金東紙業(yè)從1997年建廠至今，共引進(jìn)了 4種平板切紙機(jī)， 其縱向裁切精度都達(dá)到了 <+0.5 mm,最主要原因是縱刀系 統(tǒng)均用了高精度和可靠性的磁致伸縮位移傳感器。本文 以2000年引進(jìn)的碧羅馬蒂公司的平板切紙機(jī)為例，介紹磁致 伸縮位移傳感器（縱圓刀編碼器）工作原理及其實際在縱刀系 統(tǒng)中的運(yùn)用。
1磁致伸縮位移傳感器的工作原理
在鐵磁質(zhì)中磁化方向的改變會引起介質(zhì)晶格間距的改 變，從而使得鐵磁質(zhì)的長度和體積發(fā)生改變，即磁致伸縮現(xiàn) 象，也稱為威德曼效應(yīng)，其逆效應(yīng)稱為維拉里效應(yīng)。
磁致伸縮性位移傳感器的核心包括一條鐵磁材料的測量 元件，一般被稱為“波導(dǎo)管”，一個可以動的永磁鐵，磁鐵與波 導(dǎo)管會產(chǎn)生一個縱向的磁場。每當(dāng)電流脈沖（即"詢問信號"） 由傳感器電子頭送出并通過波導(dǎo)管時，第二個磁場便由波導(dǎo) 管的徑向方向制造出來。當(dāng)這兩個磁場在波導(dǎo)管相交的 瞬間，波導(dǎo)管產(chǎn)生“磁致伸縮”現(xiàn)象，一個應(yīng)變脈沖即時產(chǎn)生。 這個被稱為“返回信號”的脈沖以超聲的速度從產(chǎn)生點（即位 置測量點）運(yùn)行回傳感器電子頭并被檢測器檢測出來。準(zhǔn)確的 磁鐵位置測量是由傳感器電路的一個高速計數(shù)器對詢問信號 發(fā)出到返回信號到達(dá)時間周期進(jìn)行探測而計算出來的，這個 過程極為快速且精確無誤。
利用計算脈沖的運(yùn)行時間來測量永磁鐵的位置提供了一 個值的位置讀數(shù)，而且永遠(yuǎn)不需要定期重標(biāo)或擔(dān)心斷電 后歸零的問題。非接觸使得測量消除了機(jī)械磨損的問題，保證 了的重復(fù)性和持久性。
2碧羅馬蒂平板切紙機(jī)縱刀系統(tǒng)工作原理
碧羅馬蒂公司平板切紙機(jī)縱刀由一組底刀和一組上圓刀 組成，其位置均由磁致伸縮位移傳感器（編碼器）來控制，在刀距調(diào)整完成后，上圓刀和下圓刀必須良好地嚙合，下圓刀由馬 達(dá)牽引，當(dāng)裁切紙由送紙親牽引通過圓刀時，平板紙便被縱向 裁切開來。
2.1縱刀圓刀工作原理
3#圓刀對準(zhǔn)中心線，其數(shù)值為0.0 mm，其余 1#、2#、4#、5#刀以中心線為基準(zhǔn),RP1?RP5分別是其與中心線 的距離。當(dāng)裁切尺寸輸入系統(tǒng)時，由PLC把當(dāng)前尺寸編碼器數(shù)值與 目標(biāo)尺寸編碼器數(shù)值進(jìn)行比較，計算出每把刀具移動的距離。 再分別調(diào)節(jié)1#、2#、4#和5#縱刀，此時刀具調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)動牽引 絲桿，按照動作順序，1#?5#刀具內(nèi)的鎖緊裝置逐次鎖定在絲 桿上，刀具便動作，此時編碼器數(shù)值變化，直到到達(dá)目標(biāo)數(shù)值 后，鎖緊裝置與絲桿分離。下一把刀再移動，直到所有位置調(diào) 整完成，調(diào)整馬達(dá)動作停止。
2.2縱刀上下圓刀嚙合原理
在引紙時上圓刀是抬起的，引紙完成，刀架下 壓，此時上圓刀內(nèi)的氣缸動作，其氣隙約為3 mm.
3碧羅馬蒂平板切紙機(jī)圓刀位置編碼器
3.1 位移傳感器介紹
磁致伸縮位移傳感器是根據(jù)磁致伸縮原理制造的高精度、長行程、位置測量的位移傳感 器。它采用內(nèi)部非接觸的測量方式，由 于測量用的活動磁環(huán)和傳感器自身并 無直接接觸，不至于被摩擦、磨損，因 而使用壽命長，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可靠 性高，安全性好，便于系統(tǒng)自動化工 作，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下（如容易遭受油污、塵埃或其他污染的場合）也 能正常工作。此外，它還能承受高溫、 高壓和強(qiáng)振動，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械位移的測量、控制。
3.2更換損壞的MTS位移傳感器步驟
（1）斷電更換傳感器之前，先標(biāo)記傳感器的安裝位置。
（2）斷開傳感器插頭,拆除傳感器鎖緊螺絲，拆下?lián)p壞的 傳感器，安裝新的傳感器，以之前標(biāo)記的位置安裝鎖緊螺絲并 接好傳感器接頭。
（3）設(shè)定DP地址,在Simatic Manager設(shè)定默認(rèn)出廠DP地址
（4）圓刀位置的輸入。
調(diào)整步驟如下：
1）將3#刀具手 動移至中心線位置;
2）打開+H100盤柜維護(hù)電腦BSS系統(tǒng);
3） 輸入用戶名和密碼;
4）打開ENC程序;
5）選擇該圓刀對應(yīng)的ID 號 ；
6）輸入3#刀位置值0.0 mm；
7）鼠標(biāo)點擊“ACCEPT”同 時撥動維護(hù)電腦上方的黃色按鈕確認(rèn)。在Simatic Manager內(nèi)對 應(yīng)圓刀的DB塊，可查看此時3#刀實際位置值為0.0 mm,其余 刀具的位置值調(diào)整與3#刀相同。
4結(jié)語
碧羅馬蒂平板切紙機(jī)縱刀位置控制系統(tǒng)，是美國MTS磁 致伸縮位移傳感器的一種典型應(yīng)用，也對提升平板切紙機(jī)裁 切精度有著具大貢獻(xiàn)。
