富士电机POD、PLC产品在高速全自动不干胶商标印刷机上的应用

项目简介 前不久，一家印刷机公司委托我们开发了一种新型全自动商标印刷机的全套电控系统。由于以前的机型是纯机械的，随着这几年自动化产品的丰富，功能的增强，该公司也有意采用自动化新技术来增加产品功能，提升产品档次。 这款新型的高速全自动不干胶商标印刷机的技术指标：项目技术指标印刷速度200个商标/分钟印刷长度范围5～350mm印刷精度±0.025mm功能四色套印，追踪色标印刷综合上述要求，该机型的最高要求：一分钟之内印刷350mm长的商标200个（即0.3秒内要伺服电机定位350mm），且精度要求在5丝之内。这也就要求可编程控制器能够发送很高频率的脉冲指令，控制伺服电机快速反应，高速而且高精确定位。结合工艺要求，并根据市场情况，兼顾整个系统的成本控制，最终采用了性价比较高的日本富士电机公司的UG20系列触摸屏、SPB系列可编程控制器、G11变频器等产品组成了整个项目的电气控制系统。主要通过操作PLC控制变频器、伺服电机达到高精度定位。 系统控制介绍 整个控制系统大体分两个部分 1.定长印刷控制所谓定长印刷控制是指每次印刷的长度是固定的。用户在触摸屏上输入印刷长度，选择印刷速度和设置印刷数量。然后由PLC将用户设置的数据进行一定的运算处理后控制伺服电机进行高速定长定位。由于运行速度较高，但用户设计的滚筒很重，惯量很大；由于要求停车要平稳。为此我们利用了富士PLC中的一些特殊指令，配合我们自己的一些特殊运算公式，能够做到PLC指令脉冲的S型加减速，并且从伺服检测曲线来看也完全实现了电机S型减速，达到平滑停车的效果。大大减少了大直径滚筒对伺服电机的冲击而产生的位置偏差。 在实现这种停车效果的编程调试中，我们感觉到富士的PLS1发脉冲指令在这方面上有充分的优势。首先它的加减速时间短，只有6ms；其次可以在发脉冲时不断变换脉冲频率，可以做到分级减速。这样的停车使得电机能平滑减速，减少了大惯量的滚筒对机械的冲击，实现了高节拍运行与平稳停车的目标。此外，尽管富士的这款SPB系列的小型PLC价格较低，但是具有发送2路高达100KHz脉冲的能力。换句话说，它可以同时控制两个交流伺服电机，实现高速、高精度定位。这也是我们与客户一致认同采用富士PLC的一大因素。 2.追色印刷控制所谓追色印刷控制，是指将前一次印刷过的商标再次印刷，套印上其他颜色的图案。印刷中要根据纸张上已经印好的某一种颜色的色标来定位，实现多种颜色的精确套色。用户在触摸屏上输入印刷长度、追踪色标长度，选择印刷速度和追色速度。运行中，伺服电机首先高速运行一段距离，然后以较低的速度运行，同时在追色长度范围内寻找色标，一旦找到色标立即停车。我们仍然用了富士PLC的一些特有指令，做到高速快进，低速追色；既有快速性，又保证了正确性。追色印刷控制指令曲线：指令脉冲频率Hz追踪到色标时间（S）减速追踪色标追色印刷控制中电机的实测转速曲线图：由于定位模式与定长印刷控制有所相同的地方，都同时用到了S型加减速。 综述 从用户实际使用的效果来看，此系统控制完全达到了用户所提出的要求，印刷效果，追色效果理想。在此我们特地把新老两种印刷机的特点作了比较：老机型：纯机械商标印刷机新机型：全自动商标印刷机整机的机械结构复杂简洁机械成本高低电器成本低中等可靠性低高操作界面无中文、英文对操作人员的素质要求高低整机附加值低高定长印刷功能有有方法调整机械触摸屏设置定长印刷时的长度调整情况复杂、费时费力简单、省时省力追色印刷功能无有 值得一提的是，该公司原计划采用文本显示器，但是后来我们推荐配置了富士触摸屏。使用后，他们感觉到操作起来非常便利，界面丰富，中英文对照，操作工无需太多培训即可上手。令他们对富士产品的操作便利、稳定与可靠留下了深刻的印象。新型印刷机一经问世，便远销土耳其，目前已经进入批量生产阶段，为客户创造了良好的经济效益。