鋪網(wǎng)機是無紡布制造的關鍵設備，舊式鋪網(wǎng)機換向時要求加減速時間盡量短，負載沖擊大，不利于進一步提高生產(chǎn)速度。新型鋪網(wǎng)機采用多伺服驅動，柔性換向，負載沖擊小，適用于高速生產(chǎn)的要求。對新型鋪網(wǎng)機的工作原理進行分析以后，可以將其各軸的運動特性規(guī)劃為電子凸輪曲線，并用虛擬主軸的辦法，實現(xiàn)多軸位置同步控制。
一、新型鋪網(wǎng)機的工作原理：
新型鋪網(wǎng)機的工作原理見圖一，其中伺服A為下跑車的驅動伺服，決定了下跑車的運行速度；下跑車就是鋪網(wǎng)頭，下跑車的速度就是鋪網(wǎng)機的鋪網(wǎng)速度。伺服B驅動前碳簾運行，前碳簾a段速度是鋪網(wǎng)機的原料輸入速度，要與前端設備速度同步。伺服C驅動上跑車運行。伺服D驅動后碳簾運行。伺服E驅動底簾運行。前碳簾在下跑車出口處的速度就是原料的出口速度。如果要求均勻鋪網(wǎng)，則出料速度必須等于下跑車速度的絕對值；另外要求原料輸入速度要等于Vi，保持恒定不變。根據(jù)上述兩條基本運動約束條件，可以分別推算出各臺伺服在鋪網(wǎng)時的運行速度特征曲線。
二、分析新型鋪網(wǎng)機的運行速度特性：
當下跑車從左往右運動時，伺服B保持靜止，伺服A的平均速度要等于Vi，伺服C的速度要等于Vi/2。當下跑車從右往左運行時，伺服A的平均速度依然等于Vi，但是方向相反，伺服B的速度為伺服A的2倍，伺服C的速度為伺服A的速度加上Vi/2。下面以伺服B為例，分析如何用電子凸輪控制功能控制伺服B的運行。圖二為鋪網(wǎng)機工作時伺服B的運行速度特征曲線。圖中Vi為原料輸入速度，T為鋪網(wǎng)頭從一端走到另一端花費的時間，t
a為伺服B的加速時間，t
a決定了凸輪曲線的平滑度，為簡化問題分析，本文中假設t
a等于0.2T。
為了實現(xiàn)伺服B的電子凸輪控制，接下來需要將伺服B的運行速度特征曲線轉化為伺服B的電子凸輪曲線，轉換步驟如下：
1） 令主軸的總長度為2倍的鋪網(wǎng)幅寬，假設幅寬為2000mm，則主軸長度為4000；
2） 鋪網(wǎng)機從左向右鋪網(wǎng)時伺服B的速度為零，所以位置也為零；
設置電子凸輪特征點a坐標為（0，0）
設置電子凸輪特征點b坐標為（2000，0）
3） 鋪網(wǎng)機從右向左鋪網(wǎng)時，伺服B速度從0勻加速到V
B，加速時間為t
a =0.2T；
根據(jù)S = V×t /2，計算得到電子凸輪特征點c坐標為（2400，500）
4） 利用加減速的對稱，得到電子凸輪特征點d坐標為（3600，7500）
5） 最后一點e坐標為（4000，8000）
三、生成電子凸輪曲線：
丹佛斯MCO305的開發(fā)軟件為APOSS，內置電子凸輪曲線生產(chǎn)功能，加上述計算得到的a、b、c、d、e 五點電子凸輪曲線特征點按軟件要求填入表格，就能自動生成如圖三所示的電子凸輪曲線。
用戶程序里也提供專用指令，能夠根據(jù)鋪網(wǎng)實際幅寬、加速度等參數(shù)實時計算生成新的電子凸輪曲線。當新的電子凸輪曲線生成以后，MCO305的固件程序能在當前電子凸輪周期執(zhí)行完畢以后，立即自動切換到新的電子凸輪曲線繼續(xù)運行。
四、控制系統(tǒng)構成：
驅動系統(tǒng)的整體結構如圖四，每根軸獨立按自己的電子凸輪曲線運行，屬于典型的分布式控制系統(tǒng)，對主控制器的性能要求，一般的PLC就能勝任。由于每根軸都與主軸保持電子凸輪同步關系，所以總體上可以實現(xiàn)多軸同步的控制需求。其中下跑車運動控制器比較特殊，他具有虛擬主軸脈沖輸出的功能，代替主控制器發(fā)送主軸脈沖信號。
PLC和人機界面屬于標準的應用，此文不再贅述。
