论切纸机的自动控制原理与系统分析毕业论文

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南京林业大学成人高等教育 专科毕业设计（论文）

题 目： 论切纸机的自动控制原理与系统分析

院（站）： 专 业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 职 称：

二〇一五 年 四 月 二十 日

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致 谢

值此我论文完成之际，衷心感谢我的导师龚木荣教授几个月来呕心沥血的培养！

导师严谨的科研思路、实事求是的治学态度、渊博的学识、敬业的精神、对科研工作敏锐的洞察能力是我永远学习的楷模。几个月来，导师不仅在学术上给予精心指导，生活上也得到了导师悉心的帮助。在此再次谨向导师龚木荣教授致以最诚挚的谢意！

衷心感谢浆纸有限公司腾以辉师傅、贺国培师傅、等在我论文完成过程中提供的许多有益的帮助！

特别感谢浆纸有限公司侯国军主任，庄严工程师！他们在论文完成过程中给予了我很大的帮助！

最后衷心感谢父母对我学业的支持与鼓励，感谢所有关心我的人和帮助过我的人。

作者： 2015年4月

摘 要

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我国切纸机的技术水平有了长足的发展进步，但与国外先进技术比还有不小的差距，一是电气系统，在技术性能、质量、可靠性、稳定性、耐用性等方面都差距明显。二是制造质量、配套件上也存在不少问题，我国整体工业水平也有很大差距。三是安全保证、操作、使用维护也如国外先进机器可靠稳定和方便。国外切纸机自动化程度高，现代化造纸机械具有大型化、连续化、复杂化、高速化、造价昂贵等特点，在运行过程一旦无故停机可能造成重大经济损失或人身机械安全环保事故。因此，对其预知性维护要求十分迫切，了解和掌握其相应的技术有利于提高装备的运行完好率。

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The Principle Of Automatic Control Of Cutter And

System Analysis

The technology level of our paper cutter had great big progress.But with foreign advanced technology than there is a big gap.Electrical system.Technical

performance.Quality.Reliability.Obvious gap in such aspects as.This paper based on Asia Symbol (Shandong) pulp machine production line of Pulp & Paper Co. Ltd. as the research object, discuss the main production technology in the production line, including mainly based process and process parameters, focus on the structure and features of the main equipment, the main fault and the monitoring principles and cases of vibration parameters; finally discusses the improvement of existing pulp machine production line equipment condition monitoring and fault diagnosis of the proposal. The main results are as follows

Key Words:Electrical system;Technicalperrormance;QualityReliability

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目 录

第一章 切纸机的类型……………………………………6

1.1 切纸机的五种类型????????????????6

1.1.1机械???????????????????6 1.1.2 液???????????????????6 1.1.3 全液??????????????????6 1 .1. 4 数字显示切纸机?????????????????????6 1. 1. 5程序控制切纸机????????????????????6

第二章切纸机的结构特点 ……………………………………7

2.1切纸机的主要运动??????????????????????7 2.2机械性切纸机的运动?????????????????????7 2.3液压切纸机的运动????????????????????7 2.4切纸机的主要结构??????????????????7 2.4.1主体架部?????????????????????7 2.4.2平部???????????????????????7 2.4.3液压箱部?????????????????????7 2.4.4切纸机的安全装置?????????????????7 2.4.5电气控制系统??????????????????8

第三章切纸机国内外的比较…………………………9 第四章切纸机的工作原理……………………………………………12

4.1 概括????????????????????????12 4.1.1单刀辊式切纸机的结构????????????????????????12 4.1.1.2切纸部分????????????????????????12 4.1.1.3纵切装置 ????????????????????????12 4.1.1.4送纸装置????????????????????????12 4.1.1.5横切装置????????????????????????13

4.1.1.6传动及切长调整??????????????????????14 4.1.1.7纸边输送及吸尘装置????????????????????14 4.1.1.8输纸部分?????????????????????????15 4.1.1.9高速带及压纸带???????????????????????15 4.1.1.10低速带????????????????????????15 4.2.1.恒张力退纸部分????????????????????????15 4.2.2切纸部分????????????????????????16 4.2.2.1纵切装置????????????????????????16

4.2.2.2纸幅转向装置(分选门)????????????????????16 4.2.2.4接纸部分????????????????????????16 4.3性能特点??????????????????????????17

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第五章切纸机的自动化………………………………………………18

5.1切纸机的保养应包括以下几个方面????????????????????20

第六章一种简单易行的切纸机纸卷张力控制系………………22

6.1纸卷张力控制的几种形式????????????????????23

6.1.1手动调节系统??????????????????????23 6.1.2单点张力控制系统????????????????????23

第七章双刀切纸机控制系统原理……………………24

7.1 变频器的应用????????????????????????24 7.2变频器主要组成部分????????????????????????25 7.3可编程序控制器的应用 ????????????????????25 7.4人机界面技术的应用 ????????????????????????25 7.5减速机的应用 ??????????????????????????26 7.6 接近开关的问题???????????????????????????? 27 7.7现场调试???????????????????????????? 28 7.7.1 增益参数的调节????????????????????????? 28 7.7.2 减速机的问题??????????????????????????29 7.7.3制动电阻的问题 ??????????????????????????29 7.7.4 出现的问题 ????????????????????????????29 7.7.5 解决方法?????????????????????????????29 致谢……………………………………………………………31

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1切纸机的类型

1.1如下五种类型：

切纸机类型有机械式、液压式、数显式、程控式，规格有400、420、460、650、

760、920、1150、1300、1370、1550、1650、1860、2000、2200等。

1. 1.1机械切纸机推纸器、压纸器、刀床等主要部件均为机械传动的切纸机。

推纸器、压纸器、刀床等主要部件均为机械传动的切纸机。

1.1.2液压切纸机

压纸器为液压按照人体工程仿生学原理进行模块化设计，追求高性能、高精度、高效率、高质量和高安全性，实现人性化、智能化、联动化是当今世界研发新品的最高境界，国外先进厂商Polar公司已实现了这一目标，而我国现在正处在实现计算机程序控制切纸机阶段。

1.1.3全液压切纸机

刀床、压纸器为液压传动的切纸机。

1.1.4数字显示切纸机

推纸器位置尺寸通过位置传感器和读数仪以数字方式显示的切纸机同时显示刀前刀后尺寸的称为双数显切纸机。

1.1.5程序控制切纸机

按输入程序循环工作的切纸机。现在由各厂家自己研发设计的切纸机，技术性能有差异，各自型号编制没有完全符合印机行业的产品命名标准，比较乱，不易理解和记忆，这是行业应该研究解决的问题。我认为切纸机分类应以结构和控制方式为准。如按结构分为机械型和液压型，按控制方式分为数显型和程控型。这样，机械数显切纸机可命名为 QZX 型、液压数显可命名为 Q Z Y X 型、机械程控型命名为QZK 型、液压程控型名为 QZYK型，这样切纸机型号就易于规范和统一了，也容易让客户理解和明了，便于比较.

