摘  要：本文介紹了英威騰整體解決方案在編織袋套色柔板印刷機的應用案例，該方案使用英威騰VS係列HMI +AX70中型PLC+DA200伺服+伺服電機+GD20變頻器
，該方案具有完整支持 IEC61131-3 編程體係
、支持 EtherCAT 現場實時總線和凸輪同步控製等優點
，通過該方案可進一步提高柔版印刷機的生產速度，提升套色精準度和操作交互易用度。

　　一、引言

　　進入20世紀80年(nian)代(dai)後(hou)，柔(rou)版(ban)印(yin)刷(shua)技(ji)術(shu)有(you)了(le)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan)，目(mu)前(qian)柔(rou)版(ban)印(yin)刷(shua)品(pin)的(de)質(zhi)量(liang)已(yi)達(da)到(dao)或(huo)接(jie)近(jin)平(ping)版(ban)膠(jiao)印(yin)或(huo)凹(ao)印(yin)水(shui)平(ping)，因(yin)此(ci)在(zai)包(bao)裝(zhuang)印(yin)刷(shua)中(zhong)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。現(xian)在(zai)在(zai)工(gong)業(ye)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)，柔(rou)性(xing)板(ban)印(yin)刷(shua)在(zai)包(bao)裝(zhuang)印(yin)刷(shua)中(zhong)已(yi)占(zhan)據(ju)主(zhu)導(dao)地(di)位(wei)。

　　目(mu)前(qian)老(lao)式(shi)編(bian)織(zhi)袋(dai)印(yin)刷(shua)機(ji)通(tong)過(guo)機(ji)械(xie)方(fang)式(shi)同(tong)步(bu)印(yin)刷(shua)輥(gun)與(yu)牽(qian)引(yin)輥(gun)，變(bian)更(geng)不(bu)同(tong)印(yin)刷(shua)尺(chi)寸(cun)時(shi)需(xu)要(yao)更(geng)換(huan)不(bu)同(tong)直(zhi)徑(jing)的(de)印(yin)刷(shua)輥(gun)。這(zhe)種(zhong)老(lao)式(shi)的(de)編(bian)織(zhi)袋(dai)印(yin)刷(shua)設(she)備(bei)有(you)機(ji)械(xie)成(cheng)本(ben)高(gao)
，印(yin)刷(shua)尺(chi)寸(cun)選(xuan)擇(ze)少(shao)，設(she)備(bei)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)更(geng)換(huan)印(yin)刷(shua)尺(chi)寸(cun)花(hua)費(fei)時(shi)間(jian)長(chang)的(de)缺(que)點(dian)。

　　本文中的編織袋柔印印刷設備通過英威騰AX70中型PLCdianzitulungongnengkongzhisifuqudongqianyingunheyinshuagunzuoweizhitongbuyundong，dadaobuyonggenghuanyinshuagunyuqianyingunyinshuachurenyichicundebianzhidaichanpindexiaoguo。cifanganjieshengleshebeijixiechengben，yinshuachicunlinghuo，dadajianxiaolegenghuanbutongyinshuachicunyutuandecaozuoshijianyucaozuonandu。

　　編織袋材料具有彈性大
、yilashendequedian，zaicailiaojiasuhejiansuguochengzhongcailiaohuiyoubutongchengdudebianxingrongyichanshengyinshuataosedepiancha。jiashangyinshuagunfuzaiguanliangda，zhinengtongguohuanmanjiasuhejiansujinxingqidongtingzhi。anzhaoyibandianzitulundekongzhifangshi，qianyinzhouxuyaozaiyinshuaguntingzhidezhuangtainiehe，ranhouyinshuagunyuqianyingunyiqizaihuanmanjiasudaoyunxingsudu，zhegeguochenghuidaozhijiasuhejiansuguochengtaosejingdudepianchaguoda，zaochengfeipian。weijiejuezheyinandian，yingweitengtongguochengxuyouhuashideyinshuagunjiasuyujiansudeguochengbujinxingyinshua，zaiyinshuagunjiasudaoshengchansuduhou，qianyingunzaitongbusongliaojinxingyinshuadongzuo
，bimianlejiajiansuguochengzhongtaosepiancha。tongshi

