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發(fā)表于 2006-12-17 23:36:02
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Re: 印刷機(jī)械給紙機(jī)設(shè)計(jì)（多家對(duì)比）
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在分析了J2108單張紙膠印機(jī)輸紙機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上， 提出了輸紙機(jī)構(gòu)氣動(dòng)化的設(shè)計(jì)方案，并且提出了利用PLC和相應(yīng)的行程開關(guān)解決輸紙機(jī)構(gòu)與印刷系統(tǒng)同步性的具體解決方案， 給出了實(shí)現(xiàn)輸紙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的PLC梯形圖 : l' l4 e' Z' k- t* t$ H/ o' s
) D5 n! _* l$ Y3 C( m) e1 O 關(guān)鍵詞：?jiǎn)螐埣埬z印機(jī)；分紙機(jī)構(gòu)；氣動(dòng)
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, l7 J# S+ i# E- j ^" E& P$ \ 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，印刷行業(yè)也有了歷史性的革新。光纖技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷向印刷行業(yè)滲透。以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為核心的一大批新技術(shù)在印刷業(yè)的推廣應(yīng)用，使國(guó)際印刷業(yè)發(fā)生了巨大的變化。特別是印刷設(shè)備方面，印刷機(jī)簡(jiǎn)化了本身復(fù)雜的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)，光，電，液，氣，計(jì)算機(jī)都運(yùn)用到了現(xiàn)代印刷設(shè)備。因此，高速化、自動(dòng)化、優(yōu)質(zhì)化是傳統(tǒng)印刷設(shè)備發(fā)展的共同方向。為適應(yīng)現(xiàn)代化印刷的需要，單張紙印刷機(jī)的輸紙裝置也在不斷向氣動(dòng)、電動(dòng)等自動(dòng)化方向發(fā)展。
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& e5 d" `2 @# D V 氣動(dòng)技術(shù)是以壓縮空氣為介質(zhì)來傳動(dòng)和控制機(jī)械的．門專門技術(shù)。由于它具有節(jié)能、無污染、高效、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門? 。正是由于氣動(dòng)各方面的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)外印刷機(jī)制造行業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器設(shè)備的氣動(dòng)化設(shè)計(jì)也越來越成為一種趨勢(shì)。如羅蘭印刷機(jī)在輸紙機(jī)構(gòu)中就大量采用氣動(dòng)控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)機(jī)械裝置，它采用真空輸紙板，變速吸氣皮帶及氣動(dòng)側(cè)拉規(guī)，大大減少了機(jī)械機(jī)構(gòu)，降低了機(jī)械制造與安裝，調(diào)試的難度。紙堆的左右位置及給紙機(jī)的后關(guān)位置可通過氣動(dòng)開關(guān)精確控制，從而保證了雙面印刷的套印位置準(zhǔn)確。* ^6 m7 c. D3 R& \
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l 單張紙膠印機(jī)原分紙機(jī)構(gòu)的工作原理! I1 H& Q9 B/ \# l( O% _
. E. z j& S3 ?; q( [. g 人們知道，單張紙印刷機(jī)的輸紙機(jī)構(gòu)是膠印機(jī)中的一個(gè)很重要的部件，它的功能是將紙張分離，并將其傳遞到輸紙裝置。里 吸嘴機(jī)構(gòu)，壓紙機(jī)構(gòu)和遞紙吸嘴機(jī)構(gòu)等組成，J2108機(jī)輸紙機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)原理。
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) C1 S$ {! y1 W2 x1 w1 Z* J6 e5 q 其各部分在印刷工程中的運(yùn)動(dòng)工作原理為：
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5 i5 ]! {! Y3 A4 q# e/ G 1)分紙吹嘴向下移動(dòng)，吸住最上面的一張紙，上抬并后翹，以防止雙張并有利于壓紙吹嘴的插入； ~7 G$ b) I- m/ ~3 V9 l* T* a
$ l. M% x% E- N* Y* } 2)壓紙吹嘴插入，壓住下面的紙并打開吹氣氣路吹風(fēng)，使上，下兩張紙分開，同時(shí)探測(cè)紙堆高度；
