施耐德电气 LXM23A伺服产品在自动帖版机上的应用

　　在柔性版印刷中,帖版是一项技术性要求很高的工作,帖版的精度以及贴合的好坏直接影响后期印刷的质量,传统的手动帖版方式越来越难满足客户高质量 的帖版要求,为了提高帖版的质量以及效率,我们与客户共同开发了全伺服自动 帖版机,该设备采用伺服控制,不但能保证帖版精度和速度,而且采用自动上下 版辊的功能,降低工作强度。另外,我们采用触摸屏内部配方功能,将每次帖版后每个轴伺服位置以配方 形式保存,在下次帖版的时候,只需要选择版辊齿数,各个伺服轴都会自动定位 到相应位置,大大提高生产效率。

一、设备结构特点及示意图

　　为了保证帖版过程中能准确的将版材贴合在版辊上,在版辊上方有两个 12 倍的摄像头,用来将板材边缘与版辊基准线放大,方便对齐,这两个摄像头共有 四颗伺服驱动,分别控制左右移动与上下移动;为了精确的控制版辊旋转角度, 版辊由一颗伺服控制角度的旋转;为了能方便安装版辊,用一颗伺服控制版辊的升降;在整个结构中为了能保证控制精度,机械传动部分全部选用研磨丝杠,精 度在 0.05mm。

设备的基本结构示意图如下图:

二、工艺描述

　　在帖版过程中,操作人员的双手一直在摆正板材和贴合板材,所以在整个帖 版过程中,所有的操作基本都是用脚踏开关来实现。

　　将空版辊放在升降机构上,踩踏版辊升降脚踏开关,版辊开始上升,当上升 到目标位置,松开脚踏,版辊固定顶锥气缸动作,将版辊固定住,然后让版辊旋 转找到基准刻度线,并以此为原点;然后分别调整两个摄像头的伺服,将摄像头 调整到合适位置,将板材贴合在版辊上,并将所有伺服的位置按照版辊尺寸保存 为对应配方,然后进行下一块板材的贴合,并依此将伺服位置保存在配方中,在 以后的工作中,将不再需要去调整每颗伺服的位置,只要在触摸屏上输入当前需 要贴版的序号,直接调出配方,伺服将按照配方的数据来完成整个定位控制,不 但提高了贴版的效率,而且大大降低了操作人员的劳动强度。

控制要求:所有伺服的控制定位精度都必须在 20 丝以内。

三、施耐德配置及方案描述

GXO3501+M238+LXM23A*6 

　　本方案采用基于施耐德 Somachine 平台的 M238 PLC 为控制核心,使用 M238集成的 CANopen 总线接口控制 6 颗集成 CANopen 总线接口的 LXM23A 伺服, 上位控制采用施耐德 GXO3501 触摸屏,通过 Modbus 总线跟 PLC 通讯,利用触 摸屏本身的配方功能。

施耐德方案的优势:

1、此设备对配方要求非常高,施耐德GXO系列不但在色彩显示上比同类型 其他品牌有优势,而且价格也非常实惠,最有优势的是 32 组配方,每组64 个配方的强大配方功能,非常适合这个设备,所以首先触摸屏本身就 有很高的性价比。

2、此方案共需要控制 6 颗伺服,对于小型 PLC 来说,当前市面上基本最多 做到可以通过 PTO 控制 4 个轴,如果超过 4 个轴,必须加扩展 PTO 模块 或者位置控制模块,不但增加成本,而且增加故障点;另外,无论是 PTO控制还是位置控制模块基本都采用脉冲控制的方式,PLC 跟伺服之间需要很多的连接线,无形中增加了成本和故障隐患;我们采用 CANopen 总 线的控制方式,不需要增加扩展模块,而且伺服与 PLC 之间通过 RJ45的总线连接方式,配线简单,并降低因为接线带来的故障隐患。总的来说,这个方案的集成度非常高,无论是装配接线还是操作都非常 方便,有非常高的性价比。

设计开发工具: SoMachineV3.1(M238)? Vijeo Designer (HMI)

四、总结

　　对于帖版机来说,虽然在配置上没有采用什么高端的配置,但是对整个印刷 工艺来说,这是一个很重要的环节,而且是基本环节,这个环节如果有任何问题, 直接影响到印刷质量的好坏,对于整版帖版来说,此设备可能跟手工帖版来比没 有很明显的差别,但对于拼版帖版的方式,使用手工帖版将会非常的麻烦和繁琐, 而且很容易将版贴坏,如果采用此全自动帖版的方式,将大大节省时间和人工强 度。