【话题】定长切割讨论（20250113）

大家好 关于定长切割这块，大家应该都很熟悉吧，尤其是包装或者印刷行业 这一块涉及的非常多，关于这个问题，我和很多有经验的机械 电气都交流过，感觉并不好，机械工程师就不用说了，这一点理解起来只能大概模模糊糊，反正程序不是他写。 电气工程师有的虽然调试出来，可未必深刻理解透了。小弟不才，抛砖引玉，讨论一下，希望大家指点执正
如图所示经典的也是定长切割示意图，这里工艺上是牵引轮拖着膜（可以是纸也可以是塑料膜）,牵引轮匀速运动，切割轮假设旋转一圈切割一次。卷馍这里微带阻尼放卷，
 本示意图一个亮点就是把编码器装载了辊轮轴上，而辊轮轴是靠纸膜拖动旋转的。 大部分人做这个应该都是把编码器装在牵引轮轴上面。我也是第一次见到有设备这么干。并且该设备的电气工程师说这样装更好，才是真正检测纸走了多少偏差。
  我们先说常规的把编码器装到牵引轮上面而非如图的辊轮上面。
这个检测机理就是，牵引轮是匀速运动的，是常转主轴，切割轮是从动轴，要同步跟随牵引轮。所谓的同步就是位置和速度要求，切割时切割轮速度等于牵引轮，切割位置固定。
 我图里画了3个周期的切割。 第一个周期内光电信号触发，牵引轮安装处的编码器值为1000，说明纸膜速度正确，不用调整。所以第一周期切割轮速度匀速。
 第二周期内光电信号出现时编码器值为1050,也就是说纸走慢了，这个时候要在第二周期切割前适当的给切割轮降点速度补偿一下。
 第三周期内光电信号出现时编码器值为950,也就是说纸走快了，这个时候要在第三周期切割前适当的给切割轮加点速度补偿一下。
     也就说每个周期内光电都会检测纸卷膜上面的色标点，从而判断纸模的速度偏差，检测到偏差就要补偿。至于怎么补？各家的Plc指令或功能块都不一样。
    再回过头来说一下如果编码器轴装在辊轮上如何？
    假设光电信号出现时编码器值也应该为1000.第一周期内光电信号出现时编码器值1000，切割轮匀速不调整。
 第二周期内光电信号出现时编码器值1050.这意味着什么呢？这意味着纸走慢了，光电信号出现时编码器转了更多。这一点很难理解。我们要清楚牵引轮的速度，纸的速度，辊轮的速度都是不一样的。都是有差值的
    其实我们最关心的是纸的位置到底在哪？ 前一个方案默认为编码器装在牵引轮，而牵引轮是匀速的是基准，所以编码器也是基准，当光电信号出现时，编码器采样值的不同反应了纸走过的位置变化，也就是纸速度的变化。掌握了这个变化随后的补偿就好做了
 而当编码器装在辊轮上时，这里假设二者速度匹配没有变化，那么当光电信号出现时对应的编码器值也是固定的。 但实际上纸和辊轮之间的速度差是变化的，不是恒定的，这里实际上妄图以二者相互参考，来计算出纸的速度变化。这里由于无论是纸还是辊轮，它们自身都是变化的，都是不匀速的。只是这里的辊轮虽然也不匀速但变化极小，所以这种测法勉强可以。
  综上所述 把编码器轴装到辊轮上，抛开牵引轮，直接计算辊轮和纸膜之间的变化，从而就认定是纸的变化，由于参考辊轮本身并非绝对匀速，（而牵引轮是绝对匀速的），所以这个变化并非纸膜的。拿这个偏差去补偿纸模原则上来说是错误的。
  所以本案电气工程师的观点编码器轴装到辊轮上而非牵引轮上更好，是一种错误的观点。其实我们旁边就有很多机器编码器装到了牵引轮上。电气工程师们认为装到牵引轮上不好是一种错误的观点。
  由于纸模连续运行，所以装到辊轮轴上没有出现问题。如果纸模间断运行，让辊轮和纸膜之间有明显的速度差，并且辊轮也不再匀速了，这种情况下，编码器装到辊轮轴就问题大了。
 所以最佳方案是编码器装到牵引轮或者其他绝对匀速的轴上，而非这个纸模拖动的辊轮轴上面


 

非也非也
我们最关心的是什么？是纸模实际走的距离，是纸模的实际位置。选择牵引轮装编码器，它是一个绝对标准的点，它的转速是匀速的。
你如果认为辊轮装编码器更能反应纸模的位置，那就大错特错了。首先纸膜和辊轮之间有速度差，纸模走的距离跟辊轮不一样。 他们之间是滑动摩擦相当于皮带传动，他们之间有滑差率，这是经典的机械理论。其次辊轮个纸模之间的速度差是一个变化值，不是一个稳定固定值。你把编码器装到辊轮上面，试图研究的是纸模和辊轮之间的关系，而且纸模的速度又取绝于牵引轮，但不等于牵引轮。
所以装在辊轮上，那不论你怎么算法研究，得出的都是纸相对于辊轮的关系。基准就选错了。
 我们再次强调。我们只关心纸膜的位置，不关心辊轮的位置，纸模的色标检测信号出现时，牵引轮编码器值的变化就已经完整体现了纸模的位置和速度变化。
   编码器装辊轮上测出来的是辊轮相对于纸模的变化，纵观全局我们关心的是纸模相对于牵引轮（匀速）的变化。辊轮的和纸模之间不但有速度差，而且他们之间的速度差有时候还不稳定，是一个变化值。
 本案例电气之所以没有出现问题，编码器装在辊轮上也能用是因为工艺上纸模的速度接近匀速，辊轮和纸模之间速度差基本恒定。如果我们让牵引轮非连续运行，那么牵引轮断续启动停止，这时候辊轮和纸模之间的速度差也不稳定了，就出问题了，
 总之编码器装在辊轮上面相当于研究的是纸模相对于辊轮轴的变化，这当然是错误的。我们的目的是研究纸模相对于牵引轮轴的变化。牵引轮轴才是基准。