，caiyonggaojingdusebiaochuanganqizai100米/分鍾的運行速度下精準對標調節。

　　二、 編織袋套色柔版印刷機工作原理及介紹

　　1、設備整體

　　圖1 機械結構示意簡圖

　　編織袋套色柔版印刷機的部件包括：放卷架、放卷輥
、屯料緩衝機構、色標傳感器
、前牽引輥、印刷輥
、傳墨輥、後牽引輥、屯料緩衝機構
、收卷輥、成品（如圖1中1-11）。

　　2、放卷動作

　　放卷部分由放卷變頻器
、屯料機構、屯料電位器和糾偏係統組成。

　　為配合不同料長和印刷版長
，牽引輥的動作速度為同步速度-加減速-同步速度。需要屯料機構平緩放料動作，使得放料變頻器勻速運行。屯料機構動作中反饋模擬量信號給控製器，控製器PID計算後
，調節變頻器頻率，使得屯料機構始終運行在模擬量信號範圍內，保持放料張力的穩定。

　　糾偏係統為外部獨立係統，根據料邊位置反饋控製電機左右移動放料料卷
，控製放料邊對齊。

　　3、牽引動作

　　牽引部分分為前牽引與後牽引兩個伺服軸。

　　牽引軸根據不同的料長與印版長度按照規劃的電子凸輪動作。牽引間張力控製時通過設置後牽引凸輪從軸比例實現,使得後牽引運行速度比前牽引略快，給與牽引間的編織袋一定的張力。

　　4
、印刷動作

　　印刷輥跟隨主軸做同步動作
，以勻速運行為主。每個印刷輥有一套勻墨輥與傳墨氣缸和壓印輥。

　　柔性印刷版粘貼在印刷輥上
，由傳墨機構將油墨傳送到柔性印刷版上，再由印刷版印到料上。

　　5
、收卷動作

　　收卷部分由收卷變頻器、屯料機構、屯料電位器組成。

　　為配合不同料長和印刷版長，牽引輥的動作速度為同步速度-加減速-同步速度。需要屯料機構平緩收料動作
，使得收料變頻器勻速運行。屯料機構動作中反饋模擬量信號給控製器，控製器PID計算後，調節變頻器頻率，使得屯料機構始終運行在模擬量信號範圍內，保持收料張力的穩定。

　　三

、英威騰整體解決方案

　　3.1方案介紹

　　本方案采用AX70中型PLC

、DA200伺服、VS觸摸屏
、GD20變頻器全套英威騰電氣產品。AX70中型PLC與伺服通過EtherCAT高速總線進行同步控製。AX70中型PLC與觸摸屏通過EtherNet通訊

，100M的高速通訊速度使得觸摸屏交互使用更加流暢。變頻器頻率由AX70中型PLC通訊修改伺服驅動器模擬量輸出口進行控製
，提高了變頻器頻率響應速度，同時節省了電氣成本。

　　3.2係統拓撲圖

　　圖2 電氣係統拓撲圖

　　3.3 電氣選型

　　3.4現場電氣櫃圖

　　圖3 現場電氣櫃圖

　　四
、方案特點

　　1.滿速印刷功能

　　以(yi)前(qian)的(de)編(bian)織(zhi)袋(dai)套(tao)色(se)印(yin)刷(shua)係(xi)統(tong)
，使(shi)用(yong)單(dan)個(ge)凸(tu)輪(lun)曲(qu)線(xian)進(jin)行(xing)規(gui)劃(hua)不(bu)同(tong)來(lai)料(liao)長(chang)度(du)和(he)印(yin)刷(shua)版(ban)長(chang)的(de)動(dong)作(zuo)，隻(zhi)能(neng)在(zai)印(yin)刷(shua)輥(gun)停(ting)止(zhi)的(de)狀(zhuang)態(tai)進(jin)行(xing)凸(tu)輪(lun)齧(nie)合(he)。再(zai)由(you)於(yu)印(yin)刷(shua)機(ji)特(te)性(xing)限(xian)製(zhi)：一、輥機械慣量較大，隻能緩慢從0速加速到生產速度。二
、編織袋為大拉伸彈性材料
，在不同速度下會有不同的位置偏移。使得加速段與減速段印刷偏差過大
，造成廢片、浪費印刷材料。

　　現在使用英威騰AX70中型PLC凸輪同步控製功能，可以使印刷輥與編製袋在印刷過程中始終處於同一生產速度，避免在加減速段照常印刷套色偏差，且在最高120米/分鍾生產速度下，全程套色偏差<0.8mm。

