1. 引言
本ben文wen介jie紹shao了le一yi種zhong智zhi能neng型xing伺si服fu驅qu動dong器qi以yi及ji智zhi能neng伺si服fu技ji術shu在zai定ding長chang裁cai切qie領ling域yu的de應ying用yong。不bu同tong於yu傳chuan統tong的de基ji於yu脈mai衝chong模mo式shi的de伺si服fu驅qu動dong器qi必bi須xu依yi賴lai上shang位wei機ji發fa送song的de脈mai衝chong信xin號hao來lai實shi現xian運yun動dong的de控kong製zhi模mo式shi
，智zhi能neng伺si服fu驅qu動dong器qi集ji成cheng了le運yun動dong控kong製zhi、伺服驅動和PLC功能，無需上位機運動控製器便可實現運動控製功能
，再加上為不同應用領域內置的特殊功能
，最終整合成為具有新一代理念的“智能型伺服控製驅動器”。圖1顯示了脈衝型伺服係統和智能型伺服係統的比較，從圖中可以看到，脈衝型伺服必須依賴PLC（或控製卡）發送的脈衝命令完成運動控製功能。而智能型伺服由於內置了運動控製器，所以無需上位機PLC即可以實現運動控製功能，並可以直接連接HMI觸摸屏。
“智能型伺服控製驅動器”的特點是具備了完整的“運動控製器”功能，同時也還是一個“伺服驅動器”
，並兼具PLC的功能。本文將以眾所熟知的2軸定長裁切上的應用為主題做智能伺服的介紹。
 

2. 定長裁切係統的基本工作模式
在各類型定長伺服控製係統，其應用範圍並不僅局限於定長裁切。也同時適用於其它需要固定長度、位置的加工工藝。例如食品包裝、印刷
、衝床送料、管材鋸斷或是瓦愣紙、卡(ka)紙(zhi)裁(cai)切(qie)和(he)鋼(gang)板(ban)裁(cai)切(qie)等(deng)等(deng)，定(ding)長(chang)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)都(dou)可(ke)以(yi)適(shi)用(yong)。本(ben)文(wen)為(wei)了(le)方(fang)便(bian)描(miao)述(shu)以(yi)及(ji)容(rong)易(yi)比(bi)較(jiao)不(bu)同(tong)係(xi)統(tong)的(de)差(cha)異(yi)，把(ba)這(zhe)些(xie)具(ju)有(you)定(ding)長(chang)切(qie)割(ge)的(de)係(xi)統(tong)統(tong)稱(cheng)為(wei)定(ding)長(chang)裁(cai)切(qie)係(xi)統(tong)。
從裁切工藝的設計方式來定義，定長裁切係統可分為三大類:
（1）走停送料
、靜態裁切
；
（2）連續送料、往複式同步動態裁切；
（3）連續送料、旋轉式同步動態裁切
；
表1說shuo明ming了le三san類lei定ding長chang裁cai切qie係xi統tong的de不bu同tong特te點dian。走zou停ting送song料liao型xing的de係xi統tong刀dao座zuo是shi固gu定ding不bu動dong的de，因yin此ci待dai切qie材cai料liao在zai裁cai切qie加jia工gong的de那na一yi瞬shun間jian
，材cai料liao必bi須xu完wan全quan停ting止zhi
，故gu稱cheng為wei靜jing態tai裁cai切qie。而er連lian續xu送song料liao型xing不bu論lun是shi往wang複fu式shi或huo旋xuan轉zhuan式shi，在zai裁cai切qie加jia工gong的de瞬shun間jian刀dao具ju與yu材cai料liao是shi同tong步bu運yun行xing的de

，因yin此ci稱cheng為wei動dong態tai裁cai切qie，一yi般ban也ye稱cheng為wei飛fei剪jian。

2.1 走停送料

、靜態裁切係統
走停送料、靜態裁切係統是最普遍的裁切方式之一，因為相較於其它裁切係統而言，其機械結構和控製結構最簡單。如圖2suoshi
，madayunzhuanshi，cailiaokaosongliaolunsongliao，dangsongliaochangdudaodayushezhishi，madatingzhisongliao。dengcailiaotingzhiyundongzhihou，caidaodongzuojiangcailiaofenqiechengchangduxiangtongdechengpin。
 

