前緣送紙機(jī)作為一個(gè)獨(dú)立機(jī)型存在，可以直接裝在各種印刷機(jī)、圓壓圓等機(jī)器上，其中應(yīng)用在印刷機(jī)上居多，本案例主要介紹前緣送紙機(jī)在印刷開(kāi)槽送紙機(jī)上應(yīng)用，前緣送紙是比較高檔的送紙方式，它適于大規(guī)模的生產(chǎn)，適用于紙板較薄的印刷開(kāi)槽，這種高檔的送紙方式正在一些大型企業(yè)適用。
1.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖:
送紙機(jī)三個(gè)重要的部分:
* 磨擦膠輪 （該機(jī)型采用半輪，伺服電機(jī)通過(guò)同步帶連接傳動(dòng)，減速比1:2）
* 格框架 （又稱托紙架，該機(jī)型固定位置不變，與紙張間在吸風(fēng)系統(tǒng)作用下形成真空，更易于控制紙張）
* 真空吸風(fēng)系統(tǒng)（前緣送紙采用真空吸附方式，有利于紙板的輸送，真空前緣吸附進(jìn)料更易控制紙板，能夠減少進(jìn)料紙板的破損和印刷損壞，并提高生產(chǎn)效率）
1.2 工藝簡(jiǎn)介
前緣送紙機(jī)為瓦楞紙制造廠商所熱愛(ài)， 是將一疊瓦楞紙板中把底部的紙板輸送到印刷部，同時(shí)與其他的印刷部一起配合。操作流程：首先將紙張平整的放到格框架上，并根據(jù)紙張寬度實(shí)時(shí)調(diào)整后支架，啟動(dòng)真空吸風(fēng)系統(tǒng)，按下主機(jī)加速按鈕，待主機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，在觸摸屏選擇連續(xù)送紙還是隔張送紙，按下送紙按鈕，送紙機(jī)進(jìn)行連續(xù)或者隔張送紙。
上個(gè)世紀(jì)70年代前，我國(guó)紙箱生產(chǎn)設(shè)備都是單機(jī)手工操作，生產(chǎn)效率很低，80年代，部分紙箱企業(yè)開(kāi)始引進(jìn)日本先進(jìn)設(shè)備、瓦楞紙板生產(chǎn)線、水性印刷開(kāi)槽機(jī)、圓壓圓模切機(jī)等，國(guó)內(nèi)紙箱機(jī)械企業(yè)開(kāi)始模仿引進(jìn)設(shè)備。因從國(guó)外引進(jìn)設(shè)備價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)紙箱企業(yè)大多數(shù)無(wú)法接受，這為國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)備企業(yè)打開(kāi)了銷路，形成目前較為先進(jìn)的紙箱機(jī)械設(shè)備。但是，根據(jù)目前紙箱生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)紙箱機(jī)械設(shè)備的要求也越來(lái)越高。這就為紙箱機(jī)械企業(yè)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)高速、高檔、高效、高科技紙箱機(jī)械設(shè)備指明了方向。
3.1 傳統(tǒng)應(yīng)用方案
對(duì)于瓦楞紙開(kāi)槽印刷機(jī)，前沿送紙機(jī)構(gòu)的送紙精度對(duì)于印刷質(zhì)量至關(guān)重要。傳統(tǒng)的送紙機(jī)構(gòu)均采用高精度機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行送紙的控制，整套機(jī)械凸輪價(jià)格上萬(wàn)美元，并且需要經(jīng)常性的維護(hù)，由于磨損而會(huì)導(dǎo)致精度的降低，當(dāng)在不同長(zhǎng)度的印刷時(shí)都需要機(jī)械的反復(fù)調(diào)校，耗費(fèi)時(shí)間，這使得它成為了系統(tǒng)的瓶頸。
3.2 應(yīng)用英威騰伺服DA200新方案
* 電氣配置選型：
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品牌 |
功率(kW） |
精度 |
數(shù)量/臺(tái) |
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交流伺服 |
英威騰DA200 |
4.4 |
1 |
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英威騰 |
