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[包装印刷] 印包行业知识及其工艺算法介绍(六)——纠偏控制工艺

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本帖最后由 师程工_李 于 2019-9-3 16:09 编辑

印刷工艺分类——纠偏控制


         纠偏控制也是加工过程中的一种重要工艺,并且单张纸加工和卷筒纸加工的纠偏工艺区别很大。
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一、单张纸:机械方式
       在单张纸在加工过程输送过程中,纠偏是非常重要的。每张纸的位置、角度不同,会给后续加工造成非常大的麻烦。这种纠偏设备一般采用机械方式或者电气方式实现。
       采用机械方式,就是用挡纸的机构去前后左右规整纸张,这种机构叫做挡规。从前面挡的叫前规,从侧面挡的叫侧规或者拉规,从后面挡的叫做推规。一般采用机械凸轮或者气缸控制挡规的升降,在每张纸适当的位置挡一下。也有去掉机械凸轮,改用伺服电子凸轮驱动挡规的。
       采用机械方式纠偏,精度非常高,控制也比较简单,可靠性强。但是一般只能在纸张静态或者低速运动的过程中纠偏,效率比较低,而且容易损坏纸张。
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二、单张纸:电气方式
       单张纸采用电气方式纠偏,一般有采用光电开关和视觉系统两种方式。
       采用光电开关方式,一般会在来纸方向,水平装两个光电,一左一右,分别中断锁存左右纸头的位置,计算出纸张倾斜的角度或者距离,再分别控制左右两个送纸电机调整纸张的位置。
       部分设备基本处于静态纠偏,在运动过程中检测偏差,静止下来或者低速运行的时候纠偏。比如天地盖设备。另一些设备是动态纠偏,一直处于高速运行状态,在运行的过程中检测偏差,纠正偏差。比如裱纸机设备。
       如裱纸机等设备,最高线速度都开到100米/分钟以上,基本都在120米/分钟左右。使用的光电开关采集偏差,也有一定的延迟时间。所以对电气控制要求较高,需要第一时间锁存到PLC或者伺服的准确位置。若使用探针功能,可降低对PLC的实时性要求。
       单张纸的纠偏是很多设备的核心技术,直接决定设备加工效果的好坏。如覆膜机(尤其是热刀)、天地盖、裱纸机。
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       在天地盖行业,近些年也出现了视觉系统+SCARA机器人纠偏定位的技术,以期在精度上取得更大的进步。
       这套方案技术难度仍然比较大,视觉公司比较杂,完全成熟的方案还未看到,只是部分客户小范围使用。
       SCARA机器人这边难度主要在大幅面纸张的搬运和定位上面,精度基本可达,效率受限。
       视觉系统难度较大,行业内还未形成成熟方案,主要在打光和镜头使用上面。由于纸张幅面跨度较大,纸张颜色和图案种类丰富,行业内出现了暗箱上打光、下打光,单广角镜头、双镜头对角拍摄、多镜头等方案,但多多少少在精度、适用范围、成像速度等方面存在不足。
       还需继续探索。
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三、卷筒纸:开关量
       卷筒纸纠偏就相对比较简单了。因为卷筒纸是匀速连续运行,我们只需要在运行过程中持续监测纸张的边沿,就可以动态调整纠偏了。监测纸张边沿的传感器有开关量和模拟量两种信号。
       若使用开关量信号,一般会有一个可横向移动的平台,根据纸张幅面宽窄,可大可小,由电机和丝杆驱动。开关量信号控制电机正向和反向旋转,驱动平台左右移动,以达到纠偏的效果。换向延时时间可自由设置。
       有时候会在纸张两边各装一个开关量传感器,通过机械定位到纸张两侧边沿。根据要求,可选单边纠偏和双边纠偏,纠偏逻辑稍有不同。
       这种纠偏精度稍差,震动较大。但是结构简单,成本较低。
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四、卷筒纸:模拟量
       如果采用模拟量信号传感器,一般使用专业的纠偏仪进行纠偏。传感器依然检测纸张的边沿,边沿的位置不同,会输出不同的模拟量信号,纠偏仪控制器收到信号,会控制纠偏辊相应旋转不同角度,进行纠偏。
       这种纠偏精确、平稳、安静,但是成本较高。
       仿照这种结构,还可使用伺服来控制纠偏,省掉纠偏仪控制器。传感器的模拟量信号送给PLC或者伺服驱动器,做PID调节,伺服控制纠偏辊旋转相应角度。
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