1、引言

      切紙機械是印刷和包裝行業的常用的設備，外形如圖1所示。切紙機完成的最基本動作是把待裁切的材料送到指定位置，然后進行裁切。其控制的核心是一個單軸定位控制。這次改造的切紙機是由單片機加編碼器，變頻器及剎車控制，當接收編碼器的脈沖信號達到設定值后，單片機系統輸出信號，令變頻器停機，同時電磁剎車制動，從而實現定位。該系統陳舊，定位精度低，器件老化，故障頻率高，給生產造成很大影響。通過我們用豐煒plc+海泰克觸摸屏+東元伺服對該系統進行改造，不僅提高了系統的精度，穩定性，還增加了一些新功能，使操作更加簡單明了，取得了滿意的效果。

 

 

2、切紙工藝

      切紙機裁切工藝過程如圖2所示，當推紙器將待切材料精確地推送到指定位置后，由工作人員經按鈕發出裁切指令，使壓紙器將材料壓緊，延時1-4秒后，鎖刀電磁鐵自動獲電，打開保險栓，同時氣墊停止供氣，刀床開始下移進行裁切，裁切完畢，刀床自動返回最高位置，保險栓鎖住，裁切過程結束。

 

 

      在工藝上，壓紙器將材料壓緊延時的時間簡稱刀壓差，應視不同的裁切材料自由設定，如裁切瓦楞紙，刀壓差應小于1秒，裁切牛皮紙可設定2-3秒。另外，為使紙張在平臺上輕便移動，在工作臺面上設置了數百個微小的噴氣孔，由氣泵電機帶動氣泵供氣，使平臺上形成一個氣墊，以便厚重的紙張移動。但是在壓紙器壓紙時，氣墊應暫停工作。在刀床安全保護方面主要采用了鎖刀電磁鐵，由它控制機械保險栓，使刀床停止裁切時處于鎖定狀態。在裁切工作臺兩側還設置了紅外光欄保護器，它不受日光和燈光的干擾，在裁切時，當手或者其他物品進入刀床前方的危險區時，遮擋了紅外光線，則刀床急速停刀，實現了安全保護。

3、自動化系統設計

3.1 系統設計

      人機界面由上海泰克hitech pws5600s觸摸屏構成。plc選用豐煒vb1-32mt-d。伺服控制選用東元tsta20c控制器。原系統由單片機加編碼器，變頻器及剎車控制，當接收編碼器的脈沖信號達到設定值后，單片機系統輸出信號，令變頻器停機，同時電磁剎車制動，從而實現定位。現我們采用豐煒vb1系列plc和東元的伺服配合再加觸摸屏來取代原系統。
      豐煒vb1系列plc是專為高速輸入及定位控制應用而設計的plc。其具有兩個硬體高速計數器不但計數頻率高達ab相200khz，而且具備硬體比較中斷功能，可完成精密之定位控制。在速位控制方面，vb1-plc提供了4點高速脈沖輸出，可同時執行4個獨立軸的定位控制。其中，y0及y1輸出點可輸出20khz脈沖，y2及y3輸出點可輸出高達200khz的脈沖。在多軸定位控制之應用場合可發揮最高之經濟效益。在該系統中我們主要是用到其高速的脈沖輸出及便利的定位指令。基于plc技術的自動化切紙顯示操作界面如圖3所示。

 

3.2 系統特點

      該系統使用豐煒plc+東元伺服+海泰克觸摸屏改造后的優點：
      (1) 該系統使用豐煒plc+東元伺服，采用最高200khz脈沖加方向的控制方式，比之前編碼器加變頻的方式精度更高，控制更靈活，現在系統定位精度為0.01mm，定位速度150mm/s。
      (2) 該系統利用豐煒plc定位指令的現在值寄存器實現全程的位置定位及顯示，使定位尋址及顯示更加準確方便。
      (3) 該系統手動狀態時，利用vb1系列絕對定位和相對定位指令，既可以直接指定切斷長度，也可以直接設定相對的位移量，或者直接任意速度點動。
      (4) 為確保精度，消除絲杠，皮帶等的機械誤差，該系統增加追差功能，即系統反向定位時多移動一個追差量，然后再正向移動相同追差量，以便消除間隙等機械誤差。

      (5) 因客戶其他相同機型可能選用不同導程的絲杠，需要該程序可以進行不同導程絲杠的切換。利用東元伺服驅動器可以設置多組電子齒輪比，通過多功能輸入接點進行切換，省去了通過程序計算轉換的麻煩。
      (6) 利用海泰克觸摸屏的配方功能，可以將常用的工作位置流程存儲，在今后的工作中可以直接調用設定好的工作流程，一步步進行裁切，更方便客戶的使用。

4、結束語

      利用豐煒plc+東元伺服+海泰克觸摸屏對切紙機系統進行改造后，使切紙機系統的工作精度及工作效率大大提高，工作正常可靠。從運行結果看，完全達到了預先設計的要求，取得了令人滿意的效果，增強客戶對羅升企業一站式服務的信心。