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臺(tái)達(dá)AH500中型PLC在12軸圓網(wǎng)印花機(jī)上的應(yīng)用

中達(dá)電通股份有限公司
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 前言

圓網(wǎng)印花機(jī)通常由進(jìn)布裝置、印花機(jī)頭、烘燥裝置、落布裝置等四部分組成。目前,圓網(wǎng)印花機(jī)分為八色、十二色、十六色、二十四色等。圓網(wǎng)印花機(jī)的圓網(wǎng)周長(zhǎng)主要有640mm904mm兩種。其中,640mm圓網(wǎng)印花機(jī)居多。圓網(wǎng)印花機(jī)具有操作簡(jiǎn)便、勞動(dòng)強(qiáng)度小、產(chǎn)量高等特點(diǎn),適合各種織物的印花,同時(shí)也適合多品種小批量織物的印花。主要裝置介紹如下:

1 12套色獨(dú)立傳動(dòng)圓網(wǎng)印花機(jī)

進(jìn)布裝置:有布車進(jìn)布和布卷進(jìn)布兩種。布卷進(jìn)布時(shí),可將擺動(dòng)式引布輥壓在布卷上,依靠引布輥轉(zhuǎn)動(dòng)把布導(dǎo)入印花裝置。進(jìn)布時(shí)被織物隨循環(huán)運(yùn)行的橡膠導(dǎo)帶前進(jìn)而完成印花。此導(dǎo)帶先經(jīng)給膠輥在表面涂一層熱塑性樹脂薄層,可平整地粘貼織物。

印花裝置:圓網(wǎng)印花裝置包括圓網(wǎng)、刮刀、給漿裝置等,如圖2所示。

2 印花裝置

圓網(wǎng)是印花機(jī)的花版,由鎳金屬制造,又稱鎳網(wǎng),呈六邊形網(wǎng)孔。圓網(wǎng)兩端以悶頭固定,以防印花時(shí)圓網(wǎng)變形,影響對(duì)花的準(zhǔn)確性,能承受印花時(shí)色漿和刮刀的壓力。為了提高圓網(wǎng)的彈性,減少承受的壓力,圓網(wǎng)要偏離支撐輥中心線安裝,一般要偏離16mm左右。每一圓網(wǎng)機(jī)座有一示讀裝置,可顯示出各方向上所受的刮刀的壓力。

刮刀安裝在圓網(wǎng)中心線上的刮刀架上。刮刀架既裝有刮刀又裝有給漿管。刮刀系采用鉻、鉬、釩、鋼合金制造,具有摩擦系數(shù)小和可以任意調(diào)節(jié)角度的特點(diǎn)。印花時(shí),刮刀的刀口和圓網(wǎng)的內(nèi)圓相切,刮刀對(duì)色漿以施加壓力為主、刮為輔的復(fù)合動(dòng)作。

圓網(wǎng)印花機(jī)的刮刀壓力和位置可以調(diào)節(jié),以適應(yīng)各種花型和各種厚、薄色漿的織物印花。

印花裝置圓網(wǎng)印花機(jī)是自動(dòng)給漿,每一圓網(wǎng)都配有給漿系統(tǒng)。供應(yīng)色漿時(shí),將機(jī)臺(tái)上塑料管一端套在金屬給漿管上,而機(jī)外另一端軟管插入色漿桶內(nèi),用泵輸入圓網(wǎng),由電極自動(dòng)控制色漿液面的高度。

烘干和擺布裝置:圓網(wǎng)印花機(jī)采用松式熱風(fēng)烘干。印花后即和橡膠導(dǎo)帶分離,導(dǎo)入烘干部分,松式平放在滌綸網(wǎng)上,經(jīng)熱風(fēng)烘干出布。出布由電動(dòng)擺布軸牽引落入布車內(nèi)。

圓網(wǎng)印花機(jī)具有勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高、對(duì)織物適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),適合于化纖織物、針織物、輕薄織物印花;能獲得花型活潑、色澤鮮艷的效果,并可避免傳色的疵病。但是,受圓網(wǎng)結(jié)構(gòu)的限制,印制精細(xì)線條時(shí)效果還不十分理想。本文針對(duì)圓網(wǎng)印花機(jī)的12軸控制作詳細(xì)介紹。

