項目背景
圓網(wǎng)印花機是一種使用圓形鎳網(wǎng)在白色坯布上連續(xù)印制各色圖案的專用加工設備，工作原理類似套色印刷機。圓網(wǎng)印花是利用刮刀使圓網(wǎng)內(nèi)的色漿在壓力的驅使下印制到織物上去的一種印花方式。圓網(wǎng)印花有幾個重要方面不同于其他篩網(wǎng)印花方法。圓網(wǎng)印花與滾筒印花一樣，系連續(xù)工序，印花織物通過寬橡膠帶被輸送到不斷運動中的圓網(wǎng)花筒下面。篩網(wǎng)印花中，圓網(wǎng)印花的生產(chǎn)速度最快。超過20套色的圓網(wǎng)印花機也已經(jīng)生產(chǎn)出來，這種印花方法正慢慢取代滾筒印花。圓網(wǎng)印花最重要的環(huán)節(jié)是套色，本文介紹用臺達中型PLC AH500實現(xiàn)12軸同步套色印刷，臺達AH10PM模塊可以實現(xiàn)多軸控制，滿足同步控制要求。
工藝分析
12套色獨立傳動圓網(wǎng)印花機
圓網(wǎng)印花機主要有以下三個裝置組成：
1. 進布裝置 圓網(wǎng)印花機進布裝置有布車進布和布卷進布兩種。布卷進布時，可將擺動式引布輥壓在布卷上，依靠引布輥轉動把布導入印花裝置。進布時被織物隨循環(huán)運行的橡膠導帶前進而完成印花。此導帶先經(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。如圖二。
2. 印花裝置 圓網(wǎng)印花裝置包括圓網(wǎng)、刮刀、給漿裝置等。如圖三。
■ 圓網(wǎng)是印花機的花版。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。
■ 刮刀圓網(wǎng)印花機的刮刀安裝在圓網(wǎng)中心線上的刮刀架上。圓網(wǎng)印花機的刮刀壓力和位置可以調(diào)節(jié)，以適應各種花型和各種厚、薄色漿的織物印花。
■ 印花裝置圓網(wǎng)印花機是自動給漿。每一圓網(wǎng)都配有給漿系統(tǒng)。供應色漿時，將機臺上塑料管一端套在金屬給漿管上，而機外另一端軟管插入色漿桶內(nèi)，用泵輸入圓網(wǎng)，由電極自動控制色漿液面的高度。
3. 烘干和擺布裝置 圓網(wǎng)印花機采用松式熱風烘干。印花后即和橡膠導帶分離，導入烘干部分，松式平放在滌綸網(wǎng)上，經(jīng)熱風烘干出布。出布由電動擺布軸牽引落入布車內(nèi)。如圖四。
控制要點
1. 控制系統(tǒng)設計原理
本次圓網(wǎng)印花機是12軸印刷，12軸圓網(wǎng)需要位置同步套色，主機在加減速過程中，12軸印花棍需要精確同步跟隨。在套色出現(xiàn)偏移時，需要實時調(diào)整軸位置。主要的控制要求如下:
■ 12軸同步跟隨控制
印花棍需要與橡膠導帶速度同步，橡膠導帶由變頻器帶動主電機經(jīng)過1/25.5的減速箱控制。跟隨主軸安裝在主電機后，編碼器的分辨率為1024P/R。將編碼器信號接到AH10PM的X0.8和X0.9端子，AH10PM可以帶6個軸，所以需要兩個AH10PM，編碼器信號可以并到AH10PM端子上。在AH10PM可以建立主從電子齒輪關系的運動程序。
■ 網(wǎng)頭單獨運行
這個功能可以通過在AH10PM里建立虛主軸，讓12個網(wǎng)頭跟隨虛主軸。虛主軸進行JOG或者變速運動，因12個軸與虛主軸之間建立了主從關系，12個網(wǎng)頭就會跟隨虛主軸運動。在正常生產(chǎn)時，讓虛主軸跟隨主編碼器運動，而虛主軸一直與12個軸保持主從關系，即使在不同情況下都是同步關系。
■ 對花糾偏
在印花過程中，會因布的張力大小、導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)頭與導帶之間的相位把花色重新對準。我們通過虛主軸與12個軸建立了電子齒輪的關系，在需要進行糾正時，可以實時更改電子齒輪的分子。工藝上糾偏分為快進、快退、慢進、慢退，只要設定不同大小的齒輪比就可以實現(xiàn)。
■ 觸摸屏、模擬量、I/O點控制
圓網(wǎng)印花機的各個裝置如烘箱、水氣閥、擺布變頻器、導帶上下、糾偏快進快退慢進慢退按鈕都是通過臺達DVP-ES2與AH500 CPU進行PLC-link通訊，再由AH500 CPU與AH10PM進行數(shù)據(jù)交往，把外部信號讀進來，更改相應的變量實現(xiàn)控制。
2. 硬件架構
根據(jù)以上系統(tǒng)要求構建以下硬件架構如圖五、圖六和圖七：
需要注意，在實際現(xiàn)場整個電柜的干擾問題。AH10PM的高速計數(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，并且主編碼器建議使用推挽的輸出方式，屏蔽層要單端接地，整個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。
3.軟件架構
根據(jù)以上系統(tǒng)要求可以構建以下的運動程序架構如圖八：
系統(tǒng)在正常運行時，虛擬主軸跟隨主編碼器運行，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)整導帶與網(wǎng)頭摩擦系數(shù)。當產(chǎn)生套色偏移時，可以調(diào)整虛擬主軸與從軸之間的齒輪比來調(diào)整導帶與網(wǎng)頭之間的相位。
當需要單動網(wǎng)頭時，可以直接JOG或者變速運動虛擬主軸，從軸同樣會跟隨虛擬主軸速度運動。
-Link與AH500背板數(shù)據(jù)交換
在本案例中，所有的外部I/O點都是接到臺達DVP-ES2小型PLC里，再由PLC-Link傳到AH500 CPU里。PLC-Link為透過RS485 的聯(lián)機來進行數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡機制。臺達AH500是圖形化規(guī)劃接口，提供PLC-Link與Ether Link的主機數(shù)據(jù)交換，便利快速的功能、簡單的填表與設定，即可以在免程序撰寫下達成復雜的數(shù)據(jù)交換通訊功能，針對OEM 設備集中收集信息至 FMCS 或 ERP 的應用需求，特別有幫助。
觸摸屏主控制畫面如下：
項目總結
基于臺達的中型PLC AH500 和AH10PM運動模塊的解決方案在圓網(wǎng)印花機上得到了成功應用，車速可以達到100M/min。同時，如果選用臺達的伺服驅動器和臺達的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。
（轉載）
