1、引言

      切紙機(jī)械是印刷和包裝行業(yè)的常用的設(shè)備，外形如圖1所示。切紙機(jī)完成的最基本動(dòng)作是把待裁切的材料送到指定位置，然后進(jìn)行裁切。其控制的核心是一個(gè)單軸定位控制。這次改造的切紙機(jī)是由單片機(jī)加編碼器，變頻器及剎車(chē)控制，當(dāng)接收編碼器的脈沖信號(hào)達(dá)到設(shè)定值后，單片機(jī)系統(tǒng)輸出信號(hào)，令變頻器停機(jī)，同時(shí)電磁剎車(chē)制動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)定位。該系統(tǒng)陳舊，定位精度低，器件老化，故障頻率高，給生產(chǎn)造成很大影響。通過(guò)我們用豐煒plc+海泰克觸摸屏+東元伺服對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行改造，不僅提高了系統(tǒng)的精度，穩(wěn)定性，還增加了一些新功能，使操作更加簡(jiǎn)單明了，取得了滿(mǎn)意的效果。

 

 

2、切紙工藝

      切紙機(jī)裁切工藝過(guò)程如圖2所示，當(dāng)推紙器將待切材料精確地推送到指定位置后，由工作人員經(jīng)按鈕發(fā)出裁切指令，使壓紙器將材料壓緊，延時(shí)1-4秒后，鎖刀電磁鐵自動(dòng)獲電，打開(kāi)保險(xiǎn)栓，同時(shí)氣墊停止供氣，刀床開(kāi)始下移進(jìn)行裁切，裁切完畢，刀床自動(dòng)返回最高位置，保險(xiǎn)栓鎖住，裁切過(guò)程結(jié)束。

 

 

      在工藝上，壓紙器將材料壓緊延時(shí)的時(shí)間簡(jiǎn)稱(chēng)刀壓差，應(yīng)視不同的裁切材料自由設(shè)定，如裁切瓦楞紙，刀壓差應(yīng)小于1秒，裁切牛皮紙可設(shè)定2-3秒。另外，為使紙張?jiān)谄脚_(tái)上輕便移動(dòng)，在工作臺(tái)面上設(shè)置了數(shù)百個(gè)微小的噴氣孔，由氣泵電機(jī)帶動(dòng)氣泵供氣，使平臺(tái)上形成一個(gè)氣墊，以便厚重的紙張移動(dòng)。但是在壓紙器壓紙時(shí)，氣墊應(yīng)暫停工作。在刀床安全保護(hù)方面主要采用了鎖刀電磁鐵，由它控制機(jī)械保險(xiǎn)栓，使刀床停止裁切時(shí)處于鎖定狀態(tài)。在裁切工作臺(tái)兩側(cè)還設(shè)置了紅外光欄保護(hù)器，它不受日光和燈光的干擾，在裁切時(shí)，當(dāng)手或者其他物品進(jìn)入刀床前方的危險(xiǎn)區(qū)時(shí)，遮擋了紅外光線，則刀床急速停刀，實(shí)現(xiàn)了安全保護(hù)。

3、自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

      人機(jī)界面由上海泰克hitech pws5600s觸摸屏構(gòu)成。plc選用豐煒vb1-32mt-d。伺服控制選用東元tsta20c控制器。原系統(tǒng)由單片機(jī)加編碼器，變頻器及剎車(chē)控制，當(dāng)接收編碼器的脈沖信號(hào)達(dá)到設(shè)定值后，單片機(jī)系統(tǒng)輸出信號(hào)，令變頻器停機(jī)，同時(shí)電磁剎車(chē)制動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)定位。現(xiàn)我們采用豐煒vb1系列plc和東元的伺服配合再加觸摸屏來(lái)取代原系統(tǒng)。
      豐煒vb1系列plc是專(zhuān)為高速輸入及定位控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)的plc。其具有兩個(gè)硬體高速計(jì)數(shù)器不但計(jì)數(shù)頻率高達(dá)ab相200khz，而且具備硬體比較中斷功能，可完成精密之定位控制。在速位控制方面，vb1-plc提供了4點(diǎn)高速脈沖輸出，可同時(shí)執(zhí)行4個(gè)獨(dú)立軸的定位控制。其中，y0及y1輸出點(diǎn)可輸出20khz脈沖，y2及y3輸出點(diǎn)可輸出高達(dá)200khz的脈沖。在多軸定位控制之應(yīng)用場(chǎng)合可發(fā)揮最高之經(jīng)濟(jì)效益。在該系統(tǒng)中我們主要是用到其高速的脈沖輸出及便利的定位指令?；趐lc技術(shù)的自動(dòng)化切紙顯示操作界面如圖3所示。

 

3.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

      該系統(tǒng)使用豐煒plc+東元伺服+海泰克觸摸屏改造后的優(yōu)點(diǎn)：
      (1) 該系統(tǒng)使用豐煒plc+東元伺服，采用最高200khz脈沖加方向的控制方式，比之前編碼器加變頻的方式精度更高，控制更靈活，現(xiàn)在系統(tǒng)定位精度為0.01mm，定位速度150mm/s。
      (2) 該系統(tǒng)利用豐煒plc定位指令的現(xiàn)在值寄存器實(shí)現(xiàn)全程的位置定位及顯示，使定位尋址及顯示更加準(zhǔn)確方便。
      (3) 該系統(tǒng)手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，利用vb1系列絕對(duì)定位和相對(duì)定位指令，既可以直接指定切斷長(zhǎng)度，也可以直接設(shè)定相對(duì)的位移量，或者直接任意速度點(diǎn)動(dòng)。
      (4) 為確保精度，消除絲杠，皮帶等的機(jī)械誤差，該系統(tǒng)增加追差功能，即系統(tǒng)反向定位時(shí)多移動(dòng)一個(gè)追差量，然后再正向移動(dòng)相同追差量，以便消除間隙等機(jī)械誤差。

      (5) 因客戶(hù)其他相同機(jī)型可能選用不同導(dǎo)程的絲杠，需要該程序可以進(jìn)行不同導(dǎo)程絲杠的切換。利用東元伺服驅(qū)動(dòng)器可以設(shè)置多組電子齒輪比，通過(guò)多功能輸入接點(diǎn)進(jìn)行切換，省去了通過(guò)程序計(jì)算轉(zhuǎn)換的麻煩。
      (6) 利用海泰克觸摸屏的配方功能，可以將常用的工作位置流程存儲(chǔ)，在今后的工作中可以直接調(diào)用設(shè)定好的工作流程，一步步進(jìn)行裁切，更方便客戶(hù)的使用。

4、結(jié)束語(yǔ)

      利用豐煒plc+東元伺服+海泰克觸摸屏對(duì)切紙機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造后，使切紙機(jī)系統(tǒng)的工作精度及工作效率大大提高，工作正?？煽?。從運(yùn)行結(jié)果看，完全達(dá)到了預(yù)先設(shè)計(jì)的要求，取得了令人滿(mǎn)意的效果，增強(qiáng)客戶(hù)對(duì)羅升企業(yè)一站式服務(wù)的信心。