德产单张纸斯托拿烫金机烫印控制系统的开发与应用

　　单张纸斯托拿烫金机为德国进口印后加工设备，作为最早使用圆压圆烫印的机器，其在印刷包装界享有很高的声誉。圆压圆烫印相对于传统平压平烫印有以下优势：在生产过程中电化铝与烫印块及纸张之间是线接触，烫印效果好，图像饱满，不会产生气泡等质量缺陷，特别是对大面积全息烫印更加明显;生产速度快，由于是圆压圆烫印，不需要平压平烫印设备的间歇机构，最高速度可达12000张/时。

　　笔者所在公司以印刷高档卷烟包装为主，现有一台2005年出厂的德产104FBR单张纸斯托拿烫金机，主要用于“蓝芙蓉王”条盒和出口“黄芙蓉王”条盒的全息烫印生产。在生产过程中发现该设备存在以下设计缺陷：不能在开机状态下在线调节全息图案的位置偏差，必要时必须停机修改烫印位置参数，严重影响生产效率和产出率;执行电化铝动作的跳步辊标准直径是63.8mm，由于该辊采用橡胶材料，长时间使用后容易磨损，当实际直径小于标准直径1.0mm以上时，就会影响电眼找标，导致全息图案跑动，严重影响产品质量，由于设备开放参数里无法设置跳步辊直径，当出现上述情况时只能更换跳步辊，增加了停机时间及配件消耗成本。

　　由于设备厂家不提供系统升级服务，又不开放源程序，我们无法在现有控制系统基础上做硬件和软件升级。为了解决该设备系统设计缺陷问题，提高生产效率和产品质量，经过多次反复讨论和可行性研究，我们决定自主开发一整套新的烫印控制系统来替换原机系统。

　　整体方案

　　西门子SIMOTION运动控制系统作为一个单一系统，集运动控制、逻辑控制与工艺控制功能于一身，能够最大程度地简化工程系统的开发与调试时间，同时还能保证较高的循环率和最高的产品质量。并且模块化的设计顺应了“模块化机器”概念的趋势，可使用PROFIBUS和PROFINET实现模块之间的通信，使SIMOTION运动控制系统具有更大的灵活性。

　　我们的整体设计方案为：在烫金机现有的控制系统结构(见图1)基础上，将西门子SIMOTION运动控制系统融入现有系统(见图2)中。

　　软件设计

　　在烫印滚筒上安装绝对值编码器，读取烫印滚筒的位置信号。跳步辊电机跟随烫印滚筒编码器做电子凸轮同步，以全息电眼信号作为同步的位置起始点。根据全息电眼信号实时检测电化铝全息图案之间的距离，并在触摸屏上实时显示。根据检测全息图案与烫印块之间的偏差，实时调节凸轮同步的相位，达到精确控制烫印精度的目的。烫印系统通过触摸屏来实时在线调整套准偏差、被检测的全息图案周期、电化铝回拉距离、烫印块的位置。

　　硬件设计

　　系统采用独立电控柜，增强了系统的独立性和可维护性。SIMOTION运动控制器选用D435-2 DP/PN，伺服电机选用西门子1FK系列高转矩电机，触摸屏选用西门子12寸触摸屏TP1200。