汇川伺服追剪控制指导说明完整版

凸轮及同步控制指导说明 (3)

1 凸轮简介 (3)

1.1 1.2 凸轮基本原理 (3)

了解机械参数 (4)

2 三种基本模式 (6)

2.1 2.2 2.3

旋切/飞剪 (6)

2.1.1 试运行 (9)

显示 (14)

配置功能 (15)

2.1.2

2.1.3

追剪 (31)

2.2.1 试运行 (32)

显示 (37)

配置功能 (38)

2.2.2

2.2.3

通用凸轮 (50)

2.3.1 界面介绍 (50)

试运行 (53)

配置功能 (55)

2.3.2

2.3.3

3 4 5 故障处理 (58)

常见问题 (59)

功能码 (60)

龙门同步控制说明 (69)

1 2 3 4 5 6 基本原理 (69)

系统配线图 (69)

参数的设定 (71)

对位回零方式 (73)

后台监控通道 (75)

步骤 (75)

凸轮及同步控制指导说明

1凸轮简介

本说明书介绍了如何正确使用汇川电子凸轮专用伺服驱动器。在使用（安装、运行、维护、检查等）前，请务必认真阅读本说明书。另外，请在理解产品的特性后再使用该产品。

本产品的主要特点有：

（1）伺服驱动器与运动控制器结合为一体化控制器。

（2）使用高精度电子凸轮生成运动轨迹，速度、加速度曲线都平滑变化，使电机的速

度指令、转矩指令没有阶跃变化，可以大幅度减小机械缓冲。

（3）支持自由曲线规划、同步旋切、自动追剪、等电子凸轮功能。

（4）可跟踪标点位置（色标、孔位及凸点等）实时调节进行剪切。可用于印刷纸、包装袋等需要补偿印刷/位置偏差的剪切。

（5）支持相位调整功能。可用于医用卫生纸等没有色标但需要补偿位置偏差的剪切。（6）支持Modbus、与PLC，HMI等通讯，实时修改凸轮数据、方便灵活使用。

（7）剪切长度范围可达到65535.000mm，设定可精确至um单位。

（8）可包含人性化的订单自动切换功能。

（9）自由曲线规划功能，大容量EEPROM可使设置的点数多达272个。

（10）人性化的图形规划界面、自由上传、下载的功能使用户在使用时更加形象、具体、方便。

（11）支持多刀系统。这样剪切效率更高。

（12）具备仿真进料功能，方便调试。静态仿真功能在调试的过程中避免意外的发生。（13）汇川可提供整套设备，包括进料驱动器、裁刀伺服、PLC和HMI等。

1.1凸轮基本原理

凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，它把运动特性传递给紧靠其边缘移动的推杆，推杆又带动机架做周期性运动。凸轮机构一般是由凸轮，从动件和机架三部分组成。如图1.1所示这就是一个典型的凸轮机构。

图1.1机械凸轮

通过对凸轮运动过程的观察和分析，能够看出推杆的位置随着凸轮变化不断变化得到如图1.2所示：

图1.2机械凸轮解析

由上面的内容我们了解了，推杆的位置随着凸轮的周期性运转而呈现周期性的变化，其运动特性与机械凸轮的外形相关，定义凸轮为主轴，推杆为从轴，那么凸轮的实质就是从轴对应主轴的一种函数关系。而且用户使用凸轮的时候并不是凸轮整个周期都对器件的加工起着绝对性的作用，可能几个关键点、关键段是用户关心的，也就是说实际对加工效果起绝对性作用的是这几个点、段的位置速度等。

由此我们可以想一种方法让伺服控制推杆直接走出图1.2所示的曲线，就可以省掉机械凸轮，替代机械凸轮后，伺服实际行走的曲线是由内部规划的曲线，即电子凸轮。电子凸轮具有灵活、节约成本，减小机械噪音等优点。