2切纸机的结构特点

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2.1切纸机的主要运动

切纸机的主要运动有三个，一是裁切刀的上下剪切复合运动，二是压纸器的上下往复运动，三是推纸器的前后往复运动。切纸机各型号的结构基本大同小异。

2.2机械型切纸机的运动

机械型切纸机是由吊杆拉着刀床，由电机、皮带轮、涨圈、抱闸及各齿轮、轴、曲轴、套管、拉杆等带动刀床实现上下剪切运动，由齿轮、凸轮及滚子、拉杆、弹簧、三角架等传动压纸器的上下往复运动，推纸器则由平台电机皮带轮带动丝杠、丝母使推纸器在平台上前 后往复运动

2.3液压切纸机的运动

液压切纸机的刀床开有滑槽与安装在机架上的滑块相配合，由电机带动皮带轮经离合器涡轮副、曲柄及联杆等机构带动刀床做上下剪切复合运动，压纸器则由油泵经组合液压阀系统、油缸系统、滚子、三角架及拉杆、复位弹簧带动压纸器上下往复运动，推纸器由电机（伺服电机、高速电机或普通电机）、三角带、同步带及轮传动丝杠丝母使推纸器在平台上做前后运动，丝杠有滚动丝杠和T型丝杠，导轨有滚动导轨和滑动导轨之分。以上的运动可由不同的电气系统控制。

2.4切纸机的主要结构

2.4.1主体机架部

主体机架部，由机架分部、刀床分部、压纸器分部及主传动分部构成。

2.4.2平台部

平台部，平台装是安推纸器推送裁切物的母体，由推纸器分部、传动部和平

台部组成。

2.4.3液压箱部

液压箱部，是液压切纸机所独有结构，由油泵、组合液压阀系统、油缸系统、油路及其他辅助液压件组成，用于传动压纸器运动。

2.4.4 切纸机的安全装置

切纸机的安全装置。切纸机属于4 级安全等级，是易发生人身事故的机器之一。早期切纸机只有一项安全保护装置，即双手同时操作下刀装置，因而时有切手事故发生。现代切纸机有多项安全保护，这在国家安全标准和欧洲CE 标准中都

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有明确要求，如双手连动保护

按钮，经外光电保护器，内置电子锁防滑刀装置，防重刀、防滑刀、刀单次循环工作防护置、过载防护、各运动器件的防护罩装置等，形成了机械、电气、光控、液压等多方面的防护，从而确保不发生伤害人体的事故。

2.4.5电气控制系统

电气控制系统。切纸机各机构都用不同的电气控制系统来完成不同的技术功能，而切纸机技术水平高低在很大程度取决于电气控制系统的技术水平。目前控制系统已发展到应用计算机控制的先进水平，其发展方向是数字化、智能化、人性化、联动化、网络化，并能够接 JDF（活件定义格式）工作流程，以提高生产效率，减轻工人劳动强度和提高产品质量。

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3切纸机国内外的比较

国内切纸机与国外先进切纸机技术水平的差距我国切纸机的技术水平有了长足的发展进步，但与国外先进技术比还有不小的差距，一是电气系统，在技术性能、质量、可靠性、稳定性、耐用性等方面都差距明显。二是制造质量、配套件上也存在不少问题，我国整体工业水平也有很大差距。三是安全保证、操作、使用维护也不如国外先进机器可靠稳定和方便。

数字印刷的管理要以“5S”现场管理方法为核心，推行精细化生产管理模式，建立网络化、信息化、数据化的管理体系，提高全体员工的综合素质。国内还有德阳利通、浙江华岳、国望、国威、戴氏等企业也都生产计算机程控切纸机和升降机、闯纸机、气垫工作台等辅助设备，都达到了先进技术水平，就单机来看，国内切纸机与国际知名品牌切纸机的技术水平接近，但在精度、可靠性、稳定性和成套性上还有差距，尤其在切

机裁切线自动化、智能化、人性化、联动化、网络化上差得更多，至少落后国际先进技术水平10～15年，相当于20世纪90年代末的世界先进水平。

国内切纸机技术发展的思路我们看到国内切纸机技术水平日益提高的同时，也应看到与国际先进技术水平的差距，我们要根据我国的实际国情，确定符合实际的发展思路。一是我国还是发展中国家，我们印机行业在国内还是小行业，年产值才160亿元，技术基础薄弱，我们切纸机制造企业的厂房、生产环境、设备、生产工艺、员工素质都适应不了发展要求，特别是技术研发力量严重不足。国内零配件加工质量和配套水平低也制约着切纸机的快速发展，很难一下子就达到Polar切纸机的水平。这就需要国家、行业协会领导在政策、人才、资金等方面给予倾斜和支持。

二是要看到国内外切纸机市场是有一定发展潜力的，国内印刷包装行业和国际先进水平相比落后很多，有很大发展空间，这将带动切纸机行业的发展。机遇与压力同在，我们需要不断在切纸机技术、质量上下功夫，切实提高加工、装配、配套元件的技术质量水平，使我国中小企业众多，国外需求也不少，所以我觉得在目前我们也没有必要刻意地淘汰低档，经济型机械式切纸机。我们的切纸机成为安全、高精度、高质量的产品。

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三是国内外经济发展的不平衡不是短期能消除的，不同地域有着不同需求，高、中、低档切纸机可满足不同用户的需求。我国中小企业众多，国外需求也不少，所以我觉得在目前我们也没有必要刻意地淘汰低档。经济型机械式切纸机在近期内仍然会保持生产和销售市场的一定占有率。

四是紧盯切纸机技术发展前沿，有条件的切纸机制造商应不断创新，向高效率、高性能、高精度、高质量、高安全性和人性化、智能化、联动化的国际切纸机先进水平冲击。综合利用现代科技创新成果，掌握自主知识产权和核心

技术，研发切纸机裁切生产线系统，以推动整个行业的技术进步。

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4切纸机的工作原理

4.1概括

切纸机按其工作原理可分为闸刀式和回转式(刀辊式)2类。闸刀式切纸机用于将大尺寸平张纸切成较小的尺寸纸页,回转式切纸机用于将卷筒纸切成平张纸。由于回转式切纸机的送纸和切纸装置仅作连续运动,其结构较简单、生产能力高,且能同时裁切3种不同的长宽规格,因此回转式切纸机得到了广泛的应用。

回转式切纸机按横切机构的不同又分为单刀辊式切纸机和双刀辊式切纸机。单刀辊式切纸机的横切装置有1把转动辊刀和1个固定底刀来剪切纸幅,双刀辊式切纸机的横切装置则有2把同步旋转的辊刀剪切纸幅。本文着重介绍高速单刀辊式切纸机的结构及特点辊式)2类。

4.1.1单刀辊式切纸机的结构

新型单刀切纸机的典型圈路见图1,一般由4部分 组成:

(1)由退纸架和张力检测装置等组成的恒张力退 纸部分;

(2)由导辊、纵切、送纸、横切、传动等组成的切纸 部分;

(3)由高速带、低速带、压纸带及其附件等组成使 纸张形成搭接状态的输纸部分;

