技术文章

一、项目介绍

在日常生活里我们常见食品包装纸的生产过程中，每一段长度都是一样的，我们称之为膜长。并且表面还要进行文字和图案的印刷，那么其生产过程中，就必然要求在收放卷运行过程中材料和印刷刀头有一段时间里保持相对静止，并且在每一段膜长上印刷机构停留的位置必须是相同，保证每一段文字印刷的位置都是统一的。所以间歇式操作台在收放卷时需要保证材料张力恒定，同时摆臂机构需要和材料进行追剪同步。

二、项目配置

三、方案拓扑图

  四、 控制思路          

按照功能分解为两部分：收放卷功能和摆臂同步功能。

（1）收放卷功能主要实现带料在收放卷的过程中保持张力恒定，保证了待加工物料的稳定供应，收卷和放卷分别配有一个张力摆杆通过卷径计算和摆杆PID控制收放卷的速度，使摆杆保持在目标位置从而保证带料的张力，这部分主要涉及张力的应用。

（2）摆臂同步功能主要实现带料在某一段位置中实现相对静止，在收放卷过程中摆臂会根据预设的凸轮点位与主牵引保持一定的位置关系，主要涉及凸轮追剪的应用。

五、难点解析

（1）怎样计算卷径？

卷径计算是通过线速度公式：线速度 = 转速 * π  * 直径， 反推出直径 = 线速度 /  (π * 转速)，使用该公式时需要保证系统中主牵引和收放卷的线速度保持一致，所以系统中还需要一个摆杆的反馈源对收放卷速度做一个PID调整，保证计算出的卷径误差不会太大。                     

（2）怎样保证主牵引的速度同步？

程序中建立一个虚轴然后通过MC_GearIn电子齿能块关联上左右牵引轴，速度差是通过虚轴运行的方向决定的，左放右收时牵引B速度略快与与A反之亦然，A牵引左侧的张力是通过A摆杆施加，B牵引右侧张力通过B摆杆施加，AB之间的张力通过AB牵引的速度差产生的。

（3）摆杆PID在系统中起到什么作用

因为收放卷的时候需要保证摆杆处于在平衡的状态，因此需要对收放卷电机的速度做一个辅助叠加控制，这个时候通过摆杆的目标位置和当前位置的一个差值做PID，然后把PID运算结果输出到收放卷电机的运行频率上。