CN109019089A - 用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及纸张加工控制***，具体为一种用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***，包括若干辊道、辊道包括安装在机架上的若干送纸辊、连接送纸辊的传动组件、驱动传动组件的伺服电机以及辊道控制模块，辊道控制模块包括虚拟主轴模块、速度控制模块以及电流控制模块，速度差值计算模块根据虚拟主轴模块中虚拟主轴的运动信息与伺服电机的运动信息得出速度差值信息，速度PID控制模块根据速度差值信息计算出电流差值信息，电流控制模块根据电流差值信息控制送纸辊的伺服电机速度与相位。本发明提供一种长期使用后依然可以保持原出厂时精度的用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***。

Description

用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***

技术领域

本发明涉及纸张加工控制***，具体为一种用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***。

背景技术

瓦楞纸箱水墨印刷机辊道原采用机械齿轮传动，辊道采用真空吸附的方式把纸板吸附在辊道的送纸辊上，通过送纸辊的转动带动纸板移动。由于印刷机由多个印刷色部组成，从前到后距离太长，如在原齿轮传动***中齿轮超过40个，由于齿轮的传动特点，每个齿轮之间存在着不可避免的间隙，同时设备在运行一段时间后齿轮总会发生磨损，整个齿轮***的间隙越来越大，设备在高速运行过程中总会产生各种各样的振动，间隙越大会直接造成整个辊道的运行不稳定。

此外辊道上的送纸辊在长期输送瓦楞纸的过程中磨损，磨损严重后会影响传送精度，在如今这个瓦楞纸印刷精度、速度及印刷质量要求越来越高的背景下，一旦传送精度出现问题就会导致印刷精度下降以及印刷出现重影。

发明内容

本发明提供一种长期使用后依然可以保持原出厂时精度的用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***。

本发明提供基础方案是：用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***，包括若干辊道、辊道包括安装在机架上的若干送纸辊、连接送纸辊的传动组件、驱动传动组件的伺服电机以及辊道控制模块，其特征在于，辊道控制模块包括虚拟主轴模块、速度控制模块以及电流控制模块，速度控制模块包括速度监测模块、速度差值计算模块以及速度PID控制模块，速度监测模块采集虚拟主轴模块的运动信息，同时采集送纸辊的伺服电机的运动信息，速度差值计算模块根据虚拟主轴模块中虚拟主轴的运动信息与伺服电机的运动信息得出速度差值信息，速度PID控制模块根据速度差值信息计算出电流差值信息，电流控制模块根据电流差值信息控制送纸辊的伺服电机速度与相位。

有益效果：采用了此伺服控制***后，每组辊道都采用独立的伺服电机直接驱动，相互之间无齿轮链接。所有送纸辊的伺服电机均与虚拟主轴比对，所有的伺服电机有统一的且相同的比对对象，相对伺服电机相互比对，统一与虚拟主轴进行比对时误差不会积累，而且虚拟主轴相比实际主轴可以设置较高的精度，因此同步精度可达到纳秒级。由于相邻的辊道不通过齿轮传动，所有的运行数据都通过数字量进行传递，因此传送精度极高，伺服电机实时的根据传送的数字量调节送纸辊的速度。因为没有采用齿轮传动因此也就不会因为设备使用时间的越来越久，而造成传动间隙加大的问题发生。使设备在长期使用后依然可以保持原出厂时的精度。

进一步，送纸辊包括辊轴、摩擦辊筒以及标识套，所述摩擦辊筒固定外套于辊轴之上，所述摩擦辊筒上开设有环形安装槽，所述标识套安装于环形安装槽中，每一根送纸辊的标识套的外表面均设有区分送纸辊的标识凸起，标识凸起表面具有与瓦楞纸接触时留下印记的印泥层，所述标识凸起的表面到辊轴的距离小于摩擦辊筒表面到辊轴的距离。