(4)由拍纸装置、液压控制的升降台等组成的接纸 部分。

4.1.1.1恒张力退纸部分

恒张力退纸部分由退纸架和张力检测装置等组成。

退纸架为框架式结构,卷筒纸支承在退纸座上,操作侧可沿横向及纵向移动,传动侧仅可沿纵向移动,以调节纸幅状态。传动侧还设有气动制动器,与退纸后的张力检测装置及张力控制器组成一套完整的张力控制系统,对纸幅张力进行有效控制,使其保持在0.5～1N/cm范围内。

每台切纸机一般设有4～6对退纸架,当退纸纸卷直径达到1 500～2 000 m时,退纸架就要1层放置或分2层,呈L型或棋盘型排列。

4.1.1.2切纸部分

切纸部分主要由导辊、纵切、送纸、横切、传动等组成。

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4.1.1.3纵切装置

纵切装置通常采用剪切式结构,它主要由3～8对直径为180～200 mm的上下圆刀组成。装有可拆卸碗形圆刀的下刀轴借送纸辊的下辊,通过同步齿形带来 带动旋转;装在杆臂上的碟形上圆刀由下圆刀带动旋转,上圆刀采用气动加压和抬刀,上下刀之间的作用力靠气压大小来调节,且可通过齿轮-齿条付沿横向移动,以适应不同切宽的要求;下圆刀的周速一般比纸幅速度快10%～15%以取得光滑整齐的切口。考虑到每4～6个月要磨刀1次,下刀轴操作侧设有快速连接机构,以便下刀的拆换和安装。装设纵切刀的对数取决于纸幅的宽度,纵切刀付的安装位置则要按照切纸的宽度规格确定。的“夹紧”下,使纸张降速并顺利完成搭接,低速带的线速度一般控制在比高速带线速度慢20%～40%的范围内,搭接尺寸要按纸张最易堆垛的要求来选择,大多数都采取相当于40%～60%切纸长度的搭接尺寸,即相当于2至3层搭叠。在低速带主动轴之后还设有托架和通过多楔带传动的抛送辊,并在其上装有压轮犁式导板,使纸张能顺利地落到接纸台上,完成堆垛。

4.1.1.4送纸装置

送纸时用送纸辊带动纸幅,克服纸卷制动器的摩擦力,牵引纸幅通过引纸辊、纵切装置后,送入横切装置。送纸辊装置由送纸下辊、包胶上辊和加压机构组成。根据切纸机的宽度下辊直径为á300～á500 mm,上辊直径为á150～á400 mm。采大直径送纸下辊会减小辊筒的挠度和由此引起的纸幅皱褶及切长误差。送纸下辊采用无缝钢管配上两端闷头和钢轴制成。上辊表面包覆橡胶,橡胶硬度为93A°。上辊相对下辊沿纸幅前进方向偏移15°～20°。为加大上辊与纸幅之间的摩擦系数,并使上下辊之间的线压分布均匀,上辊辊面车有左右螺纹型沟槽(对于无碳复写纸用切纸机则为光辊),具有适当的中高。辊间线压控制在30～50 N/cm范围内,采用气动加压,且每侧能单独调节压力。

4.1.1.5横切装置

横切装置由装在横梁上的固定底刀及装在刀辊上的转刀组成。转刀在刀辊上的安装方式有径向装刀和切向装刀2种。径向装刀结构的转刀装在刀辊的半径方向上,而切向装刀的结构则在大致与刀辊外圆成切线的方向上装设转刀。底刀和转刀刀片用间距75～100 mm的螺钉分别固定在底刀梁和刀辊上。底刀和转

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刀随着刀片的磨损可进行位置调节,以满足最佳切纸状态。底刀与转刀间的间隙应小于切纸厚度以保证切口光洁平滑,它可用间距75～100 mm的顶压螺钉来调节。在切向装刀结构中,转刀通过沿刀辊切向方向的移动来改变刀隙的,其刀隙变动值比转刀的移动量小1～2倍,同时还可沿径向调节刀片,比刀隙变动值和转刀移动量相等的径向装刀结构更容易进行刀隙的精确调节;且切向装刀时,切纸的切削力在刀片平面的方向上,在刀片中产生压应力;而径向装刀时,切削力与刀片的方向垂直,在刀片中产生弯曲应力,易造成刀片的变形和损坏。横切刀片由厚14～20 mm、宽70～120 mm、长度比纸幅宽度长100～150 mm的钢板制成,目前均采用复合结构,刀体为普通碳素钢,而刀刃用耐磨性好且高硬度(58～62HRC)的优质工具钢制造。这种刀片的优点是刀刃耐磨而刀体韧性好,能承受冲击负荷。横切刀辊的轴承座一般固定在底刀座上,其操作侧用螺杆传动实现往复移动,以便在切纸长度变化时,改变横切装置的偏移值,(切纸长度大时增大偏移值,切纸长度小时,减小偏移值)。实现切纸方正度的调节。为方便控制,在操作侧还设有方正度调节指示器,显示偏移值。

4.1.1.6传动及切长调整

大多数低速切纸机采用单个电机通过齿轮或链条、变速机构进行传动,而在新型切纸机上则采用主电机通过无级变速器和同步齿形带传动导辊、纵切、送纸和横切装置,由另一电机来传动低速带和接纸辊。切纸机的传动要求如下:(1)纵切下刀的线速比纸幅速度快5%～15%;(2)高速带的线速比送纸下辊的线速快10%～30%;(3)横切刀辊的线速可在1∶4.5或1∶6的范围内单独调节,以保证得到规定的切长;(4)低速带的线速应按可实现搭接的要求作相应的调节。切纸长度的偏差是与下送纸辊的线速度和横切刀辊线速之间的协调程度有关,通常切纸机的总车速用改变电动机转速来调整,横切装置中刀辊的转速由调速部件来调整。

4.1.1.7纸边输送及吸尘装置

纸幅经纵切后会切下2条纸边,并在纵切和横切的切口处产生纸毛,为此,切纸部分还设置了纸边粉碎吹送风机和吸尘风机。

4.1.1.8输纸部分

车速高于80 m/min的切纸机输纸部分一般由伸到横切底刀座下的高速带、

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低速带、压纸带、可移动的减慢轮、后送纸轴及其它辅件组成。

4.1.1.9高速带及压纸带

高速带及压纸带由适当数量的防静电平皮带组成,高速带宽度为80～300 mm,纸带宽度为18 mm;在其各自回路中均套有鼓形主动辊、从动辊和张紧装置等。在压纸带靠近横切装置一端的主动轴可通过调节两端轴承偏心套的偏心量,来控制压纸带与高速带之间的压紧程度。在高速带的从动轴上方装有压轮装置和犁式导板,使纸张能顺利地送到低速带上。高速带的线速度一般比送纸下辊速度快20%左右;底刀与高速带和压纸带入口的距离应小于最小切纸长度,这样就能保证纸张在高速带和压纸带夹紧状态下被剪切断,使切口更光洁、尺寸更准确。高速带和压纸带由送纸辊借助同步齿形带进行传动,有些情况下也有采用无级变速器对带速进行适当调整的,其目的是为了改变纸张与纸张之间的间隔长度,以保证纸张顺利进入低速带。