走停式定長送料係統的所具有的缺陷：
a) 無法裁切連續進料的成品
需要連續裁切時(如圖2所示)，在送料夾輪的前段，一定存在著LOOP緩衝區，一方麵增加機器的體積

；另一方麵，也無法處理由前段生產線連續產出的硬質材料，例如硬管軟管異形材的押出機生產線、斜紋紙管生產線、無縫鋼管生產線等等，管材是連續不間斷地生產出來的
，根本無法采用停止後靜態裁切的方式。
b) 容易損傷材料
如塑料袋材料很薄時，快速送料將導致材料拉伸變形


；如鏡麵鋼板表麵很精致時，夾輪的加減速將會對成品造成刮痕。
c) 送料速率的極限
針對相同的裁切長度，當送料速率要提升一倍時，則電機需要數倍的扭矩，根據電機的特性很容易達到係統的極限。
2.2 連續送料、往複式同步動態裁切
在一條連續性生產線的末端

，成品連續不斷的生產出來的。如果生產的成品是軟性的材質(如電線
、塑料薄膜)，則采用卷繞方式將成品連續卷取收料即可。但是，如果生產的成品是硬性的材質(例如PVC硬管押出機)時
，就必須將連續送來的材料，立刻裁切成一段段固定長度的成品。這時，便需要應用“往複式同步動態裁切”的技術，或者稱之為“往複式飛剪”。因為在裁切的過程中，如果硬質材料與刀具之間有相互的位置變動
，將會對刀具造成傷害;同時也勢必影響成品的質量。
    采用如圖4所示的“往複式飛剪”機械結構，便是解決這種問題的最佳方案。本機械結構的裁切刀具並不是安置於固定點，而是安裝於可以移動的“切台”上。透過絲杆，“切台”的(de)位(wei)置(zhi)由(you)伺(si)服(fu)馬(ma)達(da)帶(dai)動(dong)。因(yin)此(ci)
，在(zai)整(zheng)個(ge)裁(cai)切(qie)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，控(kong)製(zhi)器(qi)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)控(kong)製(zhi)切(qie)台(tai)的(de)移(yi)動(dong)速(su)度(du)與(yu)位(wei)置(zhi)
，讓(rang)刀(dao)具(ju)與(yu)材(cai)料(liao)的(de)相(xiang)對(dui)位(wei)置(zhi)永(yong)遠(yuan)維(wei)持(chi)固(gu)定(ding)。運(yun)用(yong)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)才(cai)能(neng)確(que)保(bao)每(mei)一(yi)個(ge)成(cheng)品(pin)的(de)定(ding)長(chang)精(jing)度(du)及(ji)切(qie)口(kou)平(ping)整(zheng)度(du)，同(tong)時(shi)還(hai)能(neng)延(yan)長(chang)刀(dao)具(ju)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。
 

2.3  連續送料、旋轉式同步動態裁切
圖6為旋轉式同步動態裁切(飛剪)deshiyitu。zhuyishangxialiangzucaiqiedaoluntongshibeisifumadadaidong，geyijiantousuoshifangxiangxiangduixuanzhuan。daolundeshangfangdedaorenbixuzuojingmidetiaozheng
，dangshangdaolundedaorenxuanzhuanzhizhengxiafangshi，xiadaorenqiahaozhuanzhizhengshangfang。zheyangcainengzhixingzhengquedecaiqie。meicicaiqiedaolunxuanzhuanyiquan，bianzidongjiangcailiaoqieduanyici;馬達隻要在相同方向連續運轉，刀輪便能連續裁切。因此，裁切效率比“往複式”更佳。