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3)遞紙圾嘴向右運(yùn)動(dòng)，吸住紙張，比時(shí)，分紙吸嘴與遞紙吸嘴同時(shí)控制紙張，進(jìn)行紙張的交接，即由分紙吸嘴交給遞紙吸嘴；
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9 I# V' j" d; N# G3 M$ p$ o4 Q 4)分紙吸嘴切斷吸氣氣路放紙，完成紙張交接，并隨即上升，此時(shí)，壓紙吹嘴停止吹氣離開紙堆，這時(shí)，遞紙吸嘴向左運(yùn)動(dòng)將紙張輸出。為保證紙張的正確交接與運(yùn)輸，遞紙吸嘴應(yīng)實(shí)現(xiàn)一定的軌跡。遞紙吸嘴的運(yùn)動(dòng)軌跡按運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)不同分成4個(gè)階段。1 O7 f; {! K7 H2 d! y/ u
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cd段：遞紙吸嘴上升并向右返回；
; A& {- {& O3 i" L3 U* m dn段：遞紙吸嘴下降至。點(diǎn)最低位置吸取紙張；
- j* ~+ R- G. F+ s n6段：遞紙吸嘴吸住紙張上升，完成與分紙吸嘴的紙張交接，即當(dāng)遞紙吸嘴吸住紙張上升的過程中，在達(dá)到b點(diǎn)之前，分紙吸嘴也上升并進(jìn)行放紙，所以n6段的運(yùn)動(dòng)軌跡是紙張的交接過程，在n6段，遞紙吸嘴與分紙吸嘴同時(shí)吸住紙張。6c段：當(dāng)?shù)竭_(dá)b點(diǎn)分紙吸嘴放開紙張后，遞紙吸嘴吸住紙張向左運(yùn)動(dòng)送紙。當(dāng)遞紙吸嘴到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，紙張的左邊緣已通過送紙軸即可放開紙張，接著進(jìn)入一個(gè)工作循環(huán)。由圖1 b分紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理圖可以看出，實(shí)現(xiàn)保證輸紙機(jī)各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡主要是由凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，由于凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，因此現(xiàn)單張紙膠印機(jī)輸紙機(jī)構(gòu)存在著以下缺點(diǎn)：
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9 D6 U% I7 S; S2 L6 s& a y- k 1)由于機(jī)械凸輪各部件的制造和裝配誤差的調(diào)整十分困難、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力； U( k: P7 J/ [1 E/ z9 W$ G
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2)凸輪長(zhǎng)期運(yùn)行磨損快、壽命短，易出現(xiàn)故障；% ]3 T) a6 W. U4 Z" p1 N( c
$ g. q2 ?( E4 I I 3)如果其運(yùn)動(dòng)工藝改變時(shí)就要重新設(shè)計(jì)凸輪。基于輸紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡特點(diǎn)以及原機(jī)構(gòu)在加工及使用上的不便，我們認(rèn)為有必要對(duì)此機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，而氣動(dòng)元器件則是理想的選擇。/ N5 T/ X4 C! P$ L& M$ w
8 E2 u/ u0 m5 x1 {7 F p5 {, p 2 氣動(dòng)化設(shè)計(jì)方案 # i0 n) V7 h9 e
由以上原輸紙機(jī)構(gòu)的工作原理可以看到，輸紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分別由壓紙運(yùn)動(dòng)、分紙運(yùn)動(dòng)以及遞紙運(yùn)動(dòng)組成。其主要運(yùn)動(dòng)發(fā)生在接觸紙張的時(shí)候，而其它時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)印刷質(zhì)量無影響。因此根據(jù)原輸紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，利用氣動(dòng)元器件對(duì)輸紙機(jī)構(gòu)的壓紙吹嘴機(jī)構(gòu)、分紙吸嘴機(jī)構(gòu)和遞紙吸嘴機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行氣動(dòng)化設(shè)計(jì)。7 U. @+ q5 p1 r# D G
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1)壓紙吹嘴運(yùn)動(dòng)。
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壓紙吹嘴機(jī)構(gòu)是輸紙機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要機(jī)構(gòu)，它是保證單張紙輸出的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，J21O8機(jī)是通過2個(gè)凸輪來保證其完成功能的。在這里，通過利用2個(gè)氣缸同樣也能保證其功能的實(shí)現(xiàn)。