4.1.1.10低速带

为了降低纸张在接纸台前的速度,使纸张顺利地堆垛,在高速带后设有低速带,在低速带上设有可移动的减慢轮,使从高速带来的纸张被“撞停”,并在压纸带

4.2.1.恒张力退纸部分

恒张力退纸部分由退纸架和张力检测装置等组成。退纸架为框架式结构,卷筒纸支承在退纸座上,操作侧可沿横向及纵向移动,传动侧仅可沿纵向移动,以调节纸幅状态。传动侧还设有气动制动器,与退纸后的张力检测装置及张力控制器组成一套完整的张力控制系统,对纸幅张力进行有效控制,使其保持在0.5～1N/cm范围内。每台切纸机一般设有4～6对退纸架,当退纸纸卷直径达到1 500～2 000 mm时,退纸架就要1层放置或分2层,呈L型或棋盘型排列。

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4.2.2切纸部分

切纸部分主要由导辊、纵切、送纸、横切、传动等组成。

4.2.2.1纵切装置

纵切装置通常采用剪切式结构,它主要由3～8对直径为180～200 mm的上下圆刀组成。装有可拆卸碗形圆刀的下刀轴借送纸辊的下辊,通过同步齿形带来带动旋转;装在杆臂上的碟形上圆刀由下圆刀带动旋转,上圆刀采用气动加压和抬刀,上下刀之间的作用力靠气压大小来调节,且可通过齿轮-齿条付沿横向移动,以适应不同切宽的要求;下圆刀的周速一般比纸幅速度快10%～15%以取得光滑整齐的切口。考虑到每4～6个月要磨刀1次,下刀轴操作侧设有快速连接机构,以便下刀的拆换和安装。装设纵切刀的对数取决于纸幅的宽度,纵切刀付的安装位置则要按照切纸的宽度规格确定。的“夹紧”下,使纸张降速并顺利完成搭接,低速带的线速度一般控制在比高速带线速度慢20%～40%的范围内,搭接尺寸要按纸张最易堆垛的要求来选择,大多数都采取相当于40%～60%切纸长度的搭接尺寸,即相当于2至3层搭叠。低速带主动轴之后还设有托架和通过多楔带传动的抛送辊,并在其上装有压轮犁式导板,使纸张能顺利地落到接纸台上,完成堆垛。

4.2.2.2纸幅转向装置(分选门)

对于带双接纸台的高速切纸机,或是机内(在线)切纸机,在2组输送速带之间还设置一套纸幅转向装置(分选门),用于在连续工作中非正常状态时纸幅的 转换。该结构也可用来检测纸病后的分选。

4.2.2.4接纸部分

为了方便堆垛,接纸前设有抛纸辊。抛纸辊的速度比低速带快30%,它由低速带通过同步齿形带传动。堆垛的纸张受阻于直立的挡纸装置,其位置要根据切长 来设置。为了保证纸张堆垛整齐,接纸台还设有横向拍纸和侧向拍纸装置。升台则根据堆垛情况自动或人工控制其升降。横向拍纸装置主要由型钢支架、偏心连杆机构及拍纸板等组成。拍纸动作是由一台分马力电动机通过多楔带带动偏心轴和连杆,使拍纸板绕着支点摆动,以拍打纸边使之整齐,通常拍纸板振幅为12～15 mm。侧向拍纸装置是利用高频低幅气动振荡器使两侧拍纸板振动而拍打

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纸边使之整齐,两侧拍纸板可沿支承轴移动,以适应不同规格纸张的需要。挡纸板可根据切纸长度借助齿轮副置于所需的位置,其切长尺寸在操作侧侧板标尺上有刻度表示,调整完毕可用手柄螺杆锁紧。固定式液压升降台是通过液压站驱动油缸带动四连杆机构垂直升降,上升的最大高度和下降的最低位置可根据需要调整,在生产过程中由限位开关控制。

4.3性能特点

(1)整机的纵切刀、送纸辊、横切刀、高速带、低速带、后抛纸辊的传动均采用同步齿形带,配以全数字交流控制系统,从而保证了在高车速下整机的运行平稳、

传动精确、噪音低。

(2)横切刀采用特殊的螺旋剪刀口设计,在附加压纸装置的作用下,使纸幅在拉紧状态下切断,既保证切纸质量和切纸精度,又使切边平整光滑、外形方正。

(3)横切部分设有切长和方正度调节机构,并设有触摸屏显示系统,因此生产时切长调整简捷方便,降低了辅助时间,提高了台时利用率。

(4)在输送部分由于配有高、低速带和压纸带及辅件,使从高速带出来的纸张在低速带上形成搭接状态,并使纸张移动速度大大降低,从而保证切纸机在高速状态下顺利堆垛。

(5)对于机内切纸机,一旦输纸和接纸部分有异常情况,便可以借助输纸部分的纸幅转向系统使纸幅转向,待异常消除后,再恢复正常输纸和接纸,避免整机停机。

小结：

总之,上述结构的采用使高速切纸机具有操作维护方便、切纸精度高、传动平稳噪音低、自动化程度高、外形美观等特点,目前已在书写纸、铜版纸、无碳复写纸、钞票纸、白板纸、浆板纸等纸种中得到应用,最高车速达170 m/min,切纸总定量600 g/m2,切长误差≤1 mm。

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5切纸机的自动化

切纸机在大多数印场Jlr中没得到足够重视。实际上,经过装订工序的几乎每一张纸都要同切纸机接触,如果切纸机出了故障,装订工作就得停下来。但是切纸机的作用远远不只是加速印后工作流程,切纸精度也决定着印刷厂是盈利还是亏损。切纸这道工序非常重要,因为印刷厂在待切的活件中已经投入了全部精力和财力,包括:纸、油墨、印前制版、印刷、日常开支和劳动力费用等等。因此,切纸时的任何一个错误的代价都是非常非常昂贵的。为了跟上日益提高的印刷机速度、越来越短的周期和迅速改变着的劳动力状况,切纸机制造厂一直在努力更新他们的设备。但许多印刷厂却仍然选择改造老机器实现自动化的办法,这样比买新机器省钱。可如果一台切纸机一天要工作今个小时以上,那就应该考

公司专门生产一种叫“微切”(侧宝双泊吐) GmPh瓦M改I也犯yf&匀哎田诚GMS)

括:“微切加”Ml以又ut+,它可使任何尺寸的切纸机的挡纸规的动作自动化, 还具有联网的功能.“刁微切”M如心川t犷,它可使37英寸和更小的切纸机自动化;“微切跟踪”M允功ti习ck,它是一种数字显示和切纸机程序设计指导,“微切事实”Microafest,它是一种实时数据收集系统,和“微切网”Mieronet,它可使一台或多台切纸机联网以进行数据交换或从一个远程个人计算机进行编程。安装“微切”自动化装置时,切纸勿U京来用的驱动装置要换成GMS公司专用的直流伺服系统。在切纸机的丝杠上装一个编码器,把丝杠的转数传给一台计算机.它同时还可补偿丝杠的磨损。据说整个安装过程只是钻13个孔和把一些部件拼装在一起,时间大约只要一天。“微切”系列的零售价为又田一7呱璞元。这种“微切”装置如果装在手动的切纸机上,能使生产率提高50%。若装在较早一代的自动化切纸机上,控制系统会使其生产率提高一些.不过,其最大好处是机械的可靠性提高了。美国新泽西州的C01ter& Petesron公司的业务的很大一部分是使旧机器翻新,该公司可更新旧切纸机的控制、计算机和安全系统。事实上,机械的尺寸越大,购买翻新机械越省钱,一台宽100英寸的切纸机能省50%。美国加里寸越大,购买翻新机械越省钱,一台宽100英寸的切纸机能省50%。美国加里福尼亚州安大略市的一家切纸机制造厂氏xetr一助wson制造公司看到了人们

