模切机的工作原理是利用钢刀、钢线(或钢板雕刻成的模版),通过压印版施加一定的压力,将印品或纸板轧切成一定形状。若是将整个印品压切成单个图形产品称作模切;若是利用钢线在印品上压出痕迹或者留下弯折的槽痕称作压痕;如果利用阴阳两块模板,在印品表面压印出具有立体效果的图案称为凸凹压印,以上可以统称为模切技术。
印刷开槽模切机就是模切机的其中一种,它将多色印刷,开槽压痕,模切成形的功能集于一身,用于纸品包装行业中的商标、纸盒、贺卡等的模切、压痕和冷压凸作业,是包装加工成型的重要设备。
一般模型
印刷开槽模切机一般由以下几个部分组成,
(1) 送纸部:电控部分采用PLC、触摸屏和变频器。操作员可在触摸屏设定纸张的长、宽等相关数据,调整前挡板、侧挡板的位置,使得后续的各部定位准确,取得良好的印刷、模切效果。
(2) 印刷部:由多个单色印刷部组成,均采用PLC与触摸屏控制。彩色原稿经过电子分色制版成反面图像,然后通过印刷机进行印刷,将水墨从印刷机网纹辊上转移到印刷版上,再将水墨从印刷版上转移到瓦楞纸板上。通过套色、叠色得到正面的图像,实现原稿样箱的复制。在触摸屏上可以调整印刷位置,印压滚筒的深度等。
(3) 开槽部:对印刷好的纸板进行压线开槽的工序。各刀具的位置通过触控画面可调。
(4) 模切部:模切的相位可通过触摸屏调整设定,由PLC程序控制,配合高速脉冲计数,取得精准的开模效果。
技术难点
由印刷开槽模切机具备的功能来看,它对所采用的PLC提出了以下的挑战。
(1) 位置检测比较多,位置信号是通过编码器给PLC的,因此对PLC的高速计数器的数量有要求。如送纸部有6个编码器,印刷部各站有8个编码器,开槽部和模切部各有7个。虽然反馈脉冲的频率不高,但一般计数器是无法胜任的。
(2) 各站之间需要作数据通讯,如各站的故障信息,位置参数与当前值,生产参数,互锁信号等等。这些数据的收发,有的是主站与从站之间的,也有的是从站与从站之间的。因此通讯部分的控制程序设计是一个难点。
(3) 各个站都需要控制变频器,一般用通讯方式控制。因此对通讯口的数量有要求。
(4) 程序量较大。
永宏方案
永宏PLC是台湾永宏电机股份有效公司研发生产的小型PLC,近20年的专注研发,永宏FBs系列的性能与品质在小型PLC上睥睨业界,甚至可媲美中型PLC。
FBs系列的MC高功能型主机,具备以下高端性能:
(1) 单机最大支持5个通讯口,支持RS-232,RS485,USB和以太网接口。
(2) 单机支持8个高速计数器,4个硬件高速计数器的输入频率为单独200kHz,4个软件高速计数器的输入频率为总和5kHz。
(3) 单机支持4轴高速脉冲数出,最大输出频率为200kHz。
(4) 单机支持16点 中断输入,本体的输入点具有信号捕捉功能。
(5) 全系列具有20k步的程序容量。
系统结构图:
![](/plc/plcedit/UploadFile/201033165014600.jpg)
依照具体IO分布,各个部可选用32点~60点的MC高功能型PLC主机,本体即可解决高速计数器以及通讯口个数的要求。
程序部分:
(1) 主机具备4个200kHz的硬件高速计数器(HHSC)和4个频率总和为5kHz的软件高速计数器(SHSC),无需另加高速计数模块即可满足系统需求。软件高速计数器支持U/D,P/R,A/B三种计数模式,硬件高速计数器更是支持U/D*2, P/R*2, A/B*2,A/B*3, A/B*4,共计8种计数模式。
![](/plc/plcedit/UploadFile/201033165014443.jpg)
(2) 永宏PLC通过通讯口port2,可实现主机之间的高速CPU bbbb。高速联机
时,最高Baud Rate 为921.6Kbps,最低为38.4Kbps(可调);Data Bit 固定为8-bit;数据以原始码(也就是数据本身的二进制码)传输(比ASCII Code 快一倍);错误检验方法采用比Checksum 方式稳定可靠的CRC-16。
高速联机的数据传输理念是以COMMON DATA MEMORY 观念来设计,每站最多支配32word长度的资料区域。例如主站将R0~R31 的内容送出,则所有从站PLC 的R0~R31 的内容都会与主站相同;2 号从PLC 将R32~R47 中内容送出,则主站及其它从PLC 的R32~R47 的内容都会与2 号站相同,依次类推。
主需要在主站调用FUN151指令,并添加通讯命令,如下图所示,即可方便完成通讯功能。而不需要在每一站分别写通讯命令,轮流占用信号传输通道,有着显著的优越性。
(3) 通过通讯口port1~port4的任意一个,都可以使永宏PLC作为主站,与外围设备通过Modbus协议进行通讯。同样是通过“功能指令+表格”的形式,FUN150.M_BUS指令可轻易实现PLC对变频器的通讯控制,简单显示如下:
结束语
综上可见,永宏PLC在印刷开槽模切机的应用中,有着令人信服的性能表现。依靠其出色的品质与高性价比,永宏PLC在该行业中得到越来越多厂商的认可。时下,随着生产自动化水平的提高,以及行业竞争的激烈,永宏PLC的优势将日益显著。