1、引言
切纸机械是印刷和包装行业的常用的设备，外形如图1所示。切纸机完成的最基本动作是把待裁切的材料送到指定位置，然后进行裁切。其控制的核心是一个单轴定位控制。这次改造的切纸机是由单片机加编码器，变频器及刹车控制，当接收编码器的脉冲信号达到设定值后，单片机系统输出信号，令变频器停机，同时电磁刹车制动，从而实现定位。该系统陈旧，定位精度低，器件老化，故障频率高，给生产造成很大影响。通过我们用丰炜plc+海泰克触摸屏+东元伺服对该系统进行改造，不仅提高了系统的精度，稳定性，还增加了一些新功能，使操作更加简单明了，取得了满意的效果。
图1 切纸机械设备外形图
2、切纸工艺
切纸机裁切工艺过程如图2所示，当推纸器将待切材料精确地推送到指定位置后，由工作人员经按钮发出裁切指令，使压纸器将材料压紧，延时1-4秒后，锁刀电磁铁自动获电，打开保险栓，同时气垫停止供气，刀床开始下移进行裁切，裁切完毕，刀床自动返回最高位置，保险栓锁住，裁切过程结束。
图2 切纸工艺
在工艺上，压纸器将材料压紧延时的时间简称刀压差，应视不同的裁切材料自由设定，如裁切瓦楞纸，刀压差应小于1秒，裁切牛皮纸可设定2-3秒。另外，为使纸张在平台上轻便移动，在工作台面上设置了数百个微小的喷气孔，由气泵电机带动气泵供气，使平台上形成一个气垫，以便厚重的纸张移动。但是在压纸器压纸时，气垫应暂停工作。在刀床安全保护方面主要采用了锁刀电磁铁，由它控制机械保险栓，使刀床停止裁切时处于锁定状态。在裁切工作台两侧还设置了红外光栏保护器，它不受日光和灯光的干扰，在裁切时，当手或者其他物品进入刀床前方的危险区时，遮挡了红外光线，则刀床急速停刀，实现了安全保护。
3、自动化系统设计
3.1 系统设计
人机界面由上海泰克hitech pws5600s触摸屏构成。plc选用丰炜vb1-32mt-d。伺服控制选用東元tsta20c控制器。原系统由单片机加编码器，变频器及刹车控制，当接收编码器的脉冲信号达到设定值后，单片机系统输出信号，令变频器停机，同时电磁刹车制动，从而实现定位。现我们采用丰炜vb1系列plc和东元的伺服配合再加触摸屏来取代原系统。
丰炜vb1系列plc是专为高速输入及定位控制应用而设计的plc。其具有两个硬体高速计数器不但计数频率高达ab相200khz，而且具备硬体比较中断功能，可完成精密之定位控制。在速位控制方面，vb1-plc提供了4点高速脉冲输出，可同时执行4个独立轴的定位控制。其中，y0及y1输出点可输出20khz脉冲，y2及y3输出点可输出高达200khz的脉冲。在多轴定位控制之应用场合可发挥最高之经济效益。在该系统中我们主要是用到其高速的脉冲输出及便利的定位指令。基于plc技术的自动化切纸显示操作界面如图3所示。
图3 切纸机显示操作界面
3.2 系统特点
该系统使用丰炜plc+东元伺服+海泰克触摸屏改造后的优点：
(1) 该系统使用丰炜plc+东元伺服，采用最高200khz脉冲加方向的控制方式，比之前编码器加变频的方式精度更高，控制更灵活，现在系统定位精度为0.01mm，定位速度150mm/s。
(2) 该系统利用丰炜plc定位指令的现在值寄存器实现全程的位置定位及显示，使定位寻址及显示更加准确方便。
(3) 该系统手动状态时，利用vb1系列绝对定位和相对定位指令，既可以直接指定切断长度，也可以直接设定相对的位移量，或者直接任意速度点动。
(4) 为确保精度，消除丝杠，皮带等的机械误差，该系统增加追差功能，即系统反向定位时多移动一个追差量，然后再正向移动相同追差量，以便消除间隙等机械误差。
(5) 因客户其他相同机型可能选用不同导程的丝杠，需要该程序可以进行不同导程丝杠的切换。利用东元伺服驱动器可以设置多组电子齿轮比，通过多功能输入接点进行切换，省去了通过程序计算转换的麻烦。
(6) 利用海泰克触摸屏的配方功能，可以将常用的工作位置流程存储，在今后的工作中可以直接调用设定好的工作流程，一步步进行裁切，更方便客户的使用。
4、结束语
利用丰炜plc+东元伺服+海泰克触摸屏对切纸机系统进行改造后，使切纸机系统的工作精度及工作效率大大提高，工作正常可靠。从运行结果看，完全达到了预先设计的要求，取得了令人满意的效果，增强客户对罗升企业一站式服务的信心。
本文关键字：切纸机 包装印刷，应用领域 - 包装印刷
