富士電機POD、PLC產(chǎn)品在高速全自動不干膠商標印刷機上的應用

項目簡介 前不久，一家印刷機公司委托我們開發(fā)了一種新型全自動商標印刷機的全套電控系統(tǒng)。由于以前的機型是純機械的，隨著這幾年自動化產(chǎn)品的豐富，功能的增強，該公司也有意采用自動化新技術來增加產(chǎn)品功能，提升產(chǎn)品檔次。 這款新型的高速全自動不干膠商標印刷機的技術指標：項目技術指標印刷速度200個商標/分鐘印刷長度范圍5～350mm印刷精度±0.025mm功能四色套印，追蹤色標印刷綜合上述要求，該機型的最高要求：一分鐘之內(nèi)印刷350mm長的商標200個（即0.3秒內(nèi)要伺服電機定位350mm），且精度要求在5絲之內(nèi)。這也就要求可編程控制器能夠發(fā)送很高頻率的脈沖指令，控制伺服電機快速反應，高速而且高精確定位。結(jié)合工藝要求，并根據(jù)市場情況，兼顧整個系統(tǒng)的成本控制，最終采用了性價比較高的日本富士電機公司的UG20系列觸摸屏、SPB系列可編程控制器、G11變頻器等產(chǎn)品組成了整個項目的電氣控制系統(tǒng)。主要通過操作PLC控制變頻器、伺服電機達到高精度定位。 系統(tǒng)控制介紹 整個控制系統(tǒng)大體分兩個部分 1.定長印刷控制所謂定長印刷控制是指每次印刷的長度是固定的。用戶在觸摸屏上輸入印刷長度，選擇印刷速度和設置印刷數(shù)量。然后由PLC將用戶設置的數(shù)據(jù)進行一定的運算處理后控制伺服電機進行高速定長定位。由于運行速度較高，但用戶設計的滾筒很重，慣量很大；由于要求停車要平穩(wěn)。為此我們利用了富士PLC中的一些特殊指令，配合我們自己的一些特殊運算公式，能夠做到PLC指令脈沖的S型加減速，并且從伺服檢測曲線來看也完全實現(xiàn)了電機S型減速，達到平滑停車的效果。大大減少了大直徑滾筒對伺服電機的沖擊而產(chǎn)生的位置偏差。 在實現(xiàn)這種停車效果的編程調(diào)試中，我們感覺到富士的PLS1發(fā)脈沖指令在這方面上有充分的優(yōu)勢。首先它的加減速時間短，只有6ms；其次可以在發(fā)脈沖時不斷變換脈沖頻率，可以做到分級減速。這樣的停車使得電機能平滑減速，減少了大慣量的滾筒對機械的沖擊，實現(xiàn)了高節(jié)拍運行與平穩(wěn)停車的目標。此外，盡管富士的這款SPB系列的小型PLC價格較低，但是具有發(fā)送2路高達100KHz脈沖的能力。換句話說，它可以同時控制兩個交流伺服電機，實現(xiàn)高速、高精度定位。這也是我們與客戶一致認同采用富士PLC的一大因素。 2.追色印刷控制所謂追色印刷控制，是指將前一次印刷過的商標再次印刷，套印上其他顏色的圖案。印刷中要根據(jù)紙張上已經(jīng)印好的某一種顏色的色標來定位，實現(xiàn)多種顏色的精確套色。用戶在觸摸屏上輸入印刷長度、追蹤色標長度，選擇印刷速度和追色速度。運行中，伺服電機首先高速運行一段距離，然后以較低的速度運行，同時在追色長度范圍內(nèi)尋找色標，一旦找到色標立即停車。我們?nèi)匀挥昧烁皇縋LC的一些特有指令，做到高速快進，低速追色；既有快速性，又保證了正確性。追色印刷控制指令曲線：指令脈沖頻率Hz追蹤到色標時間（S）減速追蹤色標追色印刷控制中電機的實測轉(zhuǎn)速曲線圖：由于定位模式與定長印刷控制有所相同的地方，都同時用到了S型加減速。 綜述 從用戶實際使用的效果來看，此系統(tǒng)控制完全達到了用戶所提出的要求，印刷效果，追色效果理想。在此我們特地把新老兩種印刷機的特點作了比較：老機型：純機械商標印刷機新機型：全自動商標印刷機整機的機械結(jié)構(gòu)復雜簡潔機械成本高低電器成本低中等可靠性低高操作界面無中文、英文對操作人員的素質(zhì)要求高低整機附加值低高定長印刷功能有有方法調(diào)整機械觸摸屏設置定長印刷時的長度調(diào)整情況復雜、費時費力簡單、省時省力追色印刷功能無有 值得一提的是，該公司原計劃采用文本顯示器，但是后來我們推薦配置了富士觸摸屏。使用后，他們感覺到操作起來非常便利，界面豐富，中英文對照，操作工無需太多培訓即可上手。令他們對富士產(chǎn)品的操作便利、穩(wěn)定與可靠留下了深刻的印象。新型印刷機一經(jīng)問世，便遠銷土耳其，目前已經(jīng)進入批量生產(chǎn)階段，為客戶創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。