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1.行業介紹

水墨印刷開槽機又稱為水性印刷開槽機、紙箱印刷

開槽機、水墨印刷開槽機或瓦楞紙板印刷開槽機，是將印刷、開槽、切角、壓線、切邊五道工序合為一體的綜合性紙箱加工設備，是瓦楞紙箱生產中不可或缺的后道加工設備。按照不同的色組，印刷開槽機又單色、雙色、三色、四色等多種機型。是目前國內主要的紙箱制造機械之一。市場廣泛，效率高，節省材料，如圖1所示。

2.方案介紹

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1. 方案背景

水墨印刷開槽機目前市場上使用的控制系統方案為PLC+HMI；其中PLC使用最多的品牌是三菱、信捷和歐姆龍；HMI使用最多的品牌是威綸通和昆侖通態。由于永

宏經濟型PLC和HMI的性價比相對于其他品牌較高，所以永宏經濟型PLC和HMI在水墨印刷開槽機中的應用前景很好。水墨印刷開槽機系統方案如表1所示。

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1. 客戶需求

表 1 水墨印刷開槽機系統方案

根據客戶要求，水墨印刷開槽機的整體動作需要達到快速定位，印刷清晰，快速修刀，壓力精準；另外客戶還需要實現快捷參數，訂單存儲，多組配方參數存儲/讀取等附加功能。水墨印刷開槽機具體功能要求如表2所示。

表 2 水墨印刷開槽機具體功能要求

2.3解決方案

水墨印刷開槽機主要用于完成對不同尺寸的紙張進行開槽并印刷對應的廣告。根據動作及工藝要求，該方案主要包括系統硬件設計和系統軟件設計；其中系統硬件設計包括硬件（產品）配置、機械結構和電氣控制等三部分， 系統軟件設計包括流程控制、I/O配置和程序設計等三部分；水墨印刷開槽機設計參數如表3。

基于上述各項技術指標，水墨印刷開槽機系統方案架構如圖2 所示；本方案控制系統采用永宏功能型FBS系列PLC控制器，主要控制整體設備的動作流程；傳動部分采用四方的變頻器和永宏A5系列伺服，上位機采用永宏C3 系列HMI操作界面，提供自動操作、手動調試和定位參數以及分期付款等界面， 用戶可根據自身需求進行各項配置。

3.系統硬件設計

3.1 硬件配置操作和參數設置

水墨印刷開槽機的系統硬件由永宏FBS-60MBT2-AC

PLC控制器、FBS-CB5通訊模塊，FBS-20EX控制模塊， 永宏C3070SE HMI觸摸屏、永宏A5系列伺服驅動器及其變頻器電機、溫控模塊和外圍輸入輸出線路（包括按鈕、指示燈和蜂鳴器等）組成。水墨印刷開槽機系統硬件清單如表4所示。

表 4 水墨印刷開槽機硬件明細表

3.2機械結構

水墨印刷開槽機的機械結構主要由四部分組成：送紙機構，開槽機構，模切結構和印刷機構。水墨印刷開槽機整體結構解析如圖3所示。

3.3電氣控制

水墨印刷開槽機的電氣控制采用永宏PLC作為設備核心控制單元，實現對變頻器和伺服等執行單元的控制。水墨印刷開槽機PLC接線原理如圖4所示。

3.3 程序控制

水墨印刷開槽機設備的程序控制截圖如5圖所示。

3.5觸摸屏程序

水墨印刷開槽機的觸摸屏程序截圖如6圖所示。

4.系統軟件設計

4.1工藝流程

水墨印刷開槽機的工藝流程主要包括三部分：送紙、定位、開槽模切和印刷；可以根據設定的紙箱的尺寸快速定位到加工的位置，使工作效率達到最大化。全自動工藝流程如圖7所示。

圖 7 水墨印刷開槽機工藝流程圖

4.2控制流程

水墨印刷開槽機的控制流程如圖8所示。

圖 8 水墨印刷開槽機控制流程圖

4.3  I/O點配置

根據水墨印刷開槽機工藝流程和控制流程要求，進行了永宏PLC程序I/O點配置；永宏PLC輸入點配置如表5， 輸出點配置表如表6所示。

表 5 PLC 輸入點配置表

表 6 PLC 輸出點配置表

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1. 參數設置指令

2. PLC功能指令應用

永宏PLC脈沖輸出的參數設置有專門的參數設置指令

（FUN141），永宏FUN141指令的參數設置方式采用表格的形式進行參數編輯。永宏PLC設置參數如表7 ，永宏PLC設置參數程序如圖9所示。

表 7 永宏 PLC 設置參數表

4.4.2脈沖輸出指令

永宏PL C脈沖輸出控制有專門的命令設置指令 

（FUN140），永宏FUN140指令的命令設置方式同樣是采用表格的形式進行命令編輯； 使用永宏脈沖輸出指令可以很好的實現對步進的高速定位控制。永宏PLC脈沖輸出控制程序如圖10，永宏PLC脈沖輸出控制設置表格如圖11。

4.4.3  MODBUS通訊指令

永宏PL C直有專門的MODB US 通訊命令指令 

（FUN150），永宏FUN150指令的命令設置方式同樣是采用表格的形式進行命令編輯；使用永宏150指令可以很方便的實現對外部485設備的通訊功能。永宏PLC通訊指令程序如圖12所示。

4.4.4  指針調用指令

永宏PLC指針緩存器共有12個（V、Z、P 0- P 9）； 使用永宏指針緩存器可以很好的實現動態變址，從而更方便的實現了拼紙機速度及目標位置的動態調用。坐標指針調用程序如圖13。

5.結論（實施結果）

通過現場調試，水墨印刷開槽機的加工速度可以達到

150片/min；定位精準，印刷效果清晰，精度可以達到

± 0. 1mm； 相對于之前的是設備效率增加了15%， 從而令到永宏PLC在水墨印刷開槽機上得到了很好的應用。