 需要說明的一點是在旋轉式和往複式同步動態裁切係統中，需要有一個機製來協調主動軸和從動軸（即送料軸和切刀軸）之間的運動速度來實現送料和平穩切割
，即電子凸輪。而在脈衝式伺服係統中，這一電子凸輪的功能通常由PLC來實現，這不但影響了係統的響應速度
，同時也增加了係統的投資成本和維護成本。
3. iDrive智能伺服驅動器
 iDrive智能伺服驅動器是北京諾信泰自主知識產權的智能驅動產品，和基於脈衝的驅動產品相比，iDrive智能伺服驅動器具有以下特點：
(1) 更高的可靠性
iDrive集成了運動控製、電機驅動和集成PLC功能，一體化的結構不但減少了連接電纜的數量，而且有利於提高係統的可靠性，同時降低外界幹擾對係統的影響；
(2) 更大的靈活性
iDrive具有豐富的操作模式：RS232網絡模式、RS485網絡模式、脈衝模式、模擬信號模式以及獨立運行模式；iDrive可以用來驅動多種不同的電機：直流無刷(有刷)伺服電機
、交流伺服電機和直線電機；iDrive還集成了18點的輸入/輸出，可以由上位機控製輸入/輸出口的狀態。
(3) 更具節約潛能
RS485網絡操作模式下，一條RS485總線可同時連接最高可達31台iDrive驅動器
，可以簡化係統的連接並可保證在安裝和維修方麵節約大量的成本

；iDrive的獨立運行模式可以用來組建無需上位機控製器的運動控製係統
，減少係統成本
；
(4) 更快的動態響應
kongzhiqihequdongqiyitihuadejiegoubaozhenglegegekongzhihuandejiaogaodecaiyanghekongzhipinlv，jiaogaodecaiyanghekongzhipinlvbaozhenglexitongyoujiaogaodedongtaixiangying。congernengbaozhengdianjizaigaosuyundongzhuangtaixiaxitongdekongzhijingdu。
4. iDrive雙軸智能伺服驅動器在定長切割領域的應用
 iDrive是一個集成了運動控製
、伺服驅動和PLC的de雙shuang軸zhou智zhi能neng伺si服fu驅qu動dong器qi
，由you於yu內nei置zhi了le運yun動dong控kong製zhi功gong能neng，可ke以yi在zai驅qu動dong器qi內nei部bu內nei置zhi電dian子zi齒chi輪lun和he電dian子zi凸tu輪lun的de應ying用yong。在zai加jia上shang智zhi能neng伺si服fu驅qu動dong器qi的de通tong訊xun功gong能neng，可ke以yi和he上shang位wei機ji如ruHMI等進行直接連接通訊。這些特征都決定了iDrive雙軸智能伺服驅動器在定長裁切領域具有非常大的優勢。下麵就以往複式同步動態裁切和旋轉式同步動態裁切為例說明iDrive雙軸在動態裁切領域的應用。
 圖7顯示了iDrive雙軸智能伺服驅動器的接口示意圖
，雙軸模塊正好適合定長裁切領域的應用。集成的PLC功能可以連接達18點的輸入/輸出及接口。
 

圖8和圖9顯示了iDrive應用於動態定長裁切係統中，由於iDrive雙軸智能伺服驅動器並集成了運動控製和PLC的功能，所以無需PLC即可以實現定長裁切的速度控製功能，即iDrive內置了電子凸輪的功能。iDrive集成的網絡功能可以與觸摸屏或文本編輯器直接連接，進行係統參數的修改和係統運行狀況的顯示。由於iDrive雙(shuang)軸(zhou)智(zhi)能(neng)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)器(qi)內(nei)置(zhi)了(le)電(dian)子(zi)凸(tu)輪(lun)的(de)功(gong)能(neng)

，使(shi)得(de)係(xi)統(tong)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)極(ji)快(kuai)
，保(bao)障(zhang)了(le)係(xi)統(tong)的(de)動(dong)態(tai)性(xing)能(neng)，而(er)與(yu)觸(chu)摸(mo)屏(ping)的(de)直(zhi)連(lian)也(ye)增(zeng)加(jia)了(le)係(xi)統(tong)構(gou)建(jian)的(de)方(fang)便(bian)性(xing)。
iDrive可以通過I/O口來連接第二編碼器
，實現定長裁切功能，如圖10所示。
另外，在一些成本敏感的應用領域，我們甚至可以去掉觸摸屏，直接用iDrive自帶的I/O口的狀態來控製係統的運行還是停止