　　在印刷輥進入生產速度旋轉3圈quan上shang墨mo後hou
，牽qian引yin運yun行xing加jia速su凸tu輪lun，直zhi接jie加jia速su到dao生sheng產chan速su度du同tong步bu印yin刷shua。停ting機ji減jian速su時shi
，牽qian引yin運yun行xing減jian速su凸tu輪lun，直zhi接jie脫tuo開kai印yin刷shua。然ran後hou印yin刷shua輥gun再zai減jian速su停ting止zhi。如ru圖tu4。

　　圖4 印刷輥與牽引輥啟停動作位置與速度曲線

　　2. 牽引等待段印刷輥加速功能

　　印yin刷shua輥gun在zai牽qian引yin停ting止zhi等deng待dai階jie段duan進jin行xing加jia速su運yun行xing，使shi得de在zai不bu影ying響xiang印yin刷shua效xiao果guo的de情qing況kuang下xia加jia快kuai了le設she備bei整zheng體ti運yun行xing速su度du。在zai同tong等deng印yin刷shua同tong步bu速su度du下xia
，最zui高gao能neng提ti升sheng30%的生產速度。

　　圖5 印刷輥與牽引輥等待加速動作位置與速度曲線

　　3. 牽引滿版倒退功能可設最小倒退速度

　　zaimanbanyinshuashixuyaoqianyinzhoudaizhecailiaodaozhuan。youyubianzhidaiyibeilashendecailiaotexing，daozhuankenengdaozhuanbianzhidaibianxing。xiancaiyongxianzhizuidadaozhuansududefangshi，jianxiaoledaozhuanjuli

，jianxiaolebianzhidailashen。

　　圖6牽引倒轉限速曲線

　　圖7牽引倒轉無限速曲線

　　4. 色標伺服DI捕獲功能

　　色(se)標(biao)捕(bu)獲(huo)采(cai)用(yong)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)內(nei)部(bu)中(zhong)斷(duan)抓(zhua)取(qu)編(bian)碼(ma)器(qi)位(wei)置(zhi)方(fang)式(shi)，擁(yong)有(you)精(jing)度(du)高(gao)，色(se)標(biao)不(bu)易(yi)丟(diu)標(biao)的(de)優(you)點(dian)，且(qie)色(se)標(biao)對(dui)位(wei)由(you)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)內(nei)部(bu)中(zhong)斷(duan)抓(zhua)取(qu)編(bian)碼(ma)器(qi)位(wei)置(zhi)。在(zai)來(lai)料(liao)速(su)度(du)100米/分鍾的情況下，對標精度達到0.15mm，且(qie)色(se)標(biao)窗(chuang)口(kou)內(nei)如(ru)果(guo)有(you)多(duo)個(ge)色(se)標(biao)抓(zhua)取(qu)信(xin)號(hao)
，會(hui)對(dui)所(suo)有(you)抓(zhua)取(qu)位(wei)置(zhi)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)，選(xuan)取(qu)偏(pian)差(cha)最(zui)小(xiao)的(de)抓(zhua)取(qu)位(wei)置(zhi)。具(ju)有(you)位(wei)置(zhi)偏(pian)差(cha)不(bu)累(lei)積(ji)，不(bu)怕(pa)個(ge)別(bie)色(se)標(biao)損(sun)壞(huai)的(de)特(te)點(dian)。

　　圖8 伺服捕獲

　　五
、結束語

　　 英威騰編織袋柔性印刷機整體解決方案，應用Codesysdianzitulundelinghuopeizhiqiehuangongneng，zaibianzhidaiyinshuaxingyexiangjiaoyukehuyuanyoudejingpinwanchenglegongnenghexingnengshangdejinbu。shidetaoseyinshuabuhuiyinweijiajiansuduanzaochengtaosepiancha，chanshengfeipian。zaizuigao120米/分鍾生產速度下，全程套色偏差<0.8mm。在來料速度100米/分鍾的情況下

，對標精度達到0.15mm。

關於英威騰：

英威騰（深圳市英威騰電氣股份有限公司），自2002年成立以來，專注於工業自動化和能源電力兩大領域
，以"竭盡全力提供物超所值的產品和服務，讓客戶更有競爭力"為使命，向用戶提供最有價值的產品和解決方案。公司於2010年在深交所A股上市（證券代碼：002334），目前擁有15家控股子公司，員工超過3000人，在全球設有40多家分支機構及200多家渠道合作夥伴，營銷網絡遍布全球80多個國家和地區。