汇川的电子凸轮分为三种：旋切/飞剪，追剪，通用。前两种是对两类特殊运动方式的

集合是电子凸轮的一个子集，为了简化方便使用才单独设立这两种模式。通用凸轮模式是一种非规则曲线的设计模式。针对三种模式汇川提供了可交互式图形界面来设计，用户只需要根据需要在图形中进行相关设置即可满足使用要求。

1.2了解机械参数

1.2.1相关的机械参数：

送料辊直径，送料机构传动比，送料测长编码器线数；裁刀直径，裁刀机构传动比，以及是否多刀（裁刀转一圈的剪切次数）；

根据这些参数，计算如下参数：

（1 ）测长轮每转脉冲数、测长轮周长信息。

（2 ）裁刀周长，裁刀传动比；

（3）追剪：机台有效行程，此值为实际机台的长度的 70%以下，机台长度过短，可能会

出现裁切无法完成，或者冲到前限位的情况；

（4 ）追剪机台电机转一周对应导程和传动比，追剪需要此参数；

（5）进料速度范围(m/min)内的裁刀电机速度范围(rpm/min)，以此判断电机的选型等；

（6）进料检测精度。即进料编码器1个脉冲（4倍频前）对应的进料长度；

（7）裁刀检测精度，即裁刀编码器1个脉冲对应的裁刀转过的长度。

根据进料检测精度、裁刀剪切精度，可以判断是否有可能达到是否能满足精度要求；根据进料电机速度范围、裁刀电机速度范围等信息，可以判断现场的机械传动比和编码器选型是否合理。

1.2.2裁刀最高线速度的关系：

剪切长度可以比裁刀周长短。剪切长度越短，裁刀最高线速度会越高，所以不能短太多。

短料剪切时，主机最高速度需要降额处理。

可参考下表：

剪切长度/裁刀周长裁刀最高线速度/进料线速度

70% 50% 30% 20% 195% 330% 710% 1390%

1.2.3影响剪切精度的可能因素：

除了机械精度、编码器精度、伺服的控制精度影响剪切精度之外，还可能有以下因素影响：

（1）进料速度波动大。可能电机速度不稳，或者进料测长机构造成信号不稳；

（2）编码器安装不妥。例如与电机不同心、打滑等；

（3）裁刀加减速太剧烈。一般在剪切长度比裁刀周长短很多，或者进料速度很高时出现；（4）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；

剪切点信号受干扰。单次裁切周期进来两个剪切点信号

2三种基本模式

配线图

Puls+

Puls-

主轴测速编

Sign+

码器

sign-

从轴伺服

SON 凸轮啮合

故障

凸轮使能

2.1旋切/飞剪

在我们的方案中，凸轮控制的是刀棍的运动轨迹。有同步区和非同步区之分。即在同步区刀头和料的速度保持同步，当剪切完成后刀棍将不作匀速运动而是根据料长调整刀头位置准备下次剪切。实际应用中不同的刀棍可实现不同的工艺，如冲孔，印花，横封等如下图。

此外，在实际应用中为了减少剪切阻力，通常会采用飞剪。实现上有两种，一种是通过刀头和刀棍中轴不平行或者刀头各点到刀棍中轴距离不相等来实现，另一种是控制上让刀头的速度大于送料速度来实现。

不管是旋切还是飞剪，下面统称轮切。轮切最基本的要素：进给轴，刀棍轴及他们的测速机构。

进给轴的测速方式大致分为：电机编码器（motor sensor）测速、摩擦棍编码器（pinch roll sensor）测速、测速轮编码器（measuring wheel）

刀棍轴的测速可以用电机编码器和刀棍轴编码器。

刀棍定义

参数名称说明

Fsymech 刀棍周长刀棍的有效周长。以刀头到轴心的距

离为半径计算，即刀棍旋转一周，刀头所划过的长度

Sensor

色标传感器 Distance To Sensor Rotary Knife Position Starting posistion 切点到标点的距离切点位置色标监测位置到剪切点之间的距离刀棍的零度点。此点作为 0点。刀棍的起始点，也是长料剪切时可能的停止点

