項目背景

　　圓網印花機是一種使用圓形鎳網在白色坯布上連續(xù)印制各色圖案的專用加工設備，工作原理類似套色印刷機。圓網印花是利用刮刀使圓網內的色漿在壓力的驅使下印制到織物上去的一種印花方式。圓網印花有幾個重要方面不同于其他篩網印花方法。圓網印花與滾筒印花一樣，系連續(xù)工序，印花織物通過寬橡膠帶被輸送到不斷運動中的圓網花筒下面。篩網印花中，圓網印花的生產速度最快。超過20套色的圓網印花機也已經生產出來，這種印花方法正慢慢取代滾筒印花。圓網印花最重要的環(huán)節(jié)是套色，本文介紹用臺達中型PLC AH500實現(xiàn)12軸同步套色印刷，臺達AH10PM模塊可以實現(xiàn)多軸控制，滿足同步控制要求。

　　工藝分析

12套色獨立傳動圓網印花機

　　圓網印花機主要有以下三個裝置組成：

　　1. 進布裝置 圓網印花機進布裝置有布車進布和布卷進布兩種。布卷進布時，可將擺動式引布輥壓在布卷上，依靠引布輥轉動把布導入印花裝置。進布時被織物隨循環(huán)運行的橡膠導帶前進而完成印花。此導帶先經給膠輥在表面涂一層熱塑性樹脂薄層，可平整地粘貼織物。如圖二。

　　2. 印花裝置 圓網印花裝置包括圓網、刮刀、給漿裝置等。如圖三。

　　■ 圓網是印花機的花版。為了提高圓網的彈性，減少承受的壓力，圓網要偏離支撐輥中心線安裝，一般要偏離16mm左右。每一圓網機座有一示讀裝置，可顯示出各方向上所受的刮刀的壓力。

　　■ 刮刀圓網印花機的刮刀安裝在圓網中心線上的刮刀架上。圓網印花機的刮刀壓力和位置可以調節(jié)，以適應各種花型和各種厚、薄色漿的織物印花。

　　■ 印花裝置圓網印花機是自動給漿。每一圓網都配有給漿系統(tǒng)。供應色漿時，將機臺上塑料管一端套在金屬給漿管上，而機外另一端軟管插入色漿桶內，用泵輸入圓網，由電極自動控制色漿液面的高度。

　　3. 烘干和擺布裝置 圓網印花機采用松式熱風烘干。印花后即和橡膠導帶分離，導入烘干部分，松式平放在滌綸網上，經熱風烘干出布。出布由電動擺布軸牽引落入布車內。如圖四。

　　控制要點

　　1. 控制系統(tǒng)設計原理

　　本次圓網印花機是12軸印刷，12軸圓網需要位置同步套色，主機在加減速過程中，12軸印花棍需要精確同步跟隨。在套色出現(xiàn)偏移時，需要實時調整軸位置。主要的控制要求如下:

　　■ 12軸同步跟隨控制

　　印花棍需要與橡膠導帶速度同步，橡膠導帶由變頻器帶動主電機經過1/25.5的減速箱控制。跟隨主軸安裝在主電機后，編碼器的分辨率為1024P/R。將編碼器信號接到AH10PM的X0.8和X0.9端子，AH10PM可以帶6個軸，所以需要兩個AH10PM，編碼器信號可以并到AH10PM端子上。在AH10PM可以建立主從電子齒輪關系的運動程序。

　　■ 網頭單獨運行

　　這個功能可以通過在AH10PM里建立虛主軸，讓12個網頭跟隨虛主軸。虛主軸進行JOG或者變速運動，因12個軸與虛主軸之間建立了主從關系，12個網頭就會跟隨虛主軸運動。在正常生產時，讓虛主軸跟隨主編碼器運動，而虛主軸一直與12個軸保持主從關系，即使在不同情況下都是同步關系。

　　■ 對花糾偏

　　在印花過程中，會因布的張力大小、導帶與布之間的摩擦力、圓網變形等情況，造成套色偏移。需要通過糾正網頭與導帶之間的相位把花色重新對準。我們通過虛主軸與12個軸建立了電子齒輪的關系，在需要進行糾正時，可以實時更改電子齒輪的分子。工藝上糾偏分為快進、快退、慢進、慢退，只要設定不同大小的齒輪比就可以實現(xiàn)。

　　■ 觸摸屏、模擬量、I/O點控制

　　圓網印花機的各個裝置如烘箱、水氣閥、擺布變頻器、導帶上下、糾偏快進快退慢進慢退按鈕都是通過臺達DVP-ES2與AH500 CPU進行PLC-link通訊，再由AH500 CPU與AH10PM進行數(shù)據(jù)交往，把外部信號讀進來，更改相應的變量實現(xiàn)控制。

　　2. 硬件架構

　　根據(jù)以上系統(tǒng)要求構建以下硬件架構如圖五、圖六和圖七：

　　需要注意，在實際現(xiàn)場整個電柜的干擾問題。AH10PM的高速計數(shù)器的端子是集電極輸入，AH10PM的前四軸脈沖輸出是差分形式，后兩軸脈沖輸出是集電極輸出，集電極很容易受到外部的干擾，并且主編碼器建議使用推挽的輸出方式，屏蔽層要單端接地，整個電柜需要良好的接地，否則很容易造成模塊與模塊間的位置偏差。

　　3.軟件架構

　　根據(jù)以上系統(tǒng)要求可以構建以下的運動程序架構如圖八：

　　系統(tǒng)在正常運行時，虛擬主軸跟隨主編碼器運行，通過改變主編碼器與虛擬軸之間的齒輪比，可以在觸摸屏里調整導帶與網頭摩擦系數(shù)。當產生套色偏移時，可以調整虛擬主軸與從軸之間的齒輪比來調整導帶與網頭之間的相位。

　　當需要單動網頭時，可以直接JOG或者變速運動虛擬主軸，從軸同樣會跟隨虛擬主軸速度運動。

　　-Link與AH500背板數(shù)據(jù)交換

　　在本案例中，所有的外部I/O點都是接到臺達DVP-ES2小型PLC里，再由PLC-Link傳到AH500 CPU里。PLC-Link為透過RS485 的聯(lián)機來進行數(shù)據(jù)交換的網絡機制。臺達AH500是圖形化規(guī)劃接口，提供PLC-Link與Ether Link的主機數(shù)據(jù)交換，便利快速的功能、簡單的填表與設定，即可以在免程序撰寫下達成復雜的數(shù)據(jù)交換通訊功能，針對OEM 設備集中收集信息至 FMCS 或 ERP 的應用需求，特別有幫助。

　　觸摸屏主控制畫面如下：

　　項目總結

　　基于臺達的中型PLC AH500 和AH10PM運動模塊的解決方案在圓網印花機上得到了成功應用，車速可以達到100M/min。同時，如果選用臺達的伺服驅動器和臺達的PLC控制器搭配使用，可以為客戶量身定制更多的解決方案，給客戶提供低成本、高性能、最優(yōu)化的系統(tǒng)解決方案。

（轉載）