施耐德電氣解決方案在定長拉伸二次套色上的應用

發表時間:2019-08-16 文章出處:網絡人氣:-

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概述

 

在目前紙盒包裝市場上,最精美的要數鐳射轉移卡紙制成的包裝盒。這類包裝盒主要用于香煙、白酒、化妝品、牙膏等。鐳射膜在生產過程中由于受高溫、壓力和材料本身彈性的原因,不可避免地會出現每幅圖案長度的重復精度不一致的情況。如果采用傳統的復合技術,將全系鐳射膜直接復合成鐳射紙,則鐳射圖案包裝紙的綜合廢品率為29%。以煙草包裝為例,按照鐳射轉移卡紙2.5萬元/噸計算,每年4000萬大箱中,30%使用傳統復合工藝(每萬大箱約需265噸轉移卡紙),則造成直接經濟損失為:

4000*30%*265*29%*25000=23.05億元。而使用定長拉伸二次套色技術,可以將廢品率大大降低。

 

定長拉伸二次套色復合,是一種全息膜復合材料定長拉伸和復合的技術。該系統包括:全息膜放卷裝置,轉移膜拉伸牽引輥,上膠系統,紙張放卷裝置,紙張牽引輥,復合裝置,其特征在于轉移膜拉伸牽引輥和上膠系統之間裝有雙電眼檢測系統。雙電眼測量出全息膜兩個相鄰版縫的長度,與設定的長度比較,通過改變牽引輥電子齒輪比調節料帶張力,以達到設定長度(定長拉伸精度0.5mm)。從而,將全息膜的不均勻幅長改變為相對均勻,且與印刷長度相匹配的幅長,為二次套色復合創造條件。二次套色復合,就是在電眼檢測到鐳射膜色標的基礎上,通過調節牽引輥的相位,使得鐳射膜與卡紙的色標重合(二次定位復合的精度為0.1mm)。

 

施耐德電氣攜手某客戶,全面升級機器機械結構,并采用施耐德電氣全套解決方案,助力客戶進入定長拉伸二次套色復合機市場。

 

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機器工藝及控制要點

 

機器結構及主要傳動:機器主要由收放卷、牽引、涂布、復合機構,與烘箱組成。

 

控制難點在于以下3個方面:

●全息膜放卷牽引輥張力控制

●涂布輥的套色控制

●收放卷的張力控制

 

解決方案架構

 

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本控制系統設計方案,主要有以下幾個部分構成:

 

1、主控部分,采用既具有邏輯控制功能的M258與具有專用伺服控制功能的運動控制器LMC058. 運動控制器在處理機器輸入輸出邏輯的互鎖,操作時序等方面與一般的可編程控制器完全相同。在伺服控制功能這塊又具有許多專用的功能,如凸輪控制等。這個方案中,我們需要用到很多的伺服控制功能,如電子齒輪、相位補償等,這些需要在運動控制器中實現。另外運動控制器還有專用的中斷輸入信號,可以實現高優先級的中斷控制。

 

2、考慮到幾個關鍵工位,如牽引、涂布等的控制精度直接關系到最終成品的質量,故我們這個控制方案的執行機構采用LXM32A伺服系統來實現。LXM32A具有響應快速、定位精度高、結構緊湊等優點,能更好地實現這幾個關鍵工位的控制功能。在機器周期內的時序控制上,伺服系統通過內置的Touchprob接口,可以高速捕捉的色標位置。這就為我們實現張力控制和相位控制打下基礎。

 

3、鐳射膜與卡紙的收放卷的張力控制通過變頻器的速度調整來實現。速度信號通過PLC內置的canopen總線信號來傳輸,該信號與主機的節拍完全同步。總線技術具有很強的抗干擾性,同時為機器以后的功能擴展提供接口。

 

4、操作界面采用觸摸屏進行人機對話。觸摸屏可以作為操作人員的操作面板,也可以用來對實現控制系統的故障診斷,數據的批記錄,曲線的打印,產量的統計等。

 

客戶收益

 

本案例中,針對定長拉伸二次套色復合的工藝難點,采用施耐德電氣Ecostruxure Machine解決方案架構,通過將變頻器、伺服驅動器及電機、遠程IO、傳感器等互聯互通的自動化產品,以及高性能運動控制器相結合,可以更好地滿足機器的工藝要求,達到高速高精度的控制,極大的提高了機器的自動化水平及機器性能。同時,由于采用??榛砑杓撲悸?,以及高速實時現場總線技術可使得機器的柔性得以增強,客戶更換規格的時間大大縮短。同時減少了機器的接線,延長了機器的使用壽命。

 


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