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! Q% ^: e9 m" Z; v2 N" y 從圖3可以看出，氣缸I來控制壓紙吹嘴的擺動(dòng)，以避免分紙吸嘴和遞紙吸嘴輸紙時(shí)，壓紙吹嘴與紙張的干涉。小氣缸II保證壓紙時(shí)壓紙吹嘴的運(yùn)動(dòng)是直上直下的，以免搓動(dòng)紙張，造成亂紙。; {$ Z! x: o8 I7 d( o
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2)分紙吸嘴運(yùn)動(dòng)。
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分紙吸嘴機(jī)構(gòu)在壓紙吹嘴的協(xié)助下完成紙張的分離工作，對(duì)其運(yùn)動(dòng)也有著具體的要求。機(jī)構(gòu)能夠很好地代替原J21O8機(jī)中凸輪控制的分紙吸嘴機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)其功能。氣缸I控制著分紙吸嘴的上下運(yùn)動(dòng)以保證分紙吸嘴可靠接觸紙張并使其脫離紙堆。而氣缸II則保證分紙吸嘴吸住紙張后能夠立即快速翻轉(zhuǎn)一個(gè)角度(搖頭)，以避免雙張及多張的出現(xiàn)。
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0 T" q* `' i3 s( z: o 3)遞紙吸紙運(yùn)動(dòng)。/ q/ u% M* N1 _! a$ H
% o* G, D4 p- a: j 遞紙吸嘴機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)相對(duì)壓紙吹嘴機(jī)構(gòu)和分紙吸嘴機(jī)構(gòu)來說運(yùn)動(dòng)最為復(fù)雜，在這用3個(gè)氣缸來實(shí)現(xiàn)其必要的運(yùn)動(dòng)軌跡(見圖5)。首先氣缸I作用控制遞紙吸嘴下降到紙面上，這時(shí)吸氣閥打開，吸嘴吸住紙張；再由氣缸III控制吸嘴實(shí)現(xiàn)紙張向上及分紙吸嘴方向的運(yùn)動(dòng)，以使兩吸嘴之間的紙張松弛，避免紙張撕破；氣缸II 控制遞紙吸嘴完成紙張向輸紙臺(tái)的轉(zhuǎn)移。以上3種氣動(dòng)機(jī)構(gòu)完全能夠?qū)崿F(xiàn)單張紙膠印機(jī)輸紙機(jī)構(gòu)所需實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于單張紙膠印機(jī)來說，輸紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要保證與印刷部件運(yùn)動(dòng)的同步，這樣才能保證EO,~U工作的順利進(jìn)行。J2108機(jī)是通過牙嵌式離合器來保證其同步的。對(duì)于所設(shè)計(jì)的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)來說，這種方法則不可能了。在此，可在壓印滾筒軸上安裝一開關(guān)凸輪來控制一行程開關(guān)以保證其同步。1 Q1 n* ^& L: D# s8 g" q) u a
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! ]: _) W9 i3 I 由于本機(jī)構(gòu)采用了大量的氣缸，繼電囂蟹制無疑增加了控制系統(tǒng)的不可靠性，而PI C控制則結(jié)構(gòu)緊湊、戛應(yīng)快，使用安全可靠 。所以通過PLC來控制壓紙吹嘴機(jī)構(gòu)、分紙吸嘴機(jī)構(gòu)以及遞紙吸嘴機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)工作。設(shè)訂出PLC的梯形圖。/ `3 Z- ]+ N; y7 _% Y) L
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圖7輸入端除0001接的是凸輪帶動(dòng)的行程開關(guān)外，其它均為各氣缸的磁性開關(guān)，由此來保證氣缸的順序動(dòng)作。將遞紙吸嘴停止吸氣以及吹氣由凸輪開關(guān)控制能夠保證遞紙?jiān)诙啻笏俣葧r(shí)都能夠與叼紙牙排以及前規(guī)同步。
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8 Y1 _$ c+ S% w0 i 3 結(jié) 語
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由以上可看出，氣動(dòng)化結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易行，不但能夠保證輸紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能，而且在技術(shù)上保證了與其它部件工作的同步。由于其結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化,將大大地降低印刷機(jī)制成本上升,而且是由于某種原因取消了凸輪機(jī)構(gòu),可提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,減少了故障的隱患.
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