一項(xiàng)目概述

隨著國(guó)內(nèi)軟包裝材料的不斷發(fā)展其包裝的產(chǎn)品品種質(zhì)量和數(shù)量日益增加對(duì)印刷機(jī)械的印刷速度和印刷精度要求也越來(lái)越高凹版印刷機(jī)因其適用材料面廣（BOPPPETPVCPE鋁箔和卷筒紙等）運(yùn)行速度高（最高可達(dá)到400m／min）在市場(chǎng)上具有廣泛的前景

機(jī)組式凹版印刷機(jī)（以下簡(jiǎn)稱凹印機(jī)）是印刷機(jī)家族的重要成員他以精美的印刷質(zhì)量在軟包裝領(lǐng)域中占有重要的地位凹印機(jī)一般由放卷放卷牽引印刷收卷牽引及收卷等部分組成為了保證良好的印刷效果需要對(duì)料膜的四段張力進(jìn)行精密穩(wěn)定的控制然而傳統(tǒng)的張力控制方式制約著高速凹印機(jī)的發(fā)展隨著交流調(diào)速技術(shù)的日益完善用交流電機(jī)進(jìn)行張力控制已成

為現(xiàn)實(shí)并為國(guó)外大多高速凹印機(jī)所應(yīng)用

為了降低成本提升產(chǎn)品檔次提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力根據(jù)印刷機(jī)械對(duì)控制系統(tǒng)的運(yùn)算速度和穩(wěn)定性要求較高的特點(diǎn)我司聯(lián)合日本技術(shù)人員成功開(kāi)發(fā)了AP系列張力控制系統(tǒng)以日本三菱PLC或德國(guó)SIEMENSPLC為核心技術(shù)的全自動(dòng)控制系統(tǒng)適用于各種印刷包裝機(jī)械系統(tǒng)AP－T13C型張力控制系統(tǒng)是針對(duì)國(guó)內(nèi)凹印機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀而開(kāi)發(fā)的一種高度高可靠性的控制系統(tǒng)它由七臺(tái)交流矢量電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)雙工位放卷軸放卷牽引輥主電機(jī)收卷牽引輥及雙工位收卷軸進(jìn)行張力控制用擺輥進(jìn)行張力檢測(cè)PLC進(jìn)行中央控制觸摸屏操作并可同時(shí)完成自動(dòng)卷徑檢測(cè)自動(dòng)卷徑運(yùn)算卷徑報(bào)警收放卷全自動(dòng)裁切錐度控制計(jì)長(zhǎng)收放卷正反向切換收放卷停機(jī)張力保持故障檢測(cè)與故障診斷信息技術(shù)凹印機(jī)管理技術(shù)遠(yuǎn)距離技術(shù)支持等功能

二系統(tǒng)要求

（1）要保證在各段材料張力恒定速度同步響應(yīng)快 

（2）起停要平穩(wěn)無(wú)沖擊材料不得起皺 

（3）接料時(shí)兩收卷的表面線速度相等實(shí)現(xiàn)快速換卷 

（4）每段張力恒定擺杠擺動(dòng)幅度小 

（5）加減速和運(yùn)行要平穩(wěn)無(wú)速度突變 

（6）低頻轉(zhuǎn)矩特性好速度精度高

（7）收放卷?yè)Q料方便無(wú)張力突變而影響套色

（8）要有必要的保護(hù)并且操作方便

（9）主機(jī)啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)算直徑與材料厚度

三七電機(jī)張力系統(tǒng)基本組成及特點(diǎn)－放卷張力控制

系統(tǒng)由雙工位放卷放卷牽引收卷牽引雙工位收卷張力控制及主電機(jī)控制等五部分組成下面針對(duì)這五部分的各自特點(diǎn)分別進(jìn)行闡述

放卷張力控制包含張力檢測(cè)單元張力運(yùn)算單元伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)卷徑檢測(cè)單元預(yù)驅(qū)動(dòng)控制及自動(dòng)裁切控制等

（1）張力控制系統(tǒng)中所用的張力檢測(cè)單元為氣壓浮動(dòng)輥式張力檢測(cè)裝置通過(guò)對(duì)連接在檢測(cè)輥浮動(dòng)擺臂上的氣缸氣壓的調(diào)節(jié)來(lái)檢測(cè)料膜張力當(dāng)氣缸氣壓設(shè)定后擺臂上的氣缸推力即為定值該控制模式的原理是通過(guò)材料線速度與實(shí)際卷徑計(jì)算一個(gè)匹配頻率設(shè)定值f1再通過(guò)張力（位置）反饋信號(hào)進(jìn)行PID運(yùn)算產(chǎn)生一個(gè)頻率調(diào)整值f2最終頻率輸出為f＝f1＋f2f1可以基本使收（放）卷輥的線速度與材料線速度基本匹配然后f2部分只需稍微調(diào)整即可滿足控制需求很好地解決了閉環(huán)控制中響應(yīng)快速性和控制穩(wěn)定性地矛盾處于平衡態(tài)的該系統(tǒng)當(dāng)發(fā)生較強(qiáng)干擾時(shí)如系統(tǒng)瞬間來(lái)不及反應(yīng)則料膜上的張力波動(dòng)可暫時(shí)由浮動(dòng)輥吸收因此浮動(dòng)輥檢測(cè)是一種較為優(yōu)越的檢測(cè)方式

