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经验交流|这样改造圆压圆工作站上下机控制系统,操作成功率100%

时间:2019-01-04 09:31:06来源:科印网作者:郑淼、陈北荣、徐凯

  连线圆压圆模切具有高精度、高效率和质量稳定的特点,能一次性完成压凹凸、压痕和模切作业,非常适合生产批量大、外观要求高的产品,在烟包印刷中始终占有重要的一席之地。笔者所在公司的尚邦NL650凹印机配套了连线圆压圆模切设备,圆压圆工作站的上下机控制系统为气动逻辑控制,采用的元器件非常多,气路复杂,使用十多年后,受压缩空气中油水等原因的影响,气动控制元器件出现不同程度的老化、损坏现象,而很多元器件已经更新换代或淘汰,备件购买困难,请设备厂家工程师维修也没有彻底解决问题,导致圆压圆工作站上下机过程的自动功能失效,仅靠手动控制来强制操作气动控制阀逐步完成各个动作,同时要多人辅助一起用力推拉才能让圆压圆工作站到位,不但操作麻烦,而且故障率高,每次更换圆压圆工作站的平均时间达到了40分钟以上,不仅耗费大量人力和物力,多人配合操作还存在安全隐患。因此有必要对圆压圆工作站的上下机控制系统进行改造,提高上下机效率及工作稳定性。

  圆压圆工作站上下机流程和改造要求

  圆压圆工作站的上机过程要完成5个顺序动作。工作站底部有滚轮,可沿着导轨被推向机器,到达指定位置后,行程开关检测到到位信息后,按压上机按钮才能起作用。

  第1个顺序动作是机器上的小钩在气缸带动下向下运动,挂在工作站的拉杆上,与工作站形成硬性连接;第2个顺序动作是小钩往里拉,直到把工作站拉到工作位置才停止;第3个顺序动作是导轨两侧边伸出顶尖,顶住工作站进行侧边定位;第4个顺序动作是导轨上部的压板往下压,紧紧地贴住工作站的支架,以保证机器运行时工作站在上下方向稳定;第5个顺序动作是圆压圆主传动齿轮往上抬起,与工作站齿轮对接啮合,让动力传动联通起来。

  完成上述5个顺序动作后,圆压圆工作站可正式投入生产。当圆压圆刀具需要下机调整或更换时,要对圆压圆工作站进行下机操作,下机过程是上机过程的逆过程。

  因为主要执行元器件、气缸等相关部件工作正常,能正确执行圆压圆工作站的上下机动作,因此本次改造仅针对控制系统,改造总体要求如下。

  (1)5个顺序动作的顺序必须完全正确,每个动作都有相应的延时要求,当按下自动按钮时5个顺序动作要依次自动完成。

  (2)原有手动操作功能要具备。

  (3)原传感器、行程开关已不适用,必须设计成其他类型的开关。

  (4)改造后必须可靠稳定、操作安全,不对工作站刀具和操作人员造成损伤。

  改造方式的选择

  经过相关技术人员前期的调研探讨,圆压圆工作站上下机控制系统改造有两种选择,一是委托设备厂家进行改造,二是组织公司人员自行改造。设备厂家改造需花费约8万元改造费,而且因为是国外公司,从方案设计、备件准备到实际改造安装要近半年的时间才能完成,周期很长,承诺改造后能用但不确定能完全达到上述改造要求。而组织公司人员自行改造仅需要投入备件购买与加工费用,花费少,按照正常备件采购和加工周期,两个月就可以完工,同时公司技术人员有过多次设备改造经验,外部还有协作单位可以提供技术支持,自行改造风险较小。所以,我们最终确定采用组织公司人员自行改造的方式。

  硬件设计

  由于PLC非常适合用于执行逻辑运算、顺序控制等操作,因此本次改造采用PLC控制取代原先的气动逻辑控制,实现原有控制功能和安全要求。构成控制系统的主要硬件包括三菱PLC、电磁阀、光电检测开关、触摸屏等。其中,三菱PLC是整个控制系统的核心,用来指挥系统各部件的工作;电磁阀执行PLC输出的指令,用于改变进入执行元件气缸两端的气路方向,从而实现预期的顺序动作;光电检测开关用于检测圆压圆工作站各个顺序动作的到位情况及安全防护;触摸屏是人机界面,让操作更加直观简单。硬件连接如图1所示。

  图1 控制系统硬件接线图

  由于原检测开关采用适应气动逻辑控制,若改造没有一次性成功,还需要把原控制系统恢复回去以应付生产,因此必须保留原检测开关,并重新设计布置全新检测开关来准确检测圆压圆工作站顺序动作到位情况。圆压圆机座空间相对狭小,要检测的动作较多,所以要因地制宜设计出各种造型的检测开关固定座,不能影响圆压圆工作站上下机及正常的生产运转。图2是我们自行制作的各种形状的检测开关固定座,安装在圆压圆机座周边。

  图2 光电开关安装图


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