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对大尺寸切纸机的越来越浓的兴趣,特意推出了一种宽110英寸的切纸机。 许多年来切纸机的基本设计没有改变太多。原因是,尽管机械的自动化程度已经有了很大进步,而且已同CIP3印刷全过程一体化相适应,但是切纸刀上下的速度只能这么快。因此,生产率的提高就取决于怎样把纸料尽可能快地推到切纸刀下面。与切纸机相配的工作流程系统(workflow勿嗽erns)女瀚纸机、纸堆升 降机、称纸磅和把纸料推入切纸机并把它推到垫搁板上的卸载机,已经存在好些年了。添加这些装置后能提高约200%生产率并节约成本。有一家商业印届犷一年前买了一台52英寸的波拉切纸机和全套工作流程系统,包括堆纸机、称纸磅、撞纸机和纸堆升降机。过去在老的切纸机上真正切纸的时间只占20%,其余时间都化在撞纸、把纸搬下来、移进去这些手工作业上了。现在切纸的时间上升到60%,原来一般要化3邢寸间的切纸活,现在8个小时就行了。由干切纸能力的提高,需要增加一个操作工装纸才跟得上机器切纸。不过,所需的体力则大大降低了,以前切纸是很累的活,身子一直要转过来、转过去并把纸搬起来。现在有了这套辅助装置后所做的只是移动纸和装纸,1健U12个刁时干下来就象才干了8个刁闹寸。大尺寸的切纸机配套这些辅助装置已较普遍,小尺寸的切纸机现在也开始增加这类辅助装置了。美国密执安州的Cl诚甘哪Mach的eryCo.公司生产了一种Poweritf纸堆升降机,能将在28x43英寸堆纸台上的15《X)磅重的纸升高36.5英寸。美国俄亥俄州的Ba切孔OflderCO印.公司近来也推出了一套纸张处理和工作流程辅助装置,包括BZ撞纸机,LZ纸堆升降机和AZ侧边气垫台伯士airatbel)。美国佛罗里达州经销SEM系列小尺寸切纸机的PollyUSA公司在他们的30英寸和60英寸切纸机上作为标准件提供了侧边气垫台。美国科罗拉多州的Ada盆Anelriac,阮.公司在他们的MS’l巧(45.乃英寸),MS92(36英寸),MS80(30.5英寸)和Ms62(24.5英寸)切纸机上也作为标准件提供侧边气垫台。美国伊里诺斯准件提供侧边气垫台。美国伊里诺斯准件提供侧边气垫台。美国伊里诺斯晓耳男k公司生产的VICto斗切纸机准件中也有镀铬的气垫台。

纸张处理不仅仅限于成品纸料清除光废料的系统,如波拉公司的Autotrim自动清废系统就能立即把废料清除掉。据报道这能提高生产30%。这种系统也能减轻操作工的疲劳。光边裁切时,机台把废边收回并把它丢进一个电子真空吸气(e一va)c系统,这个系统把废边送到外面的大垃圾桶中。这样,维护工人的工作就减轻了,他们不必来回奔跑倾倒垃圾桶了。还有一些切纸机制造厂在cIP4作

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业定义语言标准中看到了商机,事实上把已把这种兼容性综合进了他们现有的产品中。在2X(刃年德鲁巴上,海德堡公司推出了波拉计算切纸工序是CIP4的贾要组成部分田机切纸软件(PolarCompueutosftwaer),它支持外部一代的裁切程 序,并赢得了1999印吊傲术基金协会的国际技术奖(GATFInterTeehAwadr)。裁切程序可通过个人计算机的串行接口伙对扭咖放州联机传送到切纸机。该程序有一个供选的功能叫“从印前C1P3检索的数据传送\花nI浙erformP庄p民阳CPI3)使操作工能从印前检索诸如纸张尺寸这样的数据,无须再用手工去量印张。这个程序非常精确,因为叼纸牙和规矩切口是由操作工自动地补偿的,这样就使得每一个其他切口都非常精确。

5.1切纸机的保养应包括以下几个方面。

首先是学习切纸机制造厂的使用说明书。据此制订出一份保养快速检查表,供操作工参考。

润滑每个工作周开始时应用油脂和机油对切纸机进行润滑,以便润滑剂能进人机器系统。如在周末,当机器不工作的时候加油,油就会流掉或者不会很好扩散。

换刀片换刀片的频率取决于制作刀片的钢材类型、裁切材料的类别、磨刀师傅的技术等。镶嵌工具钢的刀片、由技术高的磨刀师傅磨出来的和裁切优质白纸的刀片裁切25〕)一刃图次后才需要更换。再生纸料滩田获板、塑料板不咚叛会大大缩短刀片的寿命。操作工必须经常检查切好的料,查看刀片是否发钝,或有缺口。有的厂每天都得更换刀片。切纸台面的保养所需保养的程度取决于台面的组成成分、湿度和裁切的料。

滚花的铸铁台面每月需打蜡两次。电镀的台面只需要每月清洗一次。诸如圣经纸这样的轻质纸要求台面洁净,但粗纸板就没那么敏感。有的工厂每天洗一次台面。司标准的“纠正和补偿”模块在几秒钟内得到补偿。

美国伊里诺斯州经销沃伦堡(Wohlenberg)系列切纸机和鲍曼B(au庄旧nn)工作流程系统的曼.罗兰公司也看到了客户对印刷全过程一体化CIP3越来越浓的兴趣。美国俄亥俄州有一家印刷厂购买了一台沃伦堡公司的115英寸切纸机和鲍曼公司的工作流程系统,事实证明这是有效的。原来要两台切纸机干一个班,

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现在可用一台切纸机干两个班。鲍曼公司的卸载机能提高生产率5既,而新的撞纸机能提高另一个5既。工作流程系统使切纸机的切刀一直持续不断地切纸,而这就是切纸机赚钱的窍门。CPI4能否提高编程的速度,从而提高切纸的速度?一些印刷厂认为这样并不会有多大改进。“在这里唯一改变的只是周转时间。关键的是速度,是怎样使纸快速地进去和出来。”一些切纸机制造厂也怀疑其可行怎样使纸快速地进去和出来。”一些切纸机制造厂也怀疑其可行怎样使纸快速地进去和出来。”

