙板帶的運動，速讀大了太多，在剪切的瞬間會對板帶造成一個拉應力，影響板帶質量同時對刀具也有損害。如果板帶勻速運動，那么飛剪也勻速運動， 顯然它們倆的速度必定保持一定的比例關系，因此飛剪每轉動一周，鋼扳前進的長度應是一個定值． 

如板帶速度為V_b ，飛剪剪切瞬間的水平線速度是V_j，取兩個速度的系數比為η=1%~3%

即：

     V_j =（η+1）V_b

對于飛剪轉速與線速度之間有關系：Vj = 2πnR / 60    ；R為飛剪半徑

所以：

，已知電機與飛剪之間的傳動比為i，那么可以得出飛剪剪切瞬間對應電機的轉速n為：

                  n=30（η+1）V_b i/ πR

飛剪剪刃的工作過程分析：

定長控制

在飛剪還沒有剪切時候，給剪刃設定一個初始位置HP，使剪刀在此處速讀為零，在剪切點CP處，水平速讀為V_j，對應的電機轉速為n。當傳感器1檢測到板帶時候，啟動定時器計時一個延時時間t_d ，計時時間到了之后，定時器輸出啟動電機信號，由驅動單元將電機經過Δt時間將剪刃由HP驅動至CP處完成一次剪切動作。也就是說：剪刃從HP處，經過加速到達CP處，對應電機轉速由0加速到n；在剪切完成后，剪刃由CP處逆向返回HP處，對應電機轉速由n減速至0。

   從上面的過程可以看出，從傳感器1接收到信號到一次剪切完成所消耗的時間是Δt + t_d 的時間，已知板帶速度V_b ，那么在這一段時間內，板帶前進的距離（也就是超過傳感器的部分）為（Δt + t_d）V_b。加上傳感器1與CP之間的固定距離L₂  ，一次剪切的板帶長就為L₂ +（Δt + t_d）V_b  。但是，這個分析進行的前提是沒有考慮到剪切時候剪刃的重疊量x和板帶的厚度h。

在考慮剪刃重疊量x和板帶厚度h時候，工作過程分析依然不變，但是，由圖我們可以看出：在剪刃還未到達CP處時候，剪刃已經于板帶接觸在CP₀處。那么，Δt時間內，就應該是剪刃由HP走到CP0的時間；因為從CP0至Cp處，剪刃橫向移動的距離與板帶是一樣的就是L1。從圖中分析可以算出，CP與CP₀ 的距離為L₁ 。且存在這樣的關系：

         L₁²=R²- （R - h/2 – x/2）²……………①

由此可以算出板帶剪切的實際長度為：

         L=L₂ +Δt V_b +t_dV_b +L₁       ……………②

其中：L為目標剪切長度為給定值；

      V_b 為機組速讀為設定值；

      Δt為可以計算確定的值；

      R剪刃運動軌跡半徑、h為板帶的厚度、x 為剪刃的重疊量，L₂ 為剪刃至傳感器距離，均為已知常數；

所以，通過方程式①、②，就可以解出延時時間t_d  的值。

定位控制

從前面的分析可知，在剪刃的減速過程中，對應電機的轉速由n減速為0,。那么剪刃回到初始位置HP，就是對剪刃的定位控制。理論上講，剪刃時刻完全回歸到HP處，但是實際系統中是不可能做到如此精確的，一般來說，剪刃偏離HP處±15⁰是可以可以允許的誤差范圍。只要是在這個范圍內疚認為剪刃回到了初始位置HP處。

剪刃從從CP處回到HP處消耗的時間為t_定。

我們來分析一下，在這個時間內，有幾種情況：①t_定結束時候，下一個帶頭還未到達傳感器1處，剪刃要等待至帶頭走至傳感器1處激發延時定時器，結束定時后再啟動下一次剪切；

②t_定結束時候，下一個帶頭剛好到達傳感器1處，或者定時器已經啟動但是還在計時范圍內，或者剛好定時時間完成，剪刃只需等待≤t_d時間，就可以啟動下一次剪切，或不需等待立馬啟動下一次剪切；

③t_定結束時候，定時器已經計時完成，下一次剪切啟動命令下達。很明顯這是不行的，因為電機轉速并不是由0加速至n了，這樣加速時間Δt必然改變了。

所以為了保證變量只有延時時間t_d ，方便控制，必須限制減速時間段必須滿足關系：

         t_定≤t_d+L₂/V_b

加速和減速過程中的控制方式：

  從前面的分析中知道，剪刃在CP0處就已經與板帶接觸，加入此時剪刃的速度為V，那么它的水平分量VcosΘ再此時就要滿足

VcosΘ=（1+η）V_b……①

如果不然，在此處時候就會發生阻礙板帶或者拉傷板帶的害處。

如果保持剪切需要的力矩來加速電機，也就是采用恒轉矩方式來完成加速過程：

根據運動學原理有：Me=J i/R *dV/dt……②

其中Me是電機轉矩；J為折算到電動機軸上的轉動慣量；

Me根據系統的需要應該是一個常數值。

式子兩邊積分得：V=R Me （t-t₀）/ J i   ……③

在t0時刻開始加速啟動電機，那么t₀=0，

那么在時間t內，飛剪剪刃移動的距離是S=V t/2

                                     = R Me t²/2J i  ……④

將式①與③帶入④得：

         Me=（1+η）²V_b²J i /2RScos²Θ……⑤

將5帶入②得：

         dV/dt= a =（1+η）²V_b² / 2Scos²Θ……⑥

式⑥中我們可以看出：加速度a為常數，說明如果采用恒定的轉矩調速方式，剪刃從HP到CP0處為恒定加速度的值運動。由此還可以確定Δt：

Δt=（1+η）V_bJ i /RMeCOSΘ

cosΘ=(R-h/2-x/2)/R

減速時候同樣的道理，采用變頻調速的基速以下是恒轉矩調速，的方法，減小頻率同時減小電機相電壓，輸出功率變小，直至為最后為零，停止。

對于剪刃初始位置HP的確定，要借助編碼器來完成。編碼器安裝在電機的轉子上，同步測定電機的轉速。要保證剪刃回到初始位置HP處，剪刃所運動的角度要能對應電機這個過程中轉動的圈數，必須要使，剪刃在HP處時候，對應的是編碼器的零位，這樣剪刃運動角度就與電機轉速一一比例對應。將編碼器反饋的脈沖信號反饋給PLC的高速計數模塊FM350-2，通過檢測到的脈沖數目來確定飛剪剪刃所在位置的角度偏移量，從而確定其位置。