起始（停止）位置 StartSyncPos 同步起始点同步结束点同步区

从此位置开始刀棍速度和料的速度必须同步

EndSyncPos 从此位置开始，刀棍速度不必与材料同步

Synchronous Range

刀棍和材料速度同步的长度。以切点为中心点。下文本模式所指同步区大小都是以切点为中心点。

刀棍周长减去同步区就是调整区，即

非同步区

Format Range

调整区（非同步区） 2.1.1试运行

正确完成下述基本设置后可以让设备动作起来，但是基本设置仅仅是能让设备试运行起来，为了达到最终好的效果必须配置相应功能（具体见‘可配置功能’章节）。

正确的步骤应该是先利用仿真功能进行试运行，正常后切换到实际的试运行。然后正常后再进行功能配置优化以达到需要的效果。

2.1.1.1

基本参数

框图

H0541 H0542

H1333 H1334 1 主轴电子齿轮

H0501 H0515 脉冲输入

H1348

主轴输入滤波

旋切/飞剪

位置指令

4横切凸轮

H1306 仿真速度

H1305

H1300

追剪

仿真加减速时间内部单位变换

5 通用凸轮

H1307

H0500

通用参数

参数

名称

设定范围出厂设定

生效时间

即时生效

类别位置指令来源

0 ~脉冲指令 …

停机设定

H05-00

4 ~横切凸轮指令

5~通用凸轮指令

高低速脉冲 0 ~低速脉冲停机设定

H05-01

H05-15

重启生效

重启生效输入选择 1~高速脉冲

脉冲串形态

0—方向+脉冲，正逻辑。 (默认值)

停机设定

1—方向+脉冲，负逻辑 2—A 相+B 相正交脉冲，4倍频 3—CW+CCW

横切功能选 0：不选择

停机设定

H13-00 择

1 ：飞剪（旋切、飞剪） 0 即时生效

2：追剪

0：主轴编码器输出作为输入停机设定

H13-05 H13-09 指令来源 0 0

即时生效

重启生效

1：仿真速度 0：无切点信号 1：高速DI

旋切切点选

择

当有切点信号时则需要设置，利用切点信号可进行一些补偿功能 . 试运行时保持默认即可

主轴齿轮比 0：不使能停机设定

H13-48

0 即时生效

功能使能 1：使能

旋切/飞剪参数

参数

名称

设定范围

出厂设定

生效时间即时生效

类别测长轮（主

轴）每转脉冲数

停机设定

H13-01 1～

1073741824 10000

测长轮旋转一周，从轴接收到的脉冲数，如果是 AB 正交的则必须是 4倍频后

测长轮(主轴)

停机设定运行设定

H13-03 H13-16 0.001～ 1073741.824mm

1000.000 即时生效即时生效

周长

订单 1剪切长度 0.001～1073741.824mm

800.000

在不起用订单功能时，此参数就是基本的剪切长度

停机设定

H14-00 裁刀周长 0.001～1073741.824mm 600 即时生效

应该是刀尖划过圆周的长度

裁刀传动比

1～65535 分子

停机设定停机设定

H14-02

H14-03 1 1

即时生效即时生效

裁刀传动比

1～65535

分母

此传动比指电机轴到裁刀轴之间的传动比，用于设置裁刀一周对应电机编码器脉冲数,即裁刀一周脉冲数 =电机编码器分辨率*H1402/H1403

旋切同步区范围

30.00 停机设定

H14-04

0.10度～100.00度

即时生效

度

同步区指以切点为中心，进入此区域后主从轴线速度同步。【360-H1404 H1404】

运行旋切等待位

置

180.0 H14-05

0.1度～360.0度

即时生效

度

设定

当剪切长料需要等待时，切刀等待的位置,以切点为 0度计算

运行设定运行设定

H14-06 裁刀个数 1～8

1 即时生效即时生效

飞剪补偿系

数

H14-08

100.0%～150.0%

100.0%

当使用飞剪功能时此参数需要设置

相关 DIDO 订单选择

Di 参数

名称

含义

生效时间

类别

设定

FunIn.43 FunIn.44

Sel1 订单端子选择 1

Sel1=0，Sel2=0时选择订单 1 Sel1=1，Sel2=0时选择订单 2 Sel1=0，Sel2=1时选择订单 3 Sel1=1，Sel2=1时选择订单 4