源管理(Di才加IA田改M七城卿泊It,缩写为DAM)这一概念则在是20他丝己90年代形成的,带有许多与无纸办公室相类似的含义。而且,这一概念刚出现时也同样被大肆炒作过,其变为现实的速度也同样不像预期的那样迅猛。那么,它是不是也会像无纸办公室那样遭遇同样的命运呢?我以为答案是否定的,DAM最终将合获得实现.这里有几方面的原因。首先是互联网已开始深入普及,带来了传播标准化,虽然现在我们仍未充分开发出它的使用价值。另一个原因,则面对无法抗拒的洪水般的数据流,不管是否有纸张文本的支持,我们都需要一种有效的方法来搜寻和获得这些数据。这样我们才能不落潮,在商界立足、底得利润。护EX么刃2将提供一个极好的机会,让我们去开始或结束这种学习的这种搜寻和获取数据的方法的过程。实现DAM有多种方法。你也许想扩展一个现有的存档系统,也许想将一个管理系统接入你的DAM系统,或者想先在较小规模上完全重起炉灶,然后在今后再进一步扩大系统。本文然后在今后再进一步扩大系统。本文然后在今后再进一步扩大系统。本文同途径及其所能承担的工作。 根据需要,一个DAM系统的建构和配置会有很多的不同。我对DAM系和配置会有很多的不同。我对DAM系统的分析,是从其由纯粹的图像数据和配置会有很多的不同。我对DAM系库发展而来这一角度出发的。而实际上图像数据库已经被扩展,成为多媒体数据库,或称为“作品数据库”、“数据资源管理系统”,了。根据读者所需,以及出版及图像艺术业的工作的要求,我将仔细说明三种水平类型DAM系统的类型和规模,即从较小简单型到较大复杂型。

第一种水平类型可被称为“常规的”图像数据库。这种图像数据库应当能够支持众多的图像文件格式,包括提供标明这些图像格式及编入素引的有效法。对于图像数据来说,业内流行的是气PTC”的整套标准(InternationalPressand1习田刃u刀ur山戒政`C以加心1,国际出版与电讯委员会)。这些标准是不能忽

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视的。R加协如叩的A由忱系统就应用了PITC”的子标准,用以包括有关某个图像的所有附加信息,如图像的说明文字、关键词、归类范畴、作者冠名、原作信息、版权等等(可在即旅由顿菜时,原先在印前阶段时编好程序的切纸参数就可能不精确了。其他一些切纸机制造厂,虽然他们的设备已经有基础能接受C1P4数据,但他们仍还在等开发出一种共同的语言后,才肯把这种能力综合进他们的产品中去。除非有了行业共用的标准,否则产品没有出路。。

Coletr&R触卿面和Ch吐eIl退eMachnieyr这两家公司的切纸机上都有一个软盘端口,这个端口使得切纸机的编程能在远程计算机上完成,然后通过一个软盘传送到切纸机。但是,由于套印问题引起的各种变量,印好的纸张的膨胀、或收缩仍然需要一双有经验的眼睛来对尺寸做出最终的判断。切纸机的经久耐用很可能使印刷厂老板想利用老设备对付着用,特别是当他们在印前设备和印刷机上已化了不少钱的时候。但这种构想忽视了装订车间对整个印刷厂底利可能做出的贡献。一些印刷厂并不把装订车间看作是底利的中心,而是看作为花钱的地方。如果想在装订车间省钱,想凑合使着用某些设备,也千万不要选切纸机。切纸机一旦坏起来造成的损失比任何其他设备都要大。

6一种简单易行的切纸机纸卷张力控制系统

摘要：对造纸厂切纸机退卷张力调节常用的几种方法的特点进行了分析，

从切纸机对退卷的实际要求出发，提出了一种既简单又实用的全方位点到点张力控制系统方案。利用 PLC 对纸卷直径的测量计算，通过跟踪纸卷直径的变化达到退卷时纸幅张力的恒定控制。本文从阐述原理出发，对系统的组成和关键部分进行了详细的论述和分析，介绍了硬件配置和软件编程的要点。实践证明，该系统完全满足一般切纸机放卷对张力的要求。

造纸厂利用切纸机将卷筒纸分切成平张纸，为了保证机器输纸的平稳流畅和分切纸张的精度，对退卷的张力（ 即纸的拉力）控制至关重要。在切纸机运行时，理想的纸幅张力是按设定的数值，在纸卷直径从大到小的变化过程中，纸幅张力始终保持不变。但在实际应用中，我们注意到切纸机切纸对纸幅的张力要求并不是很苛刻，最基本的要求就是走纸流畅、纸幅运行平整。在保证纸

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幅运行流畅平整的前提下，尽量采用小张力，这样可以降低纸幅的牵引力，减少纸张的拉伸，以保证裁切精度，这是我们张力设定取值的原则。本文所讨论的张力是专指单个纸卷的纸幅张力，在大多数工厂应用中，切纸机可同时分切的纸卷数量一般为 6 个，也有 4个、5 个、甚至 8 个。

6.1 纸卷张力控制的几种形式

切纸机纸幅张力控制系统伴随着切纸机主机的发展也经历了从简单到复杂，从手动调节到自动控制的过程。一些国外进口的高端切纸机一般都配备了较完善的张力控制系统，但整个机器价格昂贵，仅用于一些有实力的大企业，而国内众多中小造纸厂普遍使用的切纸机还是国产（ 包括台湾地区）和东南亚地区的产品。目前国内切纸机退纸张力控制的执行部分大多采用气动装置（刹车），装置有自制也有使用国外品牌，如美国的蒙特福（MOVTALVO）、意大利Re 公司的产品。气动装置的控制部分有用手动调节的，也有用相配套的专用张力控制器。

6.1.1 手动调节系统

每个卷纸辊的轴端都装一个抱刹或气动碟刹，通过调节手轮丝杆或压力阀控制退纸的张力。这种方式结构简单，可单独对每个点（辊） 张力进行控制，但需熟练的操作工根据纸卷变化不停地调整，特别是当中途停车后再启动时，需克服刹车的最大静摩擦力，从而使牵引力成倍增加，造成机器过载，甚至会拉断纸张。

6.1.2 单点张力控制系统

所有纸卷共用同一个张力检测器（两边装有压力传感器的辊），将采集的总张力与事先设定的数据比较，误差值通过张力控制器输出一个校正信号，同时对所有纸卷的制动力进行修正。制动机构可以是抱刹、碟刹甚至是电磁制动（ 电机）。这种系统因为采用闭环控制，所以精度很高，在退卷过程中总张力保持不变，随着纸卷从大到小制动力自动调整，不需人工操作。由于只有一个监测点，一个信号控制多个纸卷，所以结构简单。但也产生另一个问题，由于给各辊的控制信号相同，即制动力一样，这就要求各纸辊的直径要一样，否则会造成放纸纸幅张力不均，这限制了在一些特殊场合的应用

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7双刀切纸机控制系统原理

切纸机的电控系统的硬件组成如下图 3-1 所示，其中可编程序控制器（PLC）使用西门子 S7-200 系列 PLC，CPU 型号为 226 CN。根据上面的分析与结论，设计对 2 号切纸辊驱动进行伺服控制方式。1 号送纸辊变频器、2 号送纸辊变频器及 1 是西门子变频器，2 号切纸辊驱动器为汇川伺服驱动器，2 号切纸辊电机为汇川伺服电动机。触摸屏主要作用是用于 1 号和 2 号纸幅纸长的设定和造纸机车速的显示。PLC 通过西门子 USS 通讯协议与 1、2 号送纸辊变频器及 1 号切纸辊变频器进行通讯，并且通过Modbus 通讯协议与 2 号切纸辊驱动器进行通讯。

