時(shí)間:2015-10-29 16:46:16來(lái)源:趙少華
摘 要:電子軸驅(qū)動(dòng)的柔版印刷機(jī)已經(jīng)有十多年的歷史了,而全新的雙驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用,則又進(jìn)一步提升了機(jī)器的整體性能和印刷品質(zhì)。本文介紹了基于貝加萊工控產(chǎn)品的雙驅(qū)柔板印刷機(jī)控制系統(tǒng),主要論述了該系統(tǒng)的架構(gòu)及解決方案要素。
關(guān)鍵詞:柔板印刷機(jī) 雙驅(qū)技術(shù) 色標(biāo)檢測(cè)與處理 高速數(shù)據(jù)傳輸 同步控制
中文分類(lèi)號(hào):TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1817-0633(2014)-08-0073-02
0引言
柔版是最為發(fā)展前景的印刷技術(shù),盡管報(bào)紙與傳統(tǒng)書(shū)刊領(lǐng)域的印刷正處于飽和狀態(tài),然而,在軟包裝領(lǐng)域,這些與日常百姓生活緊密相關(guān)的領(lǐng)域,包裝材料的印刷仍然是快速成長(zhǎng)的,尤其對(duì)于柔版印刷的需求—考慮到其綠色環(huán)保的油墨、快速制版與不斷提高的印刷品質(zhì),柔版印刷機(jī)在過(guò)去十年里一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)。
而電子軸驅(qū)動(dòng)的柔版印刷機(jī)已經(jīng)有十多年的歷史了,但是,雙驅(qū)技術(shù)—突破傳統(tǒng)印刷版輥的驅(qū)動(dòng)的全新雙驅(qū)技術(shù)則又進(jìn)一步提升了印刷品質(zhì)與機(jī)器的整體性能,來(lái)自貝加萊的先進(jìn)控制技術(shù)得以在這一領(lǐng)域率先使用,本文介紹此技術(shù)。
1工藝需求
1.1工藝和設(shè)備簡(jiǎn)介
如圖1所示,薄膜通過(guò)放卷/牽引進(jìn)入印刷單元,并通過(guò)每個(gè)印刷單元實(shí)現(xiàn)最終的印刷,在后道可以根據(jù)需要靈活配置模切、分切、吸廢、裁單張、打碼等。
圖1.柔版印刷機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
1.2.機(jī)器性能指標(biāo)
●印刷色組數(shù):6色
●印刷速度:150m/min
●印刷精度:+/-0.1mm穩(wěn)態(tài)+/-0.05mm
●加減速時(shí)間:要求在30S內(nèi)完成從0速到全速運(yùn)行,并且確保印刷品質(zhì)滿足+/-0.1mm的要求;
1.3機(jī)器功能設(shè)計(jì)需求
除了對(duì)于機(jī)器的性能要求之外,還提出了全自動(dòng)套色控制、預(yù)對(duì)版功能、單標(biāo)記、配方管理、在線幫助等功能。
2控制難點(diǎn)與要點(diǎn)
2.1全新色標(biāo)檢測(cè)與處理模塊
對(duì)于150m/min的印刷速度而言,我們可以計(jì)算其精度要求+/-0.05mm時(shí),則其采樣精度必須達(dá)到0.02mS的采樣速度,即在20uS完成采樣與處理,而為了確保系統(tǒng)的控制精度,必須確保數(shù)據(jù)采樣的精度。
2.2高動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)傳輸需求
基于雙驅(qū)控制的伺服軸總計(jì)為26個(gè),加之多個(gè)I/O站,其對(duì)于同步性的需求也極其苛刻,因此,需要一個(gè)強(qiáng)力的高速網(wǎng)絡(luò)支撐,以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)交換。
2.3高精度同步控制
與單驅(qū)無(wú)軸傳動(dòng)相比,雙驅(qū)對(duì)于同步性的要求也更高,為此采用了高精度的電子齒輪同步控制和POWERLINK高速數(shù)字傳輸。
3貝加萊雙驅(qū)柔版印刷機(jī)控制系統(tǒng)架構(gòu)
基于貝加萊產(chǎn)品的雙驅(qū)柔板印刷機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。該系統(tǒng)以X20系列PLC為控制核心,采用Power Panel一體化觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)器的操作和監(jiān)視;X20分布式I/O通過(guò)X2X總線進(jìn)行了分布式連接,通過(guò)POWERLINK實(shí)時(shí)以太網(wǎng),26個(gè)伺服軸根據(jù)功能與機(jī)器的布局進(jìn)行了最優(yōu)配置,采用了3個(gè)不同的底板ACOPOSmulti驅(qū)動(dòng)模塊。這樣的系統(tǒng)易于擴(kuò)展,也更容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的模塊化設(shè)計(jì),從而提高系統(tǒng)配置的靈活性。
