陳北榮
我公司引進(jìn)的中山松德SAY10820十色凹印機(jī)從2007年開始正式投產(chǎn),一直用于生產(chǎn)“七匹狼”系列煙包產(chǎn)品。該設(shè)備每個印刷單元配備一個套色系統(tǒng),分別控制橫向和縱向的套色精度。投入使用以后,我們發(fā)現(xiàn)與之配套的日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)陸續(xù)出現(xiàn)無規(guī)律死機(jī)現(xiàn)象,最開始出現(xiàn)死機(jī)的次數(shù)不多,每月大約1~2次,對印刷生產(chǎn)影響不大。但從2010年底開始,該橫向套色系統(tǒng)的死機(jī)頻率越來越高,至2011年下半年每月平均達(dá)10次左右,已經(jīng)嚴(yán)重影響了印刷生產(chǎn)的連續(xù)性,造成廢品數(shù)量增多、紙張和油墨消耗增加、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性變差、操作人員工作壓力加大等問題。為此,筆者認(rèn)真分析了日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)死機(jī)故障的特征及原因,并提出了解決思路及改造措施,供業(yè)內(nèi)人士共享。
死機(jī)特征
通過對日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)故障的長期跟蹤調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計,筆者總結(jié)出了死機(jī)故障的3個特征。
1.無規(guī)律性
橫向套色系統(tǒng)死機(jī)故障的出現(xiàn)與時間、季節(jié)和氣候無關(guān),有時出現(xiàn)在剛開機(jī)時,有時出現(xiàn)在長時間正常運(yùn)行中;間隔時間或短或長;可能出現(xiàn)在10個印刷色組的任意一個,也可能在某些色組重復(fù)出現(xiàn),表現(xiàn)出典型的無規(guī)律性。
2.顯示黑屏與套印失控
橫向套色系統(tǒng)死機(jī)時,印刷色組的套色液晶顯示屏?xí)霈F(xiàn)黑屏,同時該系統(tǒng)與設(shè)備控制系統(tǒng)和主控臺之間的通訊中斷,控制按鈕開關(guān)和主控臺的調(diào)整開關(guān)對印刷色組的橫向套色控制完全失效,無論按什么鍵都不能啟動套色液晶顯示屏,也無法實現(xiàn)對橫向套色的正常調(diào)整。此時,橫向套色完全失控,并向某一個方向跑動,導(dǎo)致橫向套色誤差較大,達(dá)不到產(chǎn)品質(zhì)量要求,造成不必要的浪費(fèi)。
3.關(guān)電重啟才能恢復(fù)
橫向套色系統(tǒng)死機(jī)后必須立刻停機(jī)并切斷電源,待重新送電、重啟后方可恢復(fù)正常生產(chǎn)。
死機(jī)原因分析及解決思路
經(jīng)過與業(yè)內(nèi)同行、套色系統(tǒng)供應(yīng)商、高職院校教師和電氣技術(shù)專家交流討論后,大家一致認(rèn)為日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)屬于典型的弱電控制系統(tǒng),易受到凹印機(jī)及周邊電氣元件工作時的電磁波干擾。
當(dāng)強(qiáng)電、弱電控制系統(tǒng)在同一臺設(shè)備或同一生產(chǎn)車間內(nèi)共同作業(yè)時,會產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁波,如果電磁波干擾未得到妥當(dāng)處理,則會成為系統(tǒng)和設(shè)備正常工作的障礙。例如變頻器、烘箱溫度自動調(diào)節(jié)開關(guān)等以晶閘管為核心的部件或UV固化裝置的高頻振蕩電路,在工作時均會產(chǎn)生諧波干擾。技術(shù)人員在檢測時發(fā)現(xiàn),設(shè)備控制器與日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)的觸控器之間確實存在干擾信號,這可能是導(dǎo)致橫向套色系統(tǒng)死機(jī)的真正原因。