4.4 |
2500線 |
1 |
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主編碼器 |
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分辨率為1024線 |
1 |
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1 |
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* 操作界面
主軸轉(zhuǎn)速顯示主軸編碼器轉(zhuǎn)速，原點(diǎn)指示顯示原點(diǎn)信號(hào)，送張張數(shù)顯示送紙的張數(shù)，根據(jù)要求可選擇隔張送紙還是連續(xù)送紙方式，上電自動(dòng)顯示連續(xù)送紙方式，其中隔張送紙、連續(xù)送紙、送紙開(kāi)關(guān)及原點(diǎn)指示燈有效顯示綠色，無(wú)效顯示紅色，送紙開(kāi)關(guān)可以控制伺服送紙，關(guān)閉送紙開(kāi)關(guān)，伺服自動(dòng)回原點(diǎn)，到達(dá)原點(diǎn)位置，原點(diǎn)指示綠色。
3.3 新方案采用DA200內(nèi)置電子凸輪代替?zhèn)鹘y(tǒng)方案的實(shí)體機(jī)械凸輪，兩者區(qū)別如下：
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機(jī)械凸輪與電子凸輪比較表 |
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機(jī)械凸輪 |
電子凸輪 |
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凸輪結(jié)構(gòu) |
旋轉(zhuǎn)一周后，回到原來(lái)位置 |
旋轉(zhuǎn)一周后，不一定回到原來(lái)位置，也可能象蚊香一樣呈現(xiàn)螺旋形。 |
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凸輪平滑度 |
實(shí)際加工精細(xì)度決定 |
兩點(diǎn)之間由軟件插補(bǔ)3次曲線(常州步云5次曲線) |
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位置準(zhǔn)確性 |
很精確(不產(chǎn)生振動(dòng)的情況下） |
命令很精確，但實(shí)際位置因伺服延遲有落后誤差 |
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長(zhǎng)行程運(yùn)動(dòng) |
從動(dòng)軸行程越長(zhǎng)，凸輪必須越大，制作不易 |
表格數(shù)據(jù)改變即可，容易實(shí)現(xiàn) |
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主動(dòng)軸省略 |
主動(dòng)軸無(wú)法省略 |
利用驅(qū)動(dòng)器用虛擬軸來(lái)模擬外界編碼器，P7.01改成虛擬主動(dòng)軸即可 |
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使用彈性 |
更改/修改很麻煩，也要銀子 |
重新設(shè)定參數(shù)即可達(dá)到，無(wú)實(shí)體成本 |
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維修保養(yǎng) |
機(jī)械會(huì)磨損，必須必須保養(yǎng) |
免保養(yǎng) |
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其他 |
主動(dòng)軸占空間，也消耗能源 |
節(jié)省空間，節(jié)能環(huán)保 |
3.4 應(yīng)用英威騰伺服DA200新方案優(yōu)勢(shì)：
* 采用伺服電子凸輪不會(huì)象機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)需要經(jīng)常性的維護(hù)，更不會(huì)由于出現(xiàn)磨損而會(huì)導(dǎo)致精度的降低。
* 隔張送紙功能：當(dāng)送紙較長(zhǎng)出現(xiàn)“追尾”時(shí)，可以啟用隔張送功能，在線切換。
