一：系统的结构分析：

多轴凹版印刷是当前印刷工艺中比较成熟的工艺,凹印机实现原理的控制有两种，一种是多轴之间通过机械的耦合，由一台主机拖动；一种是多轴之间的传动完全没有任何机械上的连接，各轴独立电机驱动。前者一般称为有轴传动，后者称为无轴传动或电子轴传动。鉴于国内无轴传动技术不成熟，本文不作讨论。以下是一台典型的有轴传动的印刷机的结构性示意图。

从上图中，我们可以看出，系统的关键传动点只有3个，放卷，牵引和收卷。至于转架，其他的切刀控制等，在系统中不过承担辅助的工作。

那么系统中主要的控制模型就是我们的MD320的PID典型应用方案或者MD330的卷曲控制方案的应用。而对于这样的典型应用，无须多言，是应用非常成熟而且可靠的方案。

可以参考<汇川变频器在7电机凹版印刷机系统中的应用>一文.

本文主要从系统的工艺着手，分析我们在为客户提供整体解决方案时，应该注意到那些控制要点和控制逻辑，这样有助于提高我们在客户面前展现更多的专业精神和形象，提高客户对我们这支专业队伍的信赖感。

二：应用的基本原理

凹印的基本原理是：依赖各个印刷辊上面的不同的图案，以及图案中的深浅层次变化，印辊吸墨的程度不同，对于承印物着色发生不同层次的颜色变化，就可以印出多层次，多颜色的各种图案。印刷辊的制成一般有手工版，电雕版，和激光版。多数采用电雕版，高级印刷品则采用激光版。

那么，在印刷过程中，有两个指标是要严格控制的。一个是保持承印物的恒张力，一个是保持套色的高精度（就是平时所说的精确套色）。在机械轴连接的机械中，后者是由专门的装置来控制的，基本上与我们的电气控制系统无关，因此，我们需要关注的是：保持系统的恒张力，保证用户操作的方便性，和控制系统的可靠性。

通过以上的分析，对于我们的关键控制点已经有了一个比较清晰的了解。剩下的问题，就是一些控制逻辑和可靠性的问题。

三：控制系统中需要注意的问题:

1：收放卷轴的换卷问题：

工作中，当一个轴已经收到了一定的直径之后（我们暂且称之为工作卷），需要自动的切换到另一个空卷（我们暂且称之为待换空卷）。完成这个过程需要换卷电机，收卷A，B轴电机，切刀压辊气缸，换卷切刀的配合。这是个值得注意的问题。

附图2：换卷的工作过程示意

分析附图2。换卷过程描述如下

A:当A轴已经收到一定直径，用户开始发出”接料预备”命令，此时要求B轴开始运转，运转的的角速度应当是当前线速度除以空芯直径，这样当从A换到B时,才能够保持过渡阶段的速度的平稳.

B:同时换卷电机开始运转,直到运转到一个合适的位置(取决于换转定位传感器的安装位置)即停止运转

注意:A过程和B过程实际上没有很严格的顺序关系,A前B后或B前A后都是没有问题的,看用户的习惯问题.转轴运转的过程中应当发出相关的声光指示,提醒操作员注意安全问题.

C:换转架到达位置之后,换卷电机停止,B轴依然以指定的角速度旋转,等待用户发出”接料命令”.此时,用户也可以发出”接料解除”命令,也可以命令换卷架正转/反转命令,以便做相关的手工操作.

D:用户发出”接料”命令,则切刀压辊下压,下压的作用正好使承印物粘在B轴上(此时B轴是工作在预速度状态,A轴绝对不允许停止,否则造成切不断,换卷失败),经过一定的延迟时间,切刀动作,B轴可以成功的接料

E:B轴接料成功,切刀辊和切刀复位,在确认切刀复位以后,才可以正式停止A轴.

如此,换卷成功.

2:关于预驱动命令的启动命令的时序问题.

预驱动信号的作用在于使待换空卷自动匹配线速度,保持换卷过渡阶段的线速度不突变.但是随着卷径的变化,预驱动是必须要撤消的,使电机工作在正常控制模式下.这个时间根据现场观察来调整比较合理.

还有一个需要注意的问题是:在系统刚在启动预驱动时,为避免预驱动速度未到达预定速度,而此时用户发出”接料命令”,将导致换卷的失败,虽然这种问题不一定会发生,但是,我们在程序中处理时,一定要有一个合理的延时,即使用户发出”接料”命令,时间如果到达则执行接料动作,时间如未到达则应该记忆这个接料命令,此时并不执行接料工作,待时间到达后,才执行接了命令,同时撤消”接料”命令.这样的做法可以避免用户的操作不一定要按照我们的程序规定来做,即使早些,迟些发出”接料”命令都没有关系.

3:关于某一线速度情况下的最大收放卷直径问题.

在某客户的后期观察中,发现这个问题:

当线速度工作在45M/MIN的时候,收卷直径增大到350MM,收卷失去张力,导致停机出现废料.

测试:不拉料,将线速度固定在45M/MIN,启动空轴,保持摆杆在中间平衡位置,发现收卷变频的工作频率为8.6HZ左右.再换到350MM轴,其他条件不变.启动收卷电机,发现工作频率在0.1HZ.

分析:当系统工作在一定线速度时,由于收卷直径的不断增大,输出频率肯定是随着卷径的增大而减小的,也一定有减到0的时候,至于何时减到0,在于收放卷的机械传动比,本系统中45M/MIN的线速度,直径增加到350左右即减小到0.

验证:重新收空卷,其他条件先不变,让国伟小李观察收卷变频器的工作频率,在8.6HZ左右,然后增加线速度,收卷速度立即随着线速提高.从而说服小李是机械传动比的设计问题.小李接受了这样的观点,表示应该修改传动比.我建议他们修改传动比为3:1或3.5:1,过高可能不利于PID控制的稳定.造成调节困难.

建议:

a:当我们给客户提供整体解决方案时,尽可能取得基础设计数据资料(例如最高工作速度,正常工作速度,传动关系图和传动比),初步核算一下减速比对于系统的影响,这样既可以避免留下隐患,也容易使客户认同我们的专业精神,从而认同我们的品牌.

b:对于系统的电气图,I/O分配表,HMI和PLC关联地址表,和简单工艺描述,我们应该形成标准文件,这样,当我们的设备需要联保时,即使是程序设计者做现场服务,也可以迅速的找到程序中的相关问题,从而快速的解决问题.

由于我自身对于印刷系统的认识的局限性和对MD330系统的预驱动的工作时序和周边条件了解不太多,很多的问题停留在感性阶段,但是希望可以抛砖引玉,不失为一种很好的交流学习方法.欢迎各位讨论指正.

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