原理：辊轴旋转驱动摩擦辊筒与标识套旋转，摩擦辊筒尚未磨损前摩擦辊筒与瓦楞纸接触并传动瓦楞纸。在这个过程中由于标识凸起的表面低于摩擦辊筒的表面，因此标识套上的标识凸起不会与瓦楞纸接触。摩擦辊筒表面逐渐磨损，表面到辊轴的距离逐渐缩短，缩短后标识凸起会与瓦楞纸表面接触，标识凸起表面的印泥层会在瓦楞纸的表面会留下标识凸起的印记。由于每一根送纸辊的标识凸起不同，因此印记也就不同。检修人员仅需在出纸的位置观察到瓦楞纸表面有印记，就能知道有送纸辊磨损过度，且通过印记就能确认具体是哪根送纸辊磨损过度。

有益效果：

1.无需安排检修人员定时检修，在摩擦辊筒过度磨损后就能通过观察瓦楞纸知晓有送纸辊磨损过度。

2.能知晓具体是哪根送纸辊磨损过度，方便检修人员迅速找到有磨损问题的送纸辊，进行更换或者维修，提升检修人员检修效率。

进一步，所述印泥层设有若干层，每一层的颜色不同。有益效果：印泥层各层的颜色不同可以在瓦楞纸上留下不同颜色的印记，由于每一种颜色对应的深度不同，因此可以通过印记的颜色知晓送纸辊的磨损程度。

进一步，所述标识凸起为数字或字母形状。有益效果：采用数字或者字母形状的标识凸起在瓦楞纸上留下的印记也是数字或者字母，方便检修人员读取与查找磨损过度的送纸辊。

进一步，所述摩擦辊筒表面沿着轴向开设有若干条环形安装槽，每条环形安装槽均安装所述标识套。有益效果：送纸辊可能只有一端过度磨损，将标识套设置在另一端则无法发现该送纸辊有一端有磨损的问题，因此可根据需要，将标识套设置在送纸辊经常容易被磨损的位置，增大送纸辊被检测的范围，就更有可能准确的检测出有磨损问题的送纸辊。

进一步，所述标识套的外表面还设有若干标识凸点，标识凸点周向均匀的布置。有益效果：正常情况下摩擦辊筒与瓦楞纸的接触是同步的，也就是线速度相同。但有安装故障的位置也就是磨损过度的位置，摩擦辊筒与瓦楞纸的接触可能就不是同步的。在同步的情况下，标识凸点与瓦楞纸接触后会在瓦楞纸的表面留下标准图形的点印记，且若干点印记之间的距离是恒定的。但当送纸辊与瓦楞纸之间不同步时，标识凸点就会在瓦楞纸的表面留下印记线，或者间隔更小的印记点串，可以通过计算印记线与印记点串得出送纸辊筒与瓦楞纸之间相对速度，为检修人员的检修提供参考依据。

进一步，还包括监测模块，所述监测模块包括颜色检测单元、标识识别单元、同步检测单元以及停机控制单元，所述颜色检测单元用于识别瓦楞纸下端面的颜色，当识别到有印泥层的颜色就发送磨损信号给标识识别单元与停机控制单元，标识识别单元收到磨损信号后就识别瓦楞纸表面的标识并显示该标识对应的送纸辊所在的位置，停机控制单元接收到磨损信号后向控制伺服电机停止转动。

有益效果：本方案中监测模块实现自动化检测磨损送纸辊，显示磨损送纸辊的位置以及在发现有磨损情况后及时停止辊道的运作，避免出现印刷出不合格产品，浪费原材料。

附图说明

图1为本发明实施例中辊道控制模块的逻辑框图。

图2为本发明实施例中辊道控制模块的框图。

图3为本发明实施例中辊道的送纸辊的俯视图。

图4为图3中A-A的局部剖面图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

附图标记说明：辊轴1、摩擦辊筒2、标识套3、标识凸起4、印泥层41、标识凸点5、瓦楞纸8。

实施例：用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***，包括若干辊道、辊道包括安装在机架上的若干送纸辊、连接送纸辊的传动组件、驱动传动组件的伺服电机、辊道控制模块以及监测模块。本方案通过皮带传动送纸辊与伺服电机，由辊道控制模块调控所有送纸辊的速度，由监测模块监测送纸辊的磨损情况并及时发现磨损严重的送纸辊，方便检修人员检修。辊道控制模块为伺服控制器，伺服控制器的型号为FX3GA-40MT-CM的三菱PLC。