針對橫向套色系統(tǒng)死機(jī)的原因,筆者提出了兩種解決思路,一種是從干擾源入手,減少電磁波干擾;另一種是增強(qiáng)該套色系統(tǒng)的抗電磁波干擾能力。在測試時,筆者發(fā)現(xiàn)干擾源存在不確定性,時有時無,時強(qiáng)時弱,很難徹底排查,即使查到干擾源,也無計可施,不可能讓設(shè)備停止工作。因此,第一種解決思路不易實現(xiàn),于是筆者便從第二種解決思路入手,對橫向套色系統(tǒng)的抗干擾能力進(jìn)行了改造。
改造措施
改造前,該橫向套色系統(tǒng)已經(jīng)具備的抗干擾基礎(chǔ)為:①印刷單元的套色系統(tǒng)控制箱為金屬外殼,對內(nèi)部電路的屏蔽效果良好,箱體用銅線與凹印機(jī)機(jī)架連接;②已對軟件進(jìn)行升級,系統(tǒng)的抗干擾能力略有增強(qiáng);③已把強(qiáng)弱電線槽分開,避免強(qiáng)電線路對弱電線路產(chǎn)生干擾。
為進(jìn)一步增強(qiáng)橫向套色系統(tǒng)的抗干擾能力,必須從該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計出發(fā),對電源、信號傳輸線路、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)軟件等部位采取綜合改造,才能達(dá)到較好的效果。經(jīng)過認(rèn)真分析,筆者按照以下措施對橫向套色系統(tǒng)進(jìn)行了改造。
1.加強(qiáng)電源防護(hù)
電源是否穩(wěn)定可靠對橫向套色系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響較大。電源受到的干擾主要來自感性負(fù)載的投入與切斷、電網(wǎng)的高次諧波等,可通過加裝濾波器的方法解決(如圖1所示),以消除電源受到的高頻干擾和共模干擾。濾波器使用電容來分流有害的高頻噪聲,使進(jìn)入控制器的有害噪聲信號顯著降低或衰減,從而達(dá)到抗干擾的作用。
2.加強(qiáng)每個印刷單元套色系統(tǒng)控制箱的防護(hù)
改造前,每個套色系統(tǒng)控制箱與其他電氣部件合并接地,這種方式可能存在地線干擾。而通過將強(qiáng)地線與弱地線、數(shù)字地與模擬地等不同類型的電路單元單獨(dú)接地(如圖2a所示),可以避免相互干擾的電路共用地線。同時,在每個套色系統(tǒng)控制箱與印刷單元外殼之間加裝絕緣板(如圖2b所示),加強(qiáng)每個套色系統(tǒng)控制箱對電磁波的防護(hù)能力。
3.加強(qiáng)信號傳輸線路的防護(hù)
(1)升級通訊線和水晶頭
如圖3所示,將原本的通訊線更換為等級更高的工業(yè)通訊線,水晶頭更換為帶屏蔽功能的水晶頭。工業(yè)通訊線和帶屏蔽功能的水晶頭抗干擾能力更強(qiáng),使得信號傳輸過程中的衰減更少。
(2)觸控器信號輸入端加裝電磁環(huán)
如圖4所示,在觸控器信號輸入端加裝電磁環(huán),用增大磁阻的方式來抑制傳導(dǎo)干擾,以降低非正常電磁波對信號輸入端的影響。
4.改善各套色系統(tǒng)控制箱的工作環(huán)境
如圖5所示,橫向套色系統(tǒng)控制箱安裝于印刷單元的外殼,再被防護(hù)罩統(tǒng)一罩住,如果橫向套色系統(tǒng)控制箱或者印刷單元的外殼出現(xiàn)散熱不良,可能會導(dǎo)致套色系統(tǒng)出現(xiàn)工作故障,通過加裝散熱風(fēng)扇對橫向套色系統(tǒng)控制箱進(jìn)行散熱,可保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。
改造后效果
橫向套色系統(tǒng)的各項改造施工均符合規(guī)范要求,改造后的設(shè)備在長時間的運(yùn)行和使用過程中,發(fā)生死機(jī)故障的頻率極低,一年內(nèi)少于2~3次,僅為原來故障率的2%左右,扣除橫向套色系統(tǒng)自身工作穩(wěn)定性的因素,可以認(rèn)為橫向套色系統(tǒng)的死機(jī)故障已得到基本解決。
改造后的橫向套色系統(tǒng)保障了生產(chǎn)運(yùn)行的連續(xù)性,降低了廢品率,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對改造前橫向套色系統(tǒng)死機(jī)故障造成的紙張和成品浪費(fèi)進(jìn)行簡單估算,改造后的設(shè)備每年可為企業(yè)減少十多萬元的經(jīng)濟(jì)損失,同時還可減輕操作人員的工作壓力。
本次研究是對日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷采取改造措施,成本投入小,改造效果和經(jīng)濟(jì)效益較明顯,存在同樣問題的同行可參考借鑒。