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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（多家對比）
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( |" \, `( }1 E( n/ b/ o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)氣動化的設(shè)計方案，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)動的PLC梯形圖
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6 h2 l2 [3 }% q( s/ o 關(guān)鍵詞：單張紙膠印機(jī)；分紙機(jī)構(gòu)；氣動
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1 |- o* g$ o( c/ X9 p2 c) o) [ 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)簡化了本身復(fù)雜的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)，光，電，液，氣，計算機(jī)都運(yùn)用到了現(xiàn)代印刷設(shè)備。因此，高速化、自動化、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、電動等自動化方向發(fā)展。
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氣動技術(shù)是以壓縮空氣為介質(zhì)來傳動和控制機(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)簡單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門? 。正是由于氣動各方面的優(yōu)點(diǎn)，在國外印刷機(jī)制造行業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器設(shè)備的氣動化設(shè)計也越來越成為一種趨勢。如羅蘭印刷機(jī)在輸紙機(jī)構(gòu)中就大量采用氣動控制系統(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)位置可通過氣動開關(guān)精確控制，從而保證了雙面印刷的套印位置準(zhǔn)確。
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3 q% [' _4 t$ R' a* S- S8 ~2 s( _ G l 單張紙膠印機(jī)原分紙機(jī)構(gòu)的工作原理$ h1 Q9 u( T* ^9 d$ B' ?2 d d# Z/ M c
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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)動原理。( l% o8 c* d6 o) R: V5 c4 ~
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$ a2 w, |4 I9 k7 n 其各部分在印刷工程中的運(yùn)動工作原理為：
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1)分紙吹嘴向下移動，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；
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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，同時探測紙堆高度；
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3)遞紙圾嘴向右運(yùn)動，吸住紙張，比時，分紙吸嘴與遞紙吸嘴同時控制紙張，進(jìn)行紙張的交接，即由分紙吸嘴交給遞紙吸嘴；6 `, h5 ?: X+ G- F3 f9 t, l+ A5 _# H
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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，壓紙吹嘴停止吹氣離開紙堆，這時，遞紙吸嘴向左運(yùn)動將紙張輸出。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)動軌跡按運(yùn)動特點(diǎn)不同分成4個階段。) w0 U m6 e2 j9 H
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cd段：遞紙吸嘴上升并向右返回；! d; }. t" b6 ]* I) e- h
dn段：遞紙吸嘴下降至。點(diǎn)最低位置吸取紙張；
/ v+ M1 G" X( o, S" f7 z I 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)動軌跡是紙張的交接過程，在n6段，遞紙吸嘴與分紙吸嘴同時吸住紙張。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)動送紙。當(dāng)遞紙吸嘴到達(dá)c點(diǎn)時，紙張的左邊緣已通過送紙軸即可放開紙張，接著進(jìn)入一個工作循環(huán)。由圖1 b分紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理圖可以看出，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)：$ }4 A0 w3 M3 }' G, m6 n
$ Y7 i4 a, \& A1 T# t. g& Z6 V 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、費(fèi)力；
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3 f. r0 x$ }. g. @. k 2)凸輪長期運(yùn)行磨損快、壽命短，易出現(xiàn)故障；
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0 J$ m3 Z7 x r& o 3)如果其運(yùn)動工藝改變時就要重新設(shè)計凸輪。基于輸紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動軌跡特點(diǎn)以及原機(jī)構(gòu)在加工及使用上的不便，我們認(rèn)為有必要對此機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，而氣動元器件則是理想的選擇。2 v+ R) ]: Z- h$ [4 c& Q
' f* }% k u( J 2 氣動化設(shè)計方案 9 s8 o E# S$ s- C: v
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)動分別由壓紙運(yùn)動、分紙運(yùn)動以及遞紙運(yùn)動組成。其主要運(yùn)動發(fā)生在接觸紙張的時候，而其它時間段的運(yùn)動軌跡對印刷質(zhì)量無影響。因此根據(jù)原輸紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn)，利用氣動元器件對輸紙機(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)行氣動化設(shè)計。
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1)壓紙吹嘴運(yùn)動。
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) {& I0 R% k/ q7 R4 r 壓紙吹嘴機(jī)構(gòu)是輸紙機(jī)構(gòu)中的一個重要機(jī)構(gòu)，它是保證單張紙輸出的一個重要環(huán)節(jié)，J21O8機(jī)是通過2個凸輪來保證其完成功能的。在這里，通過利用2個氣缸同樣也能保證其功能的實(shí)現(xiàn)。
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從圖3可以看出，氣缸I來控制壓紙吹嘴的擺動，以避免分紙吸嘴和遞紙吸嘴輸紙時，壓紙吹嘴與紙張的干涉。小氣缸II保證壓紙時壓紙吹嘴的運(yùn)動是直上直下的，以免搓動紙張，造成亂紙。
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! H5 J/ i0 G; e+ O/ r 2)分紙吸嘴運(yùn)動。- E+ w' t& B9 }% ^
" ~, m7 d. W2 `0 s. ?; z 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，對其運(yùn)動也有著具體的要求。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)一個角度(搖頭)，以避免雙張及多張的出現(xiàn)。0 y; b/ r/ U' p; y/ Z
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. T9 z7 I6 s2 J: J. K 3)遞紙吸紙運(yùn)動。
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遞紙吸嘴機(jī)構(gòu)的運(yùn)動相對壓紙吹嘴機(jī)構(gòu)和分紙吸嘴機(jī)構(gòu)來說運(yùn)動最為復(fù)雜，在這用3個氣缸來實(shí)現(xiàn)其必要的運(yùn)動軌跡(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，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的轉(zhuǎn)移。以上3種氣動機(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。對于單張紙膠印機(jī)來說，輸紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要保證與印刷部件運(yùn)動的同步，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。對于所設(shè)計的氣動機(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。- x! K# h6 q6 W6 o
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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。
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圖7輸入端除0001接的是凸輪帶動的行程開關(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)控制能夠保證遞紙在多大速度時都能夠與叼紙牙排以及前規(guī)同步。7 L6 W4 v" W; J5 _' ]9 K
& B; e- J; t- r& i 3 結(jié) 語
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由以上可看出，氣動化結(jié)構(gòu)簡單易行，不但能夠保證輸紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動性能，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)的動態(tài)特性,減少了故障的隱患.
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