* 調(diào)試簡(jiǎn)捷，維護(hù)簡(jiǎn)便，人性化的調(diào)機(jī)軟件，模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)使系統(tǒng)簡(jiǎn)單方便。
4.1 接線圖
接線1：
* 通訊接線：
TPC7062TX 英威騰：DA200
COM2通訊口 CN3通訊口
7 RS485+ 4 RS485+
8 RS485- 5 RS485 -
* 接近開(kāi)關(guān)接線
NPN常開(kāi)接近開(kāi)關(guān) CN1端子配線 24v直流開(kāi)關(guān)電源
原點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)黑色信號(hào)線 37 DI2
張數(shù)接近開(kāi)關(guān)黑色信號(hào)線 34 DI5
原點(diǎn)/張數(shù)接近開(kāi)關(guān)棕色 2 COM+ 24V+
原點(diǎn)/張數(shù)接近開(kāi)關(guān)藍(lán)色 24V-
* 編碼器接線：
1024線 CN5端子配線
A綠 10 B+
/A棕 9 B-
5V紅 5 5V
/B灰 4 A-
B白 3 A+
0V黑 12 0V
/Z橙 13 Z-
Z黃 14 Z+
注：編碼器AB相與伺服CN5端子BA相對(duì)應(yīng)，否則工作方向不能嚙合。
4.2 伺服參數(shù)設(shè)置表
P5.10=026（回原點(diǎn)方式選擇）
P5.11=1 （上電自動(dòng)回原點(diǎn)）
P3.00=103（上電自動(dòng)使能）
P3.01=117（原點(diǎn)開(kāi)關(guān)設(shè)置）
P1.01=300（第一慣量比）
P1.03=12 （機(jī)械剛度設(shè)定）
P2.10=100（速度前饋增益）
P2.12=100（轉(zhuǎn)矩前饋增益）
P0.20=4 （位置指令選擇電子凸輪）
P0.18=1307(面板修改P9.71及P9.78參數(shù)需先設(shè)置此參數(shù))
P9.71=250（主回路欠壓保護(hù)值）
P9.78=250（控制電源欠壓保護(hù)值）
P4.34=1 （制動(dòng)過(guò)載檢測(cè)選擇內(nèi)置）
P7.01=1 （電子凸輪主動(dòng)軸來(lái)源選擇第二編碼器）
P7.02=2 （電子凸輪嚙合條件選擇第二編碼器單圈觸發(fā)）
注：設(shè)置完上述所有參數(shù)，請(qǐng)將伺服重啟或者上位機(jī)軟件重啟。
4.3伺服凸輪設(shè)置步驟
* 軟件主界面
* 菜單-工具-電子凸輪。
* 點(diǎn)擊電子凸輪進(jìn)入歡迎界面，凸輪曲線生成選擇高速印刷。
* 參數(shù)設(shè)置對(duì)需要的參數(shù)修改成合適的值
STEP1-機(jī)械參數(shù)設(shè)定主要修改：
凸輪軸直徑（ds）=0.1365m； 主軸直徑=0.48m； 主軸編碼器分辨率=4096； 運(yùn)行總距離（伺服軸）=20000PUU； 凸輪減速比=1： 2； 加速距離（S∑）=0.01m； 設(shè)置結(jié)束點(diǎn)擊確認(rèn)!
STEP2-曲線規(guī)劃參數(shù)設(shè)定不需要修改直接點(diǎn)擊確認(rèn)！點(diǎn)擊右下角繪圖鍵！點(diǎn)擊下一步，進(jìn)入下一界面！
* 表格參數(shù)下載
凸輪曲線點(diǎn)數(shù)選擇1000點(diǎn)，點(diǎn)擊重新建立表格，點(diǎn)擊右下角繪圖鍵！點(diǎn)擊下載到控制器。燒寫結(jié)束請(qǐng)將參數(shù)P7.18=0，并將伺服重啟或者上位機(jī)軟件重啟。
* 因采用伺服電子凸輪不會(huì)象機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)需要經(jīng)常性的維護(hù)，更不會(huì)由于出現(xiàn)磨損而會(huì)導(dǎo)致精度的降低！
* 隔張送紙功能：當(dāng)送紙較長(zhǎng)出現(xiàn)“追尾”時(shí)，可以啟用隔張送功能，在線切換！
* 利用內(nèi)置的高速運(yùn)算性能和快速響應(yīng)特性,電子凸輪功能使得DA200在運(yùn)動(dòng)精度、輸出柔性、速度和加速度控制優(yōu)勢(shì)十分明顯，一舉打破了進(jìn)口伺服的堅(jiān)冰,成為行業(yè)翹楚。
