铺网机是无纺布制造的关键设备，旧式铺网机换向时要求加减速时间尽量短，负载冲击大，不利于进一步提高生产速度。新型铺网机采用多伺服驱动，柔性换向，负载冲击小，适用于高速生产的要求。对新型铺网机的工作原理进行分析以后，可以将其各轴的运动特性规划为电子凸轮曲线，并用虚拟主轴的办法，实现多轴位置同步控制。

 
 
 
一、新型铺网机的工作原理：
新型铺网机的工作原理见图一，其中伺服A为下跑车的驱动伺服，决定了下跑车的运行速度；下跑车就是铺网头，下跑车的速度就是铺网机的铺网速度。伺服B驱动前碳帘运行，前碳帘a段速度是铺网机的原料输入速度，要与前端设备速度同步。伺服C驱动上跑车运行。伺服D驱动后碳帘运行。伺服E驱动底帘运行。前碳帘在下跑车出口处的速度就是原料的出口速度。如果要求均匀铺网，则出料速度必须等于下跑车速度的绝对值；另外要求原料输入速度要等于Vi，保持恒定不变。根据上述两条基本运动约束条件，可以分别推算出各台伺服在铺网时的运行速度特征曲线。
 

 
 
二、分析新型铺网机的运行速度特性：
当下跑车从左往右运动时，伺服B保持静止，伺服A的平均速度要等于Vi，伺服C的速度要等于Vi/2。当下跑车从右往左运行时，伺服A的平均速度依然等于Vi，但是方向相反，伺服B的速度为伺服A的2倍，伺服C的速度为伺服A的速度加上Vi/2。下面以伺服B为例，分析如何用电子凸轮控制功能控制伺服B的运行。图二为铺网机工作时伺服B的运行速度特征曲线。图中Vi为原料输入速度，T为铺网头从一端走到另一端花费的时间，t_a为伺服B的加速时间，t_a决定了凸轮曲线的平滑度，为简化问题分析，本文中假设t_a等于0.2T。
 

 
为了实现伺服B的电子凸轮控制，接下来需要将伺服B的运行速度特征曲线转化为伺服B的电子凸轮曲线，转换步骤如下：
1） 令主轴的总长度为2倍的铺网幅宽，假设幅宽为2000mm，则主轴长度为4000；
2） 铺网机从左向右铺网时伺服B的速度为零，所以位置也为零；
设置电子凸轮特征点a坐标为（0，0）
设置电子凸轮特征点b坐标为（2000，0）
3） 铺网机从右向左铺网时，伺服B速度从0匀加速到V_B，加速时间为t_a =0.2T；
根据S = V×t /2，计算得到电子凸轮特征点c坐标为（2400，500）
4） 利用加减速的对称，得到电子凸轮特征点d坐标为（3600，7500）
5） 最后一点e坐标为（4000，8000）
 
三、生成电子凸轮曲线：
丹佛斯MCO305的开发软件为APOSS，内置电子凸轮曲线生产功能，加上述计算得到的a、b、c、d、e 五点电子凸轮曲线特征点按软件要求填入表格，就能自动生成如图三所示的电子凸轮曲线。
 

 
 
用户程序里也提供专用指令，能够根据铺网实际幅宽、加速度等参数实时计算生成新的电子凸轮曲线。当新的电子凸轮曲线生成以后，MCO305的固件程序能在当前电子凸轮周期执行完毕以后，立即自动切换到新的电子凸轮曲线继续运行。
 
四、控制系统构成：
 

 
驱动系统的整体结构如图四，每根轴独立按自己的电子凸轮曲线运行，属于典型的分布式控制系统，对主控制器的性能要求，一般的PLC就能胜任。由于每根轴都与主轴保持电子凸轮同步关系，所以总体上可以实现多轴同步的控制需求。其中下跑车运动控制器比较特殊，他具有虚拟主轴脉冲输出的功能，代替主控制器发送主轴脉冲信号。
PLC和人机界面属于标准的应用，此文不再赘述。