基本如附图1与图2所示辊道控制模块包括虚拟主轴模块、速度控制模块以及电流控制模块，速度控制模块包括速度监测模块、速度差值计算模块以及速度PID控制模块，速度监测模块采集虚拟主轴模块的运动信息，同时采集送纸辊的伺服电机的运动信息，速度差值计算模块根据虚拟主轴模块中虚拟主轴的运动信息与送纸辊的伺服电机的运动信息得出速度差值信息，速度PID控制模块根据速度差值信息计算出电流差值信息，电流控制模块包括电流采集模块、电流差值计算模块以及电流PID控制模块，电流采集模块采集当前伺服电机的电流信息，电流差值计算模块根据接收到的速度差值信息计算出需要改变的电流差值信息，电流PID控制模块根据电流差值信息控制伺服电机的速度与相位。如图3与图4所示：送纸辊包括辊轴1、摩擦辊筒2以及标识套3，摩擦辊筒2固定焊接于辊轴1之上，摩擦辊筒2上开设有环形安装槽，标识套3安装于环形安装槽中，每一根送纸辊的标识套3的外表面均设有区分送纸辊的标识凸起4，本实施例中标识凸起4为数字形状的凸起，标识套3的外表面还具有四颗标识凸点5，四颗标识凸点5之间间距相同。标识凸起4与标识凸点5的表面均具有与瓦楞纸8接触时留下印记的印泥层41，本方案中的印泥层41由蜡与颜料混合制成，本方案中的印泥层41由最外层的青色、中间蓝色、最内层的绿色组成。标识凸起4与标识凸点5的表面涂覆印泥层后到辊轴1的距离均小于摩擦辊筒2表面到辊轴1的距离，标识凸起4表面到摩擦辊筒2表面的距离为0.1-0.2cm。如图3所示，摩擦辊筒2表面沿着辊轴1的轴向开设有多条环形安装槽，每条环形安装槽中都安装标识套3。

辊轴1旋转驱动摩擦辊筒2与标识套3旋转，摩擦辊筒2尚未磨损前摩擦辊筒2与瓦楞纸8接触并传动瓦楞纸8。在这个过程中由于标识凸起4的表面低于摩擦辊筒2的表面，因此标识套3上的标识凸起4不会与瓦楞纸8接触。使用的过程中，摩擦辊筒2表面逐渐磨损，摩擦辊筒2的表面到辊轴1的距离逐渐缩短，缩短后到一定阶段时标识凸起4会与瓦楞纸8表面接触，标识凸起4表面的印泥层41会在瓦楞纸8的表面会留下标识凸起4的印记。由于每一根送纸辊的标识凸起4不同，因此印记也就不同。检修人员仅需在出纸的位置观察到瓦楞纸8表面有印记，就能知道有送纸辊磨损过度，且通过印记就能确认具体是哪根送纸辊磨损过度。印泥层41各层的颜色不同可以在瓦楞纸8上留下不同颜色的印记，由于每一种颜色对应的深度不同，因此可以通过印记的颜色知晓送纸辊的磨损程度。标识凸起4为数字时，与瓦楞纸接触时上留下的印记为数字，方便检修人员读取与查找磨损过度的送纸辊。

如图3所示，标识套3上的标识凸起4所显示三位数，前两位数字表示送纸辊在整个辊道中的编号，最后一位数字表示标识套3在送纸辊上的位置，例如在本实施例中最后一位数字为1表示左端第一个、2表示左端第二个、3表示左端第三个，依次类推。例如辊道的送纸辊一共有70根，标号从起始的01到最后一根的70。完成印刷后，瓦楞纸的下端面上有青色的571，这说明辊道上第57根送纸辊的左端边缘的摩擦辊筒2的表面过度磨损，且磨损的深度较浅。

本实施例中，标识凸点5在瓦楞纸8留下的印记可以间接说明瓦楞纸8与摩擦辊筒2的同步情况。

正常情况下摩擦辊筒2与瓦楞纸8的接触是同步的，也就是线速度相同。但在磨损过度的位置摩擦辊筒2与瓦楞纸8的接触可能就不是同步的。在同步的情况下，标识凸点5与瓦楞纸8接触后会在瓦楞纸8的表面留下标准的点印记，点印记间的距离等于标准值。