，具有很大的成本優勢。

5. 結束語
 利用iDrive組建動態定長裁切係統，有如下的優勢：
（1） 係統簡單、結構緊湊。
由於iDrive內建了電子凸輪和色標抓取和補償功能，而且智能驅動器可以直接和HMI連接，使得係統的組建更為簡潔和方便。
（2） 顯著價格優勢和性能優勢
由於電子凸輪功能內置於iDrive內部，使得係統的凸輪功能無需通過上位PLC來進行
，直接在驅動器級就實現了同步和跟隨的功能，係統的響應速度和控製精度都有了顯著的提升。而原先的PLC可以直接省略或選擇功能更小的PLC
，從而達到了節省投資的目的。
suizheshichangjingzhengdeyuelaiyuejilie，jixiezhizaoyedeyaliyebuxiao。weiletishengjingzhengli，dajiaweiyoubuduandiyanfagaijinchanpindexingneng，cainengjixukaituoshichang。zaiguonei，zoutingshikongzhixitongyijingkaishipubianjinxinggaizao，yunyongzidongdingchangzoutingshikongzhixitongzhubuqudailechuantongdeliangduansudushikongzhixitong。yinweifeijiankongzhixitongdekunnandujiaogao

，suoyiwangfushicaiqiejizhijinrengduoshucaiyongyouyaxitongqietai
；旋轉式裁切機也大多采用凸輪耦合切刀。因此

，其裁切追蹤的同步性、操控性及裁切精確度都有待進一步提升。
智(zhi)能(neng)型(xing)定(ding)長(chang)控(kong)製(zhi)驅(qu)動(dong)器(qi)的(de)出(chu)現(xian)，立(li)刻(ke)簡(jian)化(hua)了(le)飛(fei)剪(jian)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)難(nan)度(du)也(ye)降(jiang)低(di)了(le)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)。原(yuan)先(xian)令(ling)業(ye)者(zhe)裹(guo)足(zu)不(bu)前(qian)的(de)障(zhang)礙(ai)消(xiao)失(shi)之(zhi)後(hou)，現(xian)在(zai)大(da)家(jia)都(dou)有(you)了(le)與(yu)歐(ou)美(mei)日(ri)競(jing)爭(zheng)的(de)基(ji)礎(chu)。相(xiang)信(xin)不(bu)多(duo)久(jiu)，不(bu)論(lun)往(wang)複(fu)式(shi)或(huo)旋(xuan)轉(zhuan)式(shi)裁(cai)切(qie)機(ji)，都(dou)會(hui)在(zai)國(guo)內(nei)業(ye)者(zhe)共(gong)同(tong)努(nu)力(li)之(zhi)下(xia)，逐(zhu)漸(jian)演(yan)變(bian)成(cheng)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)電(dian)控(kong)式(shi)飛(fei)剪(jian)係(xi)統(tong)。
基於我國自主知識產權智能伺服技術的多軸伺服枕式包裝機控製係統iDrive采用總線型控製架構
，內置運動控製器，內建電子凸輪、多軸同步飛剪、多軸跟隨，高速色標實時補償
，內置PLC完成I/O功gong能neng，全quan部bu運yun動dong控kong製zhi均jun在zai伺si服fu驅qu動dong器qi級ji完wan成cheng，係xi統tong響xiang應ying快kuai
，結jie構gou簡jian單dan
，擴kuo展zhan性xing強qiang，可ke廣guang泛fan應ying用yong於yu多duo軸zhou枕zhen式shi包bao裝zhuang機ji，且qie造zao價jia低di廉lian，比bi進jin口kou產chan品pin節jie省sheng成cheng本ben超chao過guo50%
，將逐步成為枕式包裝行業控製係統的主流方案。