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

本文中,圓網(wǎng)印花機(jī)是12軸印刷,12軸圓網(wǎng)需要位置同步套色,主機(jī)在加減速過程中,12軸印花棍需要精確同步跟隨。在套色出現(xiàn)偏移時(shí),需要實(shí)時(shí)調(diào)整軸位置。主要的控制要求如下:

2.1 12軸同步跟隨控制

印花棍需要與橡膠導(dǎo)帶速度同步,橡膠導(dǎo)帶由變頻器帶動(dòng)主電機(jī)經(jīng)過1/25.5的減速箱控制。跟隨主軸安裝在主電機(jī)后,編碼器的分辨率為1024P/R。將編碼器信號(hào)接到AH10PMX0.8X0.9端子,AH10PM可以帶6個(gè)軸,所以需要兩個(gè)AH10PM,編碼器信號(hào)可以并到兩AH10PM端子上。在AH10PM可以建立主從電子齒輪關(guān)系的運(yùn)動(dòng)程序。

2.2 網(wǎng)頭單獨(dú)運(yùn)行

印刷結(jié)束后需要清洗導(dǎo)帶和圓網(wǎng),需要在導(dǎo)帶不運(yùn)行的情況下12個(gè)網(wǎng)頭單獨(dú)運(yùn)行。這個(gè)功能可以通過在AH10PM里建立虛主軸,讓12個(gè)網(wǎng)頭跟隨虛主軸。虛主軸進(jìn)行JOG或者變速運(yùn)動(dòng),因12個(gè)軸與虛主軸之間建立了主從關(guān)系,12個(gè)網(wǎng)頭就會(huì)跟隨虛主軸運(yùn)動(dòng)。在正常生產(chǎn)時(shí),讓虛主軸跟隨主編碼器運(yùn)動(dòng),而虛主軸一直與12個(gè)軸保持主從關(guān)系保持在不同情況下都是同步關(guān)系。

2.3 對(duì)花糾偏

在印花過程中,會(huì)因布的張力大小、導(dǎo)帶與布之間的摩擦力、圓網(wǎng)變形等情況,造成套色偏移。需要通過糾正網(wǎng)頭與導(dǎo)帶之間的相位把花色重新對(duì)準(zhǔn)。我們通過虛主軸與12個(gè)軸建立了電子齒輪的關(guān)系,在需要進(jìn)行糾正時(shí),可以實(shí)時(shí)更改電子齒輪的分子。工藝上糾偏分為快進(jìn)、快退、慢進(jìn)、慢退,只要設(shè)定不同大小的齒輪比就可以實(shí)現(xiàn)。

2.4 觸摸屏、模擬量、I/O點(diǎn)控制

圓網(wǎng)印花機(jī)的各個(gè)裝置如烘箱、水氣閥、擺布變頻器、導(dǎo)帶上下、糾偏快進(jìn)快退慢進(jìn)慢退按鈕都是通過臺(tái)達(dá)DVP-ES2AH500 CPU進(jìn)行PLC-link通訊,再由AH500 CPUAH10PM進(jìn)行數(shù)據(jù)交往,把外部信號(hào)讀進(jìn)來,更改相應(yīng)的變量實(shí)現(xiàn)控制。 

硬件架構(gòu)

根據(jù)以上系統(tǒng)要求構(gòu)建硬件架構(gòu),如圖4、圖5和圖6所示。

4 硬件結(jié)構(gòu)圖

5 硬件結(jié)構(gòu)圖

6 現(xiàn)場(chǎng)硬件圖

需要注意的是實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)整個(gè)電柜的干擾問題。AH10PM的高速計(jì)數(shù)器的端子是集電極輸入,AH10PM的前四軸脈沖輸出是差分形式,后兩軸脈沖輸出是集電極輸出,集電極很容易受到外部的干擾,建議主編碼器使用推挽的輸出方式,屏蔽層要單端接地,整個(gè)電柜需要良好的接地,否則很容易造成模塊與模塊間的位置偏差。

4  軟件架構(gòu)

根據(jù)以上系統(tǒng)要求可以構(gòu)建運(yùn)動(dòng)程序架構(gòu),如圖6所示。

7 運(yùn)動(dòng)程序架構(gòu)

系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí),虛擬主軸跟隨主編碼器運(yùn)行,通過改變主編碼器與虛擬軸之間的齒輪比,可以在觸摸屏里調(diào)整導(dǎo)帶與網(wǎng)頭摩擦系數(shù)。當(dāng)產(chǎn)生套色偏移時(shí),可以調(diào)整虛擬主軸與從軸之間的齒輪比來調(diào)整導(dǎo)帶與網(wǎng)頭之間的相位。