Sel2

立即生效

订单端子选择 2

说明：此选择仅在订单方式 H1315选择为 1（DI 端子选择）时有效。订单的切换在同步区，故订单选择应该在本次剪切完成，进入下次同步区前完成。订单次数清零

Di 参数

名称

含义

当该 Di 有效时订单计数

清零

生效时间类别设定

FunIN.55

OrderCntClr 订单清零信号

立即生效

说明：此 DI 有效时将当前订单的次数立即清零，这样可实现立即重启此订单。订单完成

Do 参数

名称

含义

当该 Di 有效时订单计数

清零

生效时间类别设定

FunOut.23

rcTickerOk

订单完成

立即生效

说明：此信号在本此订单最后一次剪切完成前，进入同步区范围时给出。此信号只在订单方式2有效。

订单接近完成

Do参数名称含义

当该Di有效时订单计数

清零生效时间类别

设定

FunOut.24 rcTickerNear 订单接近完成立即生效

步骤：

1.停机状态，选择订单方式H1315

2.根据订单方式设置每个订单的长度、剪切次数（方式2时需要）

3.根据订单方式设置DI功能，根据需要设置DO功能

4.启动伺服

5.使能凸轮则可实现此功能

2.1.4.3 立即剪切功能

此功能仅在长料剪切时有效，即存在等待段(是否存在等待段可通过后台图形框从轴位置是

否存在台阶判断)。当从轴处于啮合等待段时，如果立即剪切DI（FunIn.45）从无效变为有效，则当前剪切长度变为立即剪切（H1310）设定值，剪切完成后自动切换到原来状态。

使用此功能可对运行中的废品进行及时清理，减少浪费。

若立即剪切设定长度小于同步区一半时则实际剪切长度不等于立即剪切长度。

相关设置对应后台软件《测长轮设置》对话框

立即剪切长度

类别

范围设定单位出厂设定生效方式

H13-10

0.001～

1073741.824mm

0.001mm 300.000 立即生效运行设定

Di参数名称含义生效时间类别

当该Di有效时进行立即

FunIn.45 pcMileReset 立即剪切立即生效设定

剪切

2.1.4.4 重新（初次）啮合处理

相关设置对应后台软件《测长轮设置》对话框

重新（初始）啮合剪切长度选择

初始剪切长度

H13-12 类别

范围设定单位出厂设定生效方式

0：停机记忆长度 1：按剪切长度

2：使用色标到原点的距离

1 1

立即生效运行设定

说明：[1]:所谓的第一刀就是当伺服段使能或段凸轮使能信号、循停信号时，刚开始运行凸轮时第

一刀的处理，也是第一次进入同步区之前凸轮的处理。

[2]:为 0时停机记忆长度，选择此功能是无论是循停和凸轮暂停等切点位置都不会改变。如下图所示，从轴控制电机旋转每个周期都可以使标签耦合上，如果凸轮轴停下、选择了此功能后可以继续对上主轴的位置，继续使标签耦合（在停止主轴时，凸轮轴下次剪切还会剪切到正常运行时的点，在停止凸轮轴时剪切位置依然不会变只是过了几个主轴周期）。 [3]:为 1时按照剪切长度作为第一刀主轴的运行的长度。

[4]:为 2时按照 H13.38设定的色标到原点的距离剪切作为第一刀主轴的运行的长度。如果使用触发方式，必须设置 H13.12为 2、色标开关到同步区的距离必须小于剪切长度，且色标的位置在靠近原点开关进料的方向一侧。如选择色标触发模式，一直没有色标触发时凸轮轴不会动作的。

凸轮轴（从

主轴

轴）

[5]:另外停机记忆的处理在有高速 DI 原点开关时要求必须原点就是切点。H1425=0;