触摸屏比传统的控制器件相比更方便、快捷、表现力更强，并可和 PLC 进行通讯，分担 PLC 的程序负担，简化了 PLC 的控制程序。触摸屏对操作人员更加友好，减轻工作人员的工作压力，是功能强大并且友好的人机界面。此外，新一代工业人机界面增加了更加智能的功能，比如简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等。

本控制系统选用触摸屏为海泰克（HITECH）PWS6600S-S 系列触摸屏，其主要作用是可以设置切长、显示纸机车速、显示主车速（1 号送纸辊车速）、设置送纸辊和切纸辊的直径的参数。触摸屏在这里有不可取代的地位，由于其操作方便的特性，操作人员可以随时在屏上更改纸幅的长度，通过触摸屏上显示的纸机车速和 1 号送纸辊的车速可以对 1 号送纸辊变频器进行手动加、减速控制，从而控制 1 号送纸辊的速对 1 号送纸辊变频器进行手动加、减速控制，从而控制 1 号送纸辊的速对 1 号送纸辊变频器进行手动加、减速控制，从而控制 1 号送纸辊的速力进行控制，拉紧纸幅。

7.1 变频器的应用

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是通过使用电力电子技术、自动控制技术、微电子技术等，经过将电源进行整流、滤波及逆变，以改变电动机工作电源的频率的方式控制电动机。从结构上看，变频器分为交-直-交和交-交两种形式。交-交变频器可将工频交流电源直接变换成频率、电压均可控制的交流电，又称直接式变频器。交-直-交变频器则是先把工频交流电通过整流器变换成直流电，再把直流电变换成频率、电压均可控的交流电，又称间接式变

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频器。常用的通用变频器即属于交-直-交变频器。

7.2变频器主要组成部分

变频器主要组成部分有：主电路部分、控制电路部分、操作和显示部分。 1主电路部分

变频器的主电路部分为变频器给负载提供调压调频电源的电力变换部分。通用变频器的主电路由整流电路、中间直流电路及逆变电路等部分组成。

2控制电路部分

变频器的控制回路是给主电路提供控制信号的回路。通用变频器的控制电路主要由主控电路、保护电路及操作显示电路组成。

3操作面板部分

通用变频器的操作面板由显示屏和键盘组成。显示屏的作用是可以观察菜单及其说明、所设定的功能参数、查询运行参数和故障信息。键盘是供用户进行菜单选择、设定和查询功能参数、向机内主控板发出各种指令的。 国内生产变频器的品牌有：汇川、英威腾、台达、正弦、四方等；欧美变频器品牌主要包括：ABB、西门子、丹佛斯、罗克韦尔、艾默生等；其他还有富士三菱、安川、欧姆龙等日本变频器和韩国变频器等。值得一提的是，虽然国产变频器的发展起步较晚，起点较低，但是经过长时间的积累，已经在特种、专用变频器上有了一些成绩，但是到目前为止，依然还是欧美变频器为主流，产品定位高端，占据中国内地大量的份额。

7.3可编程序控制器的应用

可编程序控制器（习惯上简称 PLC）是一种以微处理器为核心的数字式电子装置，它能够存储各种指令，实现顺序控制、定时、计数、算术运算、数据处理和通讯等功能，对工业设备和过程进行控制可编程序控制器是一种以微处理器为核心的电子系统，它是在继电器控制和计算机控制的基础上发展而来的一种新型工业自动控制装置西门子 S7-200 系列 PLC 作为本控制系统的核心，处理本系统所有的控制工作。

7.4人机界面技术的应用

工业人机界面(Human Machine Interface)，简称 HMI，也就是工业触摸屏，是一种智能化操作控制显示装置。作为新一代的智能化显示和操作的设备，它

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完全可以替代一些传统电气控制系统中的常见设备，比如按钮、旋转开关、指示灯等。 触摸屏的主要功能如下：第一、数据的输入与显示，比如一些模拟量的给定，通过触摸屏给定相当方便；第二、系统的操作状态方面的实时信息显示，比如可以实时的显示一些连续变化的量：温度、压力等。如果在触摸屏上设置触摸控制元件，则可把触摸屏作为操作面板进行控制操作；第三、可以进行报警处理以及打印工作；第四、可以对设备状态进行监控，以曲线或者动画等形式描绘控制系统的运行状态。 本控制系统中的变频器选用西门子公司的 Micro Master 440 型矢量变频器。德国西门子公司的 Micro Master 440（以下简称为 MM440）系列通用变频器是用于控制三相交流电动机速度的变频器，有多种型号可供选择，恒定转矩控制方式时的额定功率范围为120W～200kW，可变转矩控制方式的额定功率最高可达 250kW。MM440 变频器由微处理器控制，采用目前主流的绝缘栅双极性晶体管 IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）作为功率输出器件，其可靠性很高并且功能很丰富，比如其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声。MM440 变频器的保护功能既全面又完善，为变频器和电动机提供了良好的保护

7.5减速机的应用

减速机是一种可以传递动力的装置，利用大小齿轮咬合之后的转速与齿数之间的比

较关系，将电机的速度减小到所需要的速度输出，并且能够得到较大的转矩。在目前控制机械和日常生活中，都广泛的运用了减速机，比如说机械工业所用的加工机具及自动化生产设备；船舶、汽车、机车等交通工具中所用到的减速机构；建筑用的重型机具；日常生活中常见的钟表等需要速度和转矩进行转换的设备。简而言之，减速机的作用为：降低转速、增加转矩。减速机的分类：减速机的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。

减速器按照传动类型可分为齿轮型减速机、蜗轮蜗杆型减速机和行星齿轮型减速机；

按照传动级数不同可分为单级和多级减速机；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机和圆锥－圆柱齿轮减速机；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速机.

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行星齿轮减速机主要传动结构为：太阳轮、行星轮、外齿圈。行星减速机因为结构的原因，单级减速最小为 3，最大一般不超过 10，常见减速比为：3、4、5、6、8、10，减速机级数一般不超过 3。相对其他减速机，行星减速机具有高刚性，高精度（单级可做到 1 分以内），高传动效率（单级在 97%～98%），高的扭矩/体积比，终身免维护等优点。因为这些优点，行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。 本控制系统设计中考虑到 2 号切纸辊的转动惯量较大，所需拖动其运行的电机具有较大的输出扭矩，而具有较大输出扭矩的伺服电机在造价上是巨大的，因此为伺服电动机配置一台减速机，所选减速机为行星齿轮型减速机。

