一、概述

    系統采用PLC作為主控系統，印刷版輥﹑墨輥﹑送紙輥﹑電子凸輪皆為伺服傳動(dòng)，步進(jìn)電機調整間隙，人機界面集中監控，現場(chǎng)總線(xiàn)采集傳遞信號，再結合高精度減速機﹑聯(lián)軸器﹑編碼器﹑滑軌絲杠﹑同步皮帶等機構，實(shí)現高速運轉下的各輥筒速度

    同步及相位同步，真空吸附電子凸輪送紙機構保障快速精確送紙，系統的相位調整功能使調整變得簡(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、系統構成簡(jiǎn)介

    系統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

    構和送紙輥。電子凸輪真空吸附送紙機構利用風(fēng)機產(chǎn)生的負壓使紙板緊密吸附在送紙平臺上，兩臺電子凸輪伺服電機驅動(dòng)送紙平臺在送紙上下位間同步往復運動(dòng)，配合送紙滾輪和送紙輥完成紙板依次傳送。在滾輪摩擦系數和紙板壓力穩定的基礎上，送紙時(shí)機與一色印版的位置和生產(chǎn)速度相關(guān)，在一定速度下，當一色印版轉到某一位置時(shí)開(kāi)始送紙，轉到另一位置時(shí)停止送紙，以保證印版能每次將圖案準確印在紙板的相應位置上。不同規格的紙板，送/停紙時(shí)機也相應變更，操作人員僅需調整人機界面上的料號，系統會(huì )立即自動(dòng)調整，保證印刷位置準確。兩臺電子凸輪電機的動(dòng)作、速度與旋轉角度要完全一致，才能保證電機和機構連續穩定運轉，以及紙板平直送出。在這里，我們采用兩軸同動(dòng)直線(xiàn)補間功能來(lái)實(shí)現兩軸實(shí)時(shí)同步。另外，凸輪電機還要滿(mǎn)足長(cháng)時(shí)間頻繁往復正反向運轉需要，要求系統選配高響應的伺服系統，并結合負載調整伺服參數，充分發(fā)揮伺服系統的高速高響應特性，盡量減少傳動(dòng)環(huán)節及各環(huán)節延遲，同時(shí)，還要充分考慮系統發(fā)熱和回生保護問(wèn)題，使電機工作在輕載狀態(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)伺服驅動(dòng)，同時(shí)有步進(jìn)電機和編碼器調整輥筒間隙和位置。

    印刷版輥的軸徑通常很大，運行速度很快，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)間內就會(huì )造成套印超差。設任一時(shí)段任意兩印刷版輥的速度差為△V，系統速度環(huán)在△t時(shí)間內將速差調整過(guò)來(lái)，因傳動(dòng)機構延遲很小，設為0，則將△t時(shí)間內由速度差△V產(chǎn)生的偏差設為ε，可總結公式如下：

ε=∫0△t△Vdt

    由此可見(jiàn)，負載間速度差△V越小，系統響應越快（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械精度，如安裝同心度要好、負載慣量要均勻等；另外在系統選配時(shí)要充分考慮與負載匹配，在提供足夠負載扭力的同時(shí)還要提供足夠的響應能力。同時(shí)，調試工作也非常重要，要結合負載使系統發(fā)揮最優(yōu)性能。對此，可利用伺服系統的自動(dòng)檢測功能先檢測負載狀況，再根據實(shí)際需要匹配參數（如提高響應或減小超調量等），進(jìn)一步細調，直到符合條件為止。同時(shí)由于每個(gè)負載及其傳動(dòng)機構不盡相同，每臺伺服的參數也會(huì )略有差異,應通過(guò)電氣來(lái)補償負載機械傳動(dòng)系數的差異。

    系統利用PLC的運動(dòng)控制功能對伺服系統進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，采用單獨高速處理器，運算獨立于CPU之外，結合伺服系統滿(mǎn)足高精度及快速響應需求。另采集負載軸端編碼器信號，對負載運行狀況進(jìn)行檢測和校正，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(xiàn)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(zhù)墨；停止送紙時(shí)，墨輥依次抬起，避免印版著(zhù)墨太深。下落及抬起的時(shí)機由印版位置決定，以保證墨輥在印版上的著(zhù)墨位置和著(zhù)墨量，從而保證印刷質(zhì)量。

    由于紙板的規格型號很多，對于不同規格的紙板印刷，工藝和控制都要做出相應調整；同時(shí)，設備清洗﹑維護﹑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)常對印刷版輥相位進(jìn)行調整，這些都在程序里實(shí)現，操作人員只需在人機界面上調整料號和校正值，無(wú)需對設備做出任何改動(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，我們總結出一套模擬套準試驗方法配合調試工作。通過(guò)PLC檢測伺服反饋和編碼器信號，對其進(jìn)行統計分析，可計算出任意時(shí)刻各印刷版輥的相位差（脈沖值），再折算成長(cháng)度（mm），便可測得機械套準精度，無(wú)需上墨和紙板，節省了大量的材料，同時(shí)也縮短了調試的時(shí)間。