但当送纸辊与瓦楞纸8之间不同步时，标识凸点5就会在瓦楞纸8的表面留下不同于标准点印记的印记图形，可以根据比较印记图像与标准的点印记间的长度，判断送纸辊筒与瓦楞纸8之间的相对速度，为检修人员的检修提供参考依据。

例如：在完成印刷后，瓦楞纸的下端面上有青色的571印记，且青色的571印记有重影，青色的571印记的一侧有青色的线段。工作人员可以通过青色的571印记知晓第57根送纸辊有磨损，且此处磨损的原因可能是由于此处瓦楞纸的传送速度高于送纸辊。这就说明第57根送纸辊的左端的转速过慢，导致送纸辊左端的摩擦辊筒2过度磨损。

为了确保磨损的自动化检测，实现监测的自动化，本实施例中设置了监测模块。监测模块包括颜色检测单元、标识识别单元、同步检测单元以及停机控制单元，颜色检测单元采用TCS3200D颜色识别传感器，本实施例中标识识别单元采用一种现有的OCR数字识别技术识别印记上的数字。而停机控制单元为电磁继电器。

颜色检测单元用于识别瓦楞纸8下端面是否有印记的颜色，当识别到有青色、蓝色或者绿色灯印记颜色时，就发送磨损信号给标识识别单元与停机控制单元，标识识别单元收到磨损信号后就识别瓦楞纸8表面的数字并显示该标识对应的送纸辊所在的位置，电磁继电器接收到磨损信号后向控制伺服电机停止转动。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***，其特征在于：

包括若干辊道、辊道包括安装在机架上的若干送纸辊、连接送纸辊的传动组件、驱动传动组件的伺服电机以及辊道控制模块，其特征在于，辊道控制模块包括虚拟主轴模块、速度控制模块以及电流控制模块，速度控制模块包括速度监测模块、速度差值计算模块以及速度PID控制模块，速度监测模块采集虚拟主轴模块的运动信息，同时采集送纸辊的伺服电机的运动信息，速度差值计算模块根据虚拟主轴模块中虚拟主轴的运动信息与伺服电机的运动信息得出速度差值信息，速度PID控制模块根据速度差值信息计算出电流差值信息，电流控制模块根据电流差值信息控制送纸辊的伺服电机速度与相位。

2.根据权利要求1所述的用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***，其特征在于：送纸辊包括辊轴、摩擦辊筒以及标识套，所述摩擦辊筒固定外套于辊轴之上，所述摩擦辊筒上开设有环形安装槽，所述标识套安装于环形安装槽中，每一根送纸辊的标识套的外表面均设有区分送纸辊的标识凸起，标识凸起表面具有与瓦楞纸接触时留下印记的印泥层，所述标识凸起的表面到辊轴的距离小于摩擦辊筒表面到辊轴的距离。

3.根据权利要求2所述的用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***，其特征在于：所述印泥层设有若干层，每一层的颜色不同。

4.根据权利要求3所述的用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***，其特征在于：所述标识凸起为数字或字母形状。

5.根据权利要求4所述的用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***，其特征在于：所述摩擦辊筒表面沿着轴向开设有若干条环形安装槽，每条环形安装槽均安装所述标识套。

6.根据权利要求5所述的用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***，其特征在于：所述标识套的外表面还设有若干标识凸点，标识凸点周向均匀的布置。

7.根据权利要求6所述的用于瓦楞纸箱印刷机械的辊道伺服控制***，其特征在于：还包括监测模块，所述监测模块包括颜色检测单元、标识识别单元、同步检测单元以及停机控制单元，所述颜色检测单元用于识别瓦楞纸下端面的颜色，当识别到有印泥层的颜色就发送磨损信号给标识识别单元与停机控制单元，标识识别单元收到磨损信号后就识别瓦楞纸表面的标识并显示该标识对应的送纸辊所在的位置，停机控制单元接收到磨损信号后向控制伺服电机停止转动。