圖2.雙驅(qū)柔版印刷無(wú)軸傳動(dòng)控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖
4貝加萊雙驅(qū)柔版印刷解決方案的要素
4.1全新色標(biāo)檢測(cè)與處理模塊
基于全新的X67BC8591.L12色標(biāo)檢測(cè)模塊,貝加萊可以實(shí)現(xiàn)最快0.01mS的采樣速度,可以達(dá)到最高為150m/min的印刷速度,對(duì)于凹版印刷而言400m/min的速度也可以達(dá)到。該色標(biāo)檢測(cè)模塊的電源、傳感器和通訊連接如圖3所示。
圖3.貝加萊X67色標(biāo)檢測(cè)與處理模塊
該模塊的特點(diǎn)如下:
●支持2通道色標(biāo)傳感器信號(hào)的輸入
●IP67防護(hù)等級(jí)保護(hù)
●可直接連接I/O系統(tǒng);
●自由的擴(kuò)展;
●M8/M12連接頭;
●無(wú)需電柜空間,就近安裝;
●低噪音
●易于接線-直接M8/M12頭旋接即可;
●可外接ABR編碼器;
4.2POWERLINK確保了數(shù)據(jù)高速交換
采用POWERLINK數(shù)據(jù)通訊是雙驅(qū)方案的最佳選擇,對(duì)于26個(gè)伺服軸的同步而言,其任務(wù)周期可以達(dá)到500uS,由于雙驅(qū)方案的印刷單元軸與軸的同步關(guān)系,可以通過(guò)交叉通信的方式進(jìn)行軸關(guān)系的綁定,單個(gè)的伺服軸可以作為一個(gè)參考軸,它可以與其它軸建立交叉通信關(guān)系,可以無(wú)需經(jīng)過(guò)主站,各個(gè)軸間即可實(shí)現(xiàn)直接的數(shù)據(jù)通信,這種方式確保了速度的同時(shí),也使得主站CPU的數(shù)據(jù)負(fù)荷大幅降低,這是POWERLINK所獨(dú)有的技術(shù),另外,M12接頭的POWERLINK連接也確保了對(duì)于印刷機(jī)這種有油墨、紙屑的惡劣環(huán)境適應(yīng)能力。
4.3ACOPOSmulti高精度電子齒輪同步控制
對(duì)于高精度的電子齒輪同步控制而言,貝加萊的運(yùn)動(dòng)控制庫(kù)提供了高達(dá)32階次的齒輪精度,可以理解為沒(méi)有誤差的一個(gè)理想系統(tǒng),而所有軸均按照虛擬主軸同步的設(shè)計(jì)進(jìn)行完全的軸位置關(guān)系的綁定,通過(guò)POWERLINK,在每個(gè)固定的周期進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步,POWERLINK同步精度可以達(dá)到0.1uS,其確保了極高的傳動(dòng)精度。
4.4功能設(shè)計(jì)
該解決方案中設(shè)計(jì)了全自動(dòng)套色控制、預(yù)對(duì)版、配方管理和在線幫助等項(xiàng)功能。
(1) 預(yù)對(duì)版功能
配置預(yù)對(duì)版功能,使產(chǎn)品能快速打樣,縮短進(jìn)入正常印刷工作的時(shí)間,從而減少開(kāi)機(jī)過(guò)程原材
料和時(shí)間的浪費(fèi)。
(2) 配方管理
圖4為配方操作畫(huà)面。
圖4.配方操作畫(huà)面
5結(jié)束語(yǔ)
基于貝加萊提供的柔版印刷雙驅(qū)無(wú)軸傳動(dòng)解決方案,動(dòng)態(tài)套印精度可以達(dá)到加減速時(shí)+/-0.1mm,在穩(wěn)態(tài)可以達(dá)到+/-0.05mm,滿足了客戶(hù)對(duì)于高品質(zhì)印刷品的需求。另外,預(yù)對(duì)版功能使得產(chǎn)品可以快速地打樣,縮短進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)間,從而降低開(kāi)機(jī)過(guò)程材料和時(shí)間的浪費(fèi)。
作者簡(jiǎn)介
趙少華 男,貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(上海)有限公司行業(yè)銷(xiāo)售經(jīng)理。
標(biāo)簽:
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