切长到 650mm 时候，伺服驱动器会报 Er.400（过电压）的故障，不满足厂家的指定要求（600mm）。IS560AT025I 型号的驱动器要求的最小制动电阻的电阻为 44 欧姆，功率为800 瓦。后来更换一个电阻为 50 欧姆，功率为 1000 瓦的制动电阻，相同的送纸速度下，切长可以设定到 620mm 时候报 Er.400，但是驱动器运行几分钟后制动电阻已经变的红热，时而冒出火花，明显功率达不到要求。伺服驱动器正常的母线电压为 540V，由上面的章节已知伺服电机在运行过程中要拖动大惯量的切纸辊进行不断的加减速运动，伺服电机处于持续发电状态，导致母线电压会超过 540V，但最大允许为 700～800V。根据如下规则进行制动电阻的电阻和功率的选型，首先计算制动电阻的阻值：R=U/Ie～2U/Ie=700/16～700*2/16=43.75～87.5（欧姆），其中 U 为制动时候的母线电压，取 700V，Ie为伺服电机的额定电流 16A，因此确定阻值为 46 欧姆，然后计算制动电阻的功率：P＝ED%*U2/R=（0.3～0.5）*7002/46=3196.7～5326.1（瓦），其中 ED%为制动使用系数，取值为 0.3～0.5，因此确定功率为 5000 瓦。安装电阻为 46 欧姆，功率为 5000 瓦的制动电阻后制动效果良好，达到设计要求。

7.6 接近开关的问题

一开始，安装好接近开关之后，要保证接近开关检测到信号的位置就是切纸刀的切点位置，这样切刀每旋转一次都要在切点的位置校正一次切点，避免切点偏移，导致切纸误差变大。通过显示参数 H0b03 可以显示输入端子 DI 的高低电平状态，IS560 驱动器的 6 个数字量输入端子中 DI5 和 DI6 是高速

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DI，用于接接近开关采集的原点信号。在更换驱动器系统之前，系统的软件版本号是 202.20，当切纸辊正常旋转的时候，接近开关检测的信号并不能每次都会在参数 H0b03 中显示，直观感觉是驱动器“丢”信号了，即使电机在转速很低的时候（30rpm）也不能正确显示。 为了验证接近开关信号的可靠性，把接近开关接到 PLC 的输入端子上，输出端子接到驱动器上，这时候可以看到 PLC 的输入端子的指示灯和接近开关的信号检测指示灯是同时亮和灭的，但是驱动器这边还是之前那样，因此可知驱动器显示参数 H0b03 出现问题，这个问题直到更换驱动器系统软件（软件版本号为 202.40）之后才得到解决。切点修正参数 H1412=1，有切点修正功能防止在切纸辊长时间运行之后切点发生偏移，使切纸误差增大。后来把用于被接近开关检测的铁片被加工的更窄，有 10mm 左右。 此外，生产车间环境比较复杂，伺服电动机、编码器、变频器的地线没有接好，现场原先没有接地装置，在最开始运行的时候，变频器对伺服电动机的反馈编码器信号有干扰作用，使伺服驱动器报故障，影响生产。后来，做好了接地而且理顺了电机线与编码器线的走线，情况得到改善。

1送纸速度波动大。可能电机速度不稳，或者送纸测长机构造成信号不稳；

2选型不合理。例如电机速度太低，可能是传动比太小造成。或者速度太高，如超过了额定转速；

3切刀加减速太剧烈。一般在剪切长度比切刀周长短很多，或者送纸速度很高时出现；

4编码器安装不妥。例如与电机不同心、打滑等；

5剪切点信号受干扰。单次剪切周期进来两个剪切点信号。

7.7现场调试

7.7.1 增益参数的调节

首先，通过 H0d02（转动惯量辨识功能）对负载的转动惯量进行辨识工作，现场的切纸辊很重，通过辨识之后的惯量比大约为 24.5，位置环增益参数 H0802 调节到一个较小的数值，10.1Hz，当送纸车速较快的时候，可以适当减小该参数的值；当送纸车速较慢的时候，可是适当增加该参数的值。其次，通过后台软件监控伺服系统的速度波形来调节速度环增益 H0800、速度环积分时间参数 H0801 的值，原则是往波形光滑的方向调节。最终，

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H0800=648.9HzH0801=40.00ms。

7.7.2 减速机的问题

最初为伺服电机配置了一台普通齿轮减速机，当时减速机与切刀辊之间有一定的匡量，之后，切纸机断断续续的运行了将近半年的时间，到车间之后发现减速机的匡量比半年前更加严重，而且减速机的输出轴与切纸辊的连接部分也出现了松动，在驱动器上选择参数 H0d11（JOG 功能）使能，按一下启动按钮并在较短时间松开的时候甚至能清楚的看到减速机轴转动一下，而切纸辊纹丝不动的现象。在伺服使能，切纸辊找到并定位在原点的时候，切纸辊在原点处晃动很厉害，定位很困难。经过分析，原因应该是由于伺服系统的“电子凸轮”运行方式控制伺服电机在运行的时候不断的进行加减速运动，加速了减速机中齿轮的磨损，造成齿轮的回程间隙变大，齿轮之间的间隙也加速了减速机输出轴与切纸辊之间连接处的连接键的磨损，从而造成减速机与切纸辊之间的匡量。普通齿轮减速机的回程间隙等参数不能满足伺服电机的要求，因此确定需要更换行星齿轮型减速机。 更换行星齿轮型减速机之后，切纸辊的定位非常准确，在原点的位置切刀能够稳定准确的“定住”而不发生晃动。切纸辊的可控性变好了，排除了由于齿轮间隙造成的一些非线性的不确定的因素。

7.7.3制动电阻的问题

原系统所配制动电阻的电阻为 88 欧姆，功率为 2000 瓦。当送纸车速在 60m/min，6.3 需要注意的其它问题

7.7.4 出现的问题

（1）参数设置不正确，伺服电机运行不正常。由于编码器安装的线数和位置导致参数H1301 和 H1303 设置出现错误。

（2）驱动器运行信号的输入，即检测送纸速度的编码器安装位置不准确，直接影响切纸精度。

（3）机械上的问题，即送纸辊的减速机与送纸辊之间的连接轴里面的尼龙棒被磨损变细，连接轴出现松动。

7.7.5 解决方法

（1）编码器的线数要看清楚，如果编码器安装在电机轴上，那么 H1303 主

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轴周长是实际周长经过减速机的变速比的折算之后的值。

（2）制作测速轮，将测速轮直接压在从压光机出来的纸张上，这样测出来的速度就是最接近于纸张的实际速度。注意：测速轮的直径越小、编码器的线数越高，测速精度越高，切纸精度就越高。

（3）解决办法是重新加工尺寸合适的尼龙棒，避免连接轴晃动，并且每个一段时间就要更换一次尼龙棒。

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致谢

值此我论文完成之际，衷心感谢我的导师龚木容教授几个月来呕心沥血的培养！

导师严谨的科研思路、实事求是的治学态度、渊博的学识、敬业的精神、对科研工作敏锐的洞察能力是我永远学习的楷模。几个月来，导师不仅在学术上给予精心指导，生活上也得到了导师悉心的帮助。在此再次谨向导师张辉教授致以最诚挚的谢意！

衷心感谢亚太森博（山东）浆纸有限公司高旺、腾以辉师傅、师傅等在我论文完成过程中提供的许多有益的帮助！

特别感谢亚太森博（山东）浆纸有限公司侯国军主任，庄严工程师！他们在论文完成过程中给予了我很大的帮助！

作者：相恒祯

2015年4月

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