（2）我們采用日本三菱PLC或德國(guó)SIEMENSPLC作為張力運(yùn)算系統(tǒng)的核心它具有模塊化高速高精度抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)非常有利于進(jìn)行張力這樣復(fù)雜高精度的運(yùn)算在該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型中由于采用了特別的算法在理論上已將升降速及卷徑變化引起的張力波動(dòng)進(jìn)行了補(bǔ)償因此無(wú)論是在升降速還是在大小卷徑的運(yùn)行過(guò)程中張力都非常穩(wěn)定即使在換卷時(shí)張力過(guò)渡也非常平穩(wěn)因此該系統(tǒng)已將張力波引起的套色損失減少到低程度

（3）自動(dòng)卷徑運(yùn)算單元是將每次新上料卷的直徑通過(guò)卷徑自動(dòng)檢測(cè)裝置進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)然后送入 PLC進(jìn)行運(yùn)算的硬件及軟件的總稱該單元采用雙段折線進(jìn)行卷徑模擬運(yùn)算克服了進(jìn)口設(shè)備采用單段直線進(jìn)行卷徑模擬偏差較大的缺點(diǎn)使得預(yù)驅(qū)動(dòng)的速度誤差更小進(jìn)一步減小了自動(dòng)裁切時(shí)的張力擾動(dòng)自動(dòng)卷徑運(yùn)算單元還設(shè)置了最小卷徑限制功能當(dāng)新上料卷直徑小于某一個(gè)限制值時(shí)PLC將限制自動(dòng)裁切動(dòng)作的繼續(xù)執(zhí)行有利于保護(hù)機(jī)械結(jié)構(gòu)不被損壞

（4）預(yù)驅(qū)動(dòng)控制及自動(dòng)裁切控制是實(shí)現(xiàn)新舊料卷進(jìn)行平穩(wěn)切換的關(guān)鍵該部分動(dòng)作控制全部由PLC程序自動(dòng)完成用戶只需操作兩個(gè)按鈕便可自動(dòng)完成料架運(yùn)行料架定位裁切大臂抬起預(yù)驅(qū)動(dòng)裁切膠輥下壓膠帶位置檢測(cè)裁切大臂收回張力切換等一系列動(dòng)作

四七電機(jī)張力系統(tǒng)基本組成及特點(diǎn)－牽引張力控制

1牽引張力控制

牽引張力控制由兩部分組成分別是放卷牽引張力控制和收卷牽引張力控制兩部分原理及結(jié)構(gòu)類似該部分包含張力檢測(cè)單元張力運(yùn)算單元及伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)

（1）張力檢測(cè)單元采用氣壓浮動(dòng)輥式張力檢測(cè)裝置

（2）伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)由日本安川矢量變頻器和ABB矢量變頻專用電機(jī)組成

（3）在整個(gè)四段張力控制中牽引張力的控制成為重要牽引張力控制的好壞直接關(guān)系到套印是否穩(wěn)定因此該系統(tǒng)在處理牽引張力信號(hào)時(shí)采取了一系列重要措施使得牽引張力在整個(gè)印刷過(guò)程中（包含升降速及裁切過(guò)程）都非常穩(wěn)定氣壓浮動(dòng)輥幾乎用肉眼觀察不到擺動(dòng)

（4）張力運(yùn)算單元采用日本三菱PLC或德國(guó)SIEMENSPLC作為運(yùn)算系統(tǒng)的核心

2收卷張力控制

該部分包含張力檢測(cè)單元張力運(yùn)算單元伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)預(yù)驅(qū)動(dòng)控制及自動(dòng)裁切控制等

（1）張力檢測(cè)單元采用氣壓浮動(dòng)輥式張力檢測(cè)裝置

（2）伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)由兩臺(tái)日本安川矢量變頻器和兩臺(tái)ABB矢量變頻專用電機(jī)組成

（3）張力運(yùn)算單元采用日本三菱PLC或德國(guó)SIEMENSPLC作為運(yùn)算系統(tǒng)的核心PLC技術(shù)參數(shù)同放卷張力運(yùn)算單元

（4）收放卷張力運(yùn)算單元原理基本相同同樣已將升降速及卷徑變化引起的張力波動(dòng)進(jìn)行了補(bǔ)償因此無(wú)論是在升降速還是在大小卷徑的運(yùn)行過(guò)程中張力都非常穩(wěn)定即使在換卷時(shí)張力過(guò)渡也非常平穩(wěn)

（5）收卷張力中包含有非線性錐度張力控制很好的錐度張力控制可以使收卷獲得滿意的效果有效的克服菊芯抽芯等現(xiàn)象

（6）預(yù)驅(qū)動(dòng)控制及自動(dòng)裁切控制是實(shí)現(xiàn)新舊料卷進(jìn)行平穩(wěn)切換的關(guān)鍵該部分動(dòng)作控制全部由PLC程序自動(dòng)完成用戶只需操作兩個(gè)按鈕便可自動(dòng)完成料架運(yùn)行料架定位裁切大臂抬起預(yù)驅(qū)動(dòng)裁切膠輥下壓裁切大臂收回張力切換等一系列動(dòng)作

3主電機(jī)控制

主電機(jī)控制在整個(gè)張力系統(tǒng)中占有重要的地位整個(gè)系統(tǒng)的線速度都與主電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的版輥進(jìn)行同步主電機(jī)速度的穩(wěn)定性直接影響套印質(zhì)量

（1）本系統(tǒng)中主電機(jī)控制由日本安川矢量變頻器和ABB矢量變頻專用電機(jī)組成采用帶編碼器（PG）的閉環(huán)矢量控制具有優(yōu)越的電氣性能

（2）本系統(tǒng)中主電機(jī)的啟動(dòng)點(diǎn)動(dòng)空運(yùn)轉(zhuǎn)升降速停止急停等一系列控制均采用多點(diǎn)操作極大的方便了用戶使用