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        基于PLC控制的絲網(wǎng)印刷機的設(shè)計

        2015-01-16 08:29:11山西中北大學機械與動力工程學院張懷義王福明
        河北農(nóng)機 2015年2期
        關(guān)鍵詞:參數(shù)設(shè)置印刷機絲網(wǎng)

        1、山西中北大學機械與動力工程學院 張懷義 王福明

        2、北京清大天達光電科技有限公司 范兆周 谷海雷

        1 絲網(wǎng)印刷機的工作原理

        圖1 絲網(wǎng)印刷機工作原理

        所謂的絲網(wǎng)印刷就是把帶有圖案或圖像的模版依附于絲網(wǎng)上,采用手工刻漆膜或者光化學制版的方法制作絲網(wǎng)印版進行印刷。

        絲網(wǎng)印版、刮板、油墨、印刷臺以及承印物共同組成了絲網(wǎng)印刷的五大要素。絲網(wǎng)印刷機的工作原理如圖1所示:刮墨刀由傳動機構(gòu)傳遞動力,讓其在運動中擠壓油墨和絲網(wǎng)印版,使絲網(wǎng)印版與承印物形成一條壓印線,由于絲網(wǎng)具有張力,會對刮墨刀產(chǎn)生回彈力,回彈力使絲網(wǎng)印版除壓印線外都不與承印物相接觸,油墨在擠壓力的作用下通過網(wǎng)孔漏印到承印物上。絲網(wǎng)在印刷過程中,一直處在變形和回彈之中。刮墨刀在完成單向印刷后與絲網(wǎng)印版一起脫離承印物,同時進行返程回墨,即完成一個印刷循環(huán)。

        2 絲網(wǎng)印刷機的工藝分析

        本文設(shè)計的絲網(wǎng)印刷機為觸摸屏生產(chǎn)線的配套設(shè)備,在與上游上片機和下游對位貼合機相接后,能夠完成觸摸屏生產(chǎn)中銀點的印刷。

        圖2 工藝流程

        絲網(wǎng)印刷機的工藝流程圖如圖2所示:玻璃通過上片機將其放置于UVW平臺上,并由平臺上的吸盤吸附后,經(jīng)跑臺傳輸?shù)街付ㄎ恢?,再通過Keyence視覺系統(tǒng)進行定位,再由印刷機構(gòu)進行印刷,卸片后即完成一個工作循環(huán)。設(shè)備在運行過程中,只要能實現(xiàn)要求,可盡可能縮短每個動作實現(xiàn)的時間,從而提高效率。

        3 系統(tǒng)硬件分析

        本文設(shè)計的絲網(wǎng)印刷機采用三菱Q系列的PLC,因其具備配套齊全、功能完善、適用性強、可靠性高的特點,完全符合設(shè)備的要求[1]。根據(jù)設(shè)備的輸入、輸出點數(shù)以及需要留有10%的備用點,故選用了QX41和QX42兩個輸入模塊,一個QY42P輸出模塊。其中QX41的輸入點數(shù)是32點,QX42的輸入點數(shù)是64點,都是DC24V/4mA輸入,帶32點公共端。QY42P的輸出點數(shù)是64點,晶閘管輸出,帶32點公共端。此外,電源模塊選用Q61P-A2,輸入電壓范圍AC200~240V,輸出電壓DC5V,輸出電流6A[2]。

        該系統(tǒng)采用高性能CPU,型號為Q02CPU,其控制方式為存儲程序的反復(fù)運算,輸入輸出控制方式為刷新方式,可承受的最大I/O點數(shù)為8192點,其自帶的RS-232接口通過編程電纜與觸摸屏相連,具備串行通信功能,所選用的QJ71C24-R2具有兩個RS-232接口通道,其中一個通道與測厚裝置相連,另一個通道與視覺系統(tǒng)相連。

        由于絲網(wǎng)印刷機涉及到通過UVW平臺對觸摸屏的定位功能,所以還需選擇定位模塊,結(jié)合設(shè)備需要,選用了QD75P4、QD75P8和QD75D2三個定位模塊,其分別控制4個、7個和2個電機。該PLC的部分輸入點和輸出點的連線如圖3和圖4所示。

        圖3 PLC部分輸入點連線圖

        圖4 PLC部分輸出點連線圖

        4 人機界面設(shè)計

        圖5所示為絲網(wǎng)印刷機觸摸屏界面中的參數(shù)設(shè)置界面,其包括刮刀速度、回墨刀速度、刮刀架點動速度、印刷次數(shù)、玻璃厚度等參數(shù)。

        圖5 參數(shù)設(shè)置界面

        5 系統(tǒng)軟件設(shè)計

        由運動過程分析可知,該系統(tǒng)是一個多工步的順序控制系統(tǒng),通過模塊化程序結(jié)構(gòu)實現(xiàn)控制,具有結(jié)構(gòu)簡單、易于編程等優(yōu)點。其包括初始化模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、手動運行模塊、自動運行模塊、數(shù)值計算模塊、數(shù)據(jù)通信模塊和監(jiān)視控制模塊[3]。因篇幅有限,此處并未給出梯形圖程序。自動運行程序流程圖如圖6所示。

        圖6 自動程序流程圖

        6 結(jié)束語

        本文采用三菱Q系列的PLC、伺服驅(qū)動器、變頻器和觸摸屏設(shè)計了絲網(wǎng)印刷機的控制系統(tǒng),有力地提高了絲網(wǎng)印刷機的工作可靠性和安全性。其刮墨刀和回墨刀速度均可調(diào),刮刀架點動速度可調(diào),滿足了觸摸屏生產(chǎn)的絲印工藝要求,再通過人機界面的設(shè)置,使得實際操作更加直觀簡單,同時實現(xiàn)了絲網(wǎng)印刷機的在線檢測和控制,方便了系統(tǒng)的檢修和維護。該設(shè)備自投入生產(chǎn)以來,運行穩(wěn)定,動作安全可靠[4]。

        [1]熊新民.自動控制原理與系統(tǒng)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.

        [2]滿永奎.三菱Q系列PLC原理與應(yīng)用設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2010.

        [3]廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.

        [4]秦琴.基于PLC控制的玻璃清洗機的設(shè)計[J].機械工程與自動化,2009(4):169-170.

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