[6]:第一刀选择停机记忆时，如果是第一次更改机械参数或者第一次使用，很明显直接选择停

机记忆就不对了，可以选择按照剪切长度裁切，调整主、从轴相位，相位正确后再调成停机记忆。

如上图所示,刀逆时针旋转，切点位置在最下方，那么当前的初始位置就是旋切等待位置，把 H14.05设置为约 200°，那么使用第一刀按照剪切长度裁切的话就能保证最下

方的切点在同步区。

重新啮合过速保护

当凸轮重新啮合、凸轮暂停解除后再次剪切时为了避免速度过快，需要设置前置量 H1313

来进行保护限制从轴速度。

剪切前置量

类别范围设定单位出厂设定生效方式

H13-13

0.001～

0.001mm 300.000mm 立即生效运行设定

1073741.824mm

说明：此参数表示从轴运行到同步区时，主轴最小的移动量。建议设置为从轴调整区的 80% 和切长之间的较小值。

2.1.4.5 凸轮暂停功能

此功能的目的是在凸轮啮合状态下通过DI（FunIn.52）控制凸轮暂停。当此DI有效时，凸轮运行到H1405设定的等待位置后停止，直到此DI解除有效。停止过程通过H1415来控制停机快慢，H1415指主轴走多少距离从轴停止到等待位置。主轴速度一定的情况下，值越小，从轴停止速度越快，时间越短。但是H1415参数只在短料裁切时才有效。

相关设置对应后台软件《测长轮设置》对话框

相关设置对应后台软件《裁切设置》对话框

Di参数名称含义生效时间类别

当该Di有效时凸轮在等

设定FunIn.52 stopZero 循停信号立即生效

待位置暂停

旋切等待位置

类别范围设定单位出厂设定生效方式

H14-05

0.1度～360.0

0.1度180.0度立即生效运行设定

度

飞剪停机前置量

类别范围设定单位出厂设定生效方式

H14-15

0.001～

0.001mm 2000.000 立即生效运行设定

1073741.824mm

说明：此参数只在短料剪切时有效，此参数设定出同步区后主轴走多少距离从轴才停止到等待位置

2.1.4.6 凸轮离合时停止方式选择

凸轮从啮合状态离合时根据H1411（停止方式）可选择凸轮立即停止或者停止到等待位置（H1405）.

相关设置对应后台软件《测长轮设置》对话框

相关设置对应后台软件《裁切设置》对话框

离合停止方式

类别

范围

设定单位

出厂设定

生效方式

H14-11

0：立即停止

1：停到等待位 1 0

立即生效停机设定

置

说明：当凸轮使能信号处于离合状态时，如果选择立即停止则凸轮处于非同步区时立即停止，同步区时在出同步区位置停止；若选择方式 1，则运行到 H1405设定的等待位置然后停止，停止过程通过 H1415来控制停机快慢，H1415指主轴走多少距离从轴停止到等待位置。主轴速度一定的情况下，值越小，从轴停止速度越快，时间越短。但是 H1415参数只在短料裁切时才有效。

旋切等待位置

类别

范围

设定单位

出厂设定

生效方式 H14-05

0.1度～360.0 0.1度 180.0度

立即生效

运行设定

度

飞剪停机前置量

类别

范围

设定单位

出厂设定

生效方式 H14-15

0.001～

1073741.824mm

0.001mm 2000.000

立即生效

运行设定

说明：此参数只在短料剪切时有效，此参数设定出同步区后主轴走多少距离从轴才停止

Di 参数

名称

含义

生效时间

类别设定

当该 Di 有效时凸轮处于

啮合状态，无效时凸轮处于离合状态

FunIn.46

camRunStop 凸轮使能

立即生效

2.1.4.7 长料剪切时裁刀停止位置选择

当剪切长料时，裁刀在非同步区可以停止。此功能可设定长料剪切时裁刀停止的位置。

旋切等待位置

类别

范围

设定单位

出厂设定

生效方式 H14-05

0.1度～360.0 0.1度 180.0度

立即生效

运行设定

度

说明：等待位置以切点为 0度点。

相关设置对应后台软件《裁切设置》对话框