當(dāng)需要單動(dòng)網(wǎng)頭時(shí),可以直接JOG或者變速運(yùn)動(dòng)虛擬主軸,從軸同樣會(huì)跟隨虛擬主軸運(yùn)動(dòng)。

5  PLC-linkAH500背板數(shù)據(jù)交換

在本案例中,所有的外部I/O點(diǎn)都是接到臺(tái)達(dá)DVP-ES2小型PLC里,再由PLC-link傳到AH500 CPU里。PLC Link是透過RS485的聯(lián)機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。臺(tái)達(dá)AH500是圖形化規(guī)劃接口,提供PLC LinkEther Link的主機(jī)數(shù)據(jù)交換,便利快速的功能、簡(jiǎn)單的填表與設(shè)定,即可以在免程序撰寫下實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)交換通訊功能,針對(duì)OEM設(shè)備集中收集信息至FMCSERP的應(yīng)用需求,特別有幫助。

AH500 CPUAH10M模塊之間的數(shù)據(jù)是通背板通訊實(shí)現(xiàn),通過建立數(shù)據(jù)交換表來定義互相交換寄存器地址。

程序編寫

程序主要分為軸初始化、系統(tǒng)正常生產(chǎn)即跟隨主編碼器、網(wǎng)頭單動(dòng)、網(wǎng)頭對(duì)花和糾偏。

1號(hào)軸初始化如圖8所示,其他軸類似。定義運(yùn)動(dòng)軸的最高速、最低速和加減速時(shí)間以及脈沖輸出方式等。AH10PM前四軸最高頻率可以達(dá)到1MHz,后兩軸最高頻率是200kHz,為了統(tǒng)一,我們都設(shè)為200kHz。

8 1號(hào)軸初始化程序

虛軸建立不需要進(jìn)行初始化,直接可以用軸號(hào)K7K16來聲明。圖9是主編碼器與虛主軸建立主從關(guān)系。Master軸為0,即高速計(jì)數(shù)器X0.8X0.9。Slave軸為7,就是虛軸。

9 主編碼器與虛主軸建立主從關(guān)系程序

12軸跟隨主編碼器運(yùn)動(dòng),建立主從跟隨關(guān)系。如圖10所示為1號(hào)軸跟隨,其他軸類似。

10 1號(hào)軸跟隨程序

糾偏功能分為快進(jìn)、快退、慢進(jìn)、慢退,可以通過改變齒輪比實(shí)現(xiàn),如圖11建立一個(gè)跟隨條件功能塊。

11 跟隨條件功能塊

計(jì)布長(zhǎng)是主編碼器的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度,這個(gè)長(zhǎng)度可以隨時(shí)清零,所以不能直接用虛主軸的脈沖值。但是,可以再建立一個(gè)虛軸用于計(jì)長(zhǎng),并且可以隨時(shí)清零而不影響其他軸的正常運(yùn)行,如圖12。

12 計(jì)布長(zhǎng)程序

程序中8號(hào)軸跟隨主編碼器記錄脈沖數(shù),D200作為計(jì)長(zhǎng),當(dāng)需要清零是只要M44斷開一個(gè)周期后再導(dǎo)通就可以實(shí)現(xiàn),把D200傳到AH500 CPU里計(jì)算出長(zhǎng)度。

結(jié)束語(yǔ)

基于臺(tái)達(dá)的中型PLC AH500AH10PM運(yùn)動(dòng)模塊的解決方案在圓網(wǎng)印花機(jī)上得到了成功應(yīng)用,車速可以達(dá)到100M/min。同時(shí),如果選用臺(tái)達(dá)的伺服驅(qū)動(dòng)器和臺(tái)達(dá)的PLC控制器搭配使用,可以為客戶量身定制更多的解決方案,給客戶提供低成本、高性能、最優(yōu)化的系統(tǒng)解決方案。

作者簡(jiǎn)介:

胡惠軍,男,出生于1986年,畢業(yè)于三江學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè),現(xiàn)任臺(tái)達(dá)集團(tuán)——中達(dá)電通股份有限公司應(yīng)用工程師。一直從事PLC、變頻器、伺服等自動(dòng)化產(chǎn)品的集成應(yīng)用等工作,具有豐富的自動(dòng)化控制應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。


 
 
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