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    一、概述

    系統(tǒng)采用PLC作為主控系統(tǒng)，印刷版輥﹑墨輥﹑送紙輥﹑電子凸輪皆為伺服傳動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)調(diào)整間隙，人機(jī)界面集中監(jiān)控，現(xiàn)場(chǎng)總線采集傳遞信號(hào)，再結(jié)合高精度減速機(jī)﹑聯(lián)軸器﹑編碼器﹑滑軌絲杠﹑同步皮帶等機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的各輥筒速度

    同步及相位同步，真空吸附電子凸輪送紙機(jī)構(gòu)保障快速精確送紙，系統(tǒng)的相位調(diào)整功能使調(diào)整變得簡(jiǎn)單易行。所有這些，極大地提高了生產(chǎn)速度﹑套印精度以及操作的簡(jiǎn)便性。

    二、系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)介

    系統(tǒng)由送紙部和四色印刷部組成，送紙部主要包括電子凸輪真空吸附送紙機(jī)

    構(gòu)和送紙輥。電子凸輪真空吸附送紙機(jī)構(gòu)利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓使紙板緊密吸附在送紙平臺(tái)上，兩臺(tái)電子凸輪伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)送紙平臺(tái)在送紙上下位間同步往復(fù)運(yùn)動(dòng)，配合送紙滾輪和送紙輥完成紙板依次傳送。在滾輪摩擦系數(shù)和紙板壓力穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，送紙時(shí)機(jī)與一色印版的位置和生產(chǎn)速度相關(guān)，在一定速度下，當(dāng)一色印版轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)開(kāi)始送紙，轉(zhuǎn)到另一位置時(shí)停止送紙，以保證印版能每次將圖案準(zhǔn)確印在紙板的相應(yīng)位置上。不同規(guī)格的紙板，送/停紙時(shí)機(jī)也相應(yīng)變更，操作人員僅需調(diào)整人機(jī)界面上的料號(hào)，系統(tǒng)會(huì)立即自動(dòng)調(diào)整，保證印刷位置準(zhǔn)確。兩臺(tái)電子凸輪電機(jī)的動(dòng)作、速度與旋轉(zhuǎn)角度要完全一致，才能保證電機(jī)和機(jī)構(gòu)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，以及紙板平直送出。在這里，我們采用兩軸同動(dòng)直線補(bǔ)間功能來(lái)實(shí)現(xiàn)兩軸實(shí)時(shí)同步。另外，凸輪電機(jī)還要滿足長(zhǎng)時(shí)間頻繁往復(fù)正反向運(yùn)轉(zhuǎn)需要，要求系統(tǒng)選配高響應(yīng)的伺服系統(tǒng)，并結(jié)合負(fù)載調(diào)整伺服參數(shù)，充分發(fā)揮伺服系統(tǒng)的高速高響應(yīng)特性，盡量減少傳動(dòng)環(huán)節(jié)及各環(huán)節(jié)延遲，同時(shí)，還要充分考慮系統(tǒng)發(fā)熱和回生保護(hù)問(wèn)題，使電機(jī)工作在輕載狀態(tài)。

    紙板送出后進(jìn)入四色印刷部，每一色部控制由印刷版輥﹑墨輥﹑托紙輥﹑牽紙輥和氣缸等共同完成，各輥筒皆直接或間接通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)，同時(shí)有步進(jìn)電機(jī)和編碼器調(diào)整輥筒間隙和位置。

    印刷版輥的軸徑通常很大，運(yùn)行速度很快，而印刷套印精度要求較高，因此印刷版輥間微小的速度差在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)造成套印超差。設(shè)任一時(shí)段任意兩印刷版輥的速度差為△V，系統(tǒng)速度環(huán)在△t時(shí)間內(nèi)將速差調(diào)整過(guò)來(lái)，因傳動(dòng)機(jī)構(gòu)延遲很小，設(shè)為0，則將△t時(shí)間內(nèi)由速度差△V產(chǎn)生的偏差設(shè)為ε，可總結(jié)公式如下：

ε=∫0△t△Vdt

    由此可見(jiàn)，負(fù)載間速度差△V越小，系統(tǒng)響應(yīng)越快（即△t越短），則產(chǎn)生的套印偏差ε越小。這就要求一方面要提高機(jī)械精度，如安裝同心度要好、負(fù)載慣量要均勻等；另外在系統(tǒng)選配時(shí)要充分考慮與負(fù)載匹配，在提供足夠負(fù)載扭力的同時(shí)還要提供足夠的響應(yīng)能力。同時(shí)，調(diào)試工作也非常重要，要結(jié)合負(fù)載使系統(tǒng)發(fā)揮最優(yōu)性能。對(duì)此，可利用伺服系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)功能先檢測(cè)負(fù)載狀況，再根據(jù)實(shí)際需要匹配參數(shù)（如提高響應(yīng)或減小超調(diào)量等），進(jìn)一步細(xì)調(diào)，直到符合條件為止。同時(shí)由于每個(gè)負(fù)載及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不盡相同，每臺(tái)伺服的參數(shù)也會(huì)略有差異,應(yīng)通過(guò)電氣來(lái)補(bǔ)償負(fù)載機(jī)械傳動(dòng)系數(shù)的差異。

    系統(tǒng)利用PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，采用單獨(dú)高速處理器，運(yùn)算獨(dú)立于CPU之外，結(jié)合伺服系統(tǒng)滿足高精度及快速響應(yīng)需求。另采集負(fù)載軸端編碼器信號(hào)，對(duì)負(fù)載運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)和校正，以消除傳動(dòng)誤差影響，并有利于分析查找問(wèn)題。

    各輥筒間線速度要一致，避免紙板打滑，同時(shí)墨輥上墨才會(huì)均勻，無(wú)色塊。另外，墨輥氣缸的動(dòng)作也很重要，開(kāi)始送紙時(shí)，氣缸帶動(dòng)墨輥依次下落，給印版著墨；停止送紙時(shí)，墨輥依次抬起，避免印版著墨太深。下落及抬起的時(shí)機(jī)由印版位置決定，以保證墨輥在印版上的著墨位置和著墨量，從而保證印刷質(zhì)量。

    由于紙板的規(guī)格型號(hào)很多，對(duì)于不同規(guī)格的紙板印刷，工藝和控制都要做出相應(yīng)調(diào)整；同時(shí)，設(shè)備清洗﹑維護(hù)﹑掛版等工作經(jīng)常進(jìn)行，難免會(huì)造成人為誤差，需要時(shí)常對(duì)印刷版輥相位進(jìn)行調(diào)整，這些都在程序里實(shí)現(xiàn)，操作人員只需在人機(jī)界面上調(diào)整料號(hào)和校正值，無(wú)需對(duì)設(shè)備做出任何改動(dòng)，操作簡(jiǎn)便，極大的提高了工作效率和靈活性。

    另外，在實(shí)踐過(guò)程中，我們總結(jié)出一套模擬套準(zhǔn)試驗(yàn)方法配合調(diào)試工作。通過(guò)PLC檢測(cè)伺服反饋和編碼器信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可計(jì)算出任意時(shí)刻各印刷版輥的相位差（脈沖值），再折算成長(zhǎng)度（mm），便可測(cè)得機(jī)械套準(zhǔn)精度，無(wú)需上墨和紙板，節(jié)省了大量的材料，同時(shí)也縮短了調(diào)試的時(shí)間。