成家聲

改造原由

2011年5月我公司引進了一臺小森LS-440SP對開雙面8色膠印機。該設(shè)備主體部分的輸紙單元、印刷單元、收紙單元和其他進口多色膠印機大致相同，但其可以實現(xiàn)紙張正反兩面一次印刷，快速完成符合工藝要求的精美印刷品。

由于印刷機運行速度快（最高可達15500轉(zhuǎn)/小時），正反兩面同時印刷時，印品干燥不充分，會出現(xiàn)印品劃傷。為解決這一問題，小森公司在壓印滾筒和傳輸滾筒表面增加了印品防劃傷護套（護套的主體材料是厚度為0.33mm的鋼皮，并在表面涂有特殊復(fù)合材料），防止印品在快速印刷過程中出現(xiàn)劃傷或粘拉。但防劃傷護套是消耗品，若紙張不合要求，表面異物（如紙漿塊、金屬等）較多，將會加快防劃傷護套的磨損，有時甚至?xí)?dǎo)致其損壞。

一臺小森LS-440SP對開雙面8色膠印機有14張防劃傷護套，每張進口護套價格約3.5萬元。全套換下來，需要近50萬元，是一筆不小的開銷。為減少更換防劃傷護套的次數(shù)，我們對紙張的要求極高。

但紙張中難免會帶有異物，為避免紙張對防劃傷護套帶來損害，我們決定在飛達的輸出端加裝一種輸紙檢測保險裝置。該裝置通過對進入正式印刷單元之前的紙張厚度進行實時檢測，查找出局部有異物的紙張。

加裝方案及成效

我們自主設(shè)計了一套輸紙檢測保險裝置，并將其安裝在飛達的紙張輸出端，筆者設(shè)計的觸發(fā)電路（如圖1所示）就安裝在輸紙檢測保險裝置的右側(cè)，二者形成一個整體，兩端接24V直流電源。

輸紙檢測保險裝置的觸發(fā)開關(guān)型號為BZ-R-T4-J，當(dāng)紙張任意部位的厚度大于設(shè)計厚度（設(shè)計厚度可調(diào)，依據(jù)實際印刷的紙張厚度而定）時，圖1中LS-FF0開關(guān)閉合，PLC輸入端X04.000D接收信號后會導(dǎo)致一系列連鎖反應(yīng)：前規(guī)擺動牙停止向印刷區(qū)域輸紙→飛達及輸紙帶停止向前規(guī)處擺動牙供紙→轉(zhuǎn)入離壓狀態(tài)→靠版墨輥、靠版水輥停止送墨、送水→噴粉系統(tǒng)停止供粉→印刷機脫離印刷狀態(tài)，速度下降開始空轉(zhuǎn)，接下來，操作人員檢查降速原因，這就能有效阻止帶有異物的紙張等進入壓印區(qū)域損壞防劃傷護套。

改造完成后，我們用膠將紙屑粘壓到正常紙張的任意部位，人為地做了幾百張帶有“紙漿”的廢紙（紙張局部厚度為0.30～1.00mm不等），再進行調(diào)試。經(jīng)過若干次調(diào)試后，最終達到理想效果。經(jīng)過幾年的使用，我們再未發(fā)現(xiàn)因紙張質(zhì)量問題而壓傷防劃傷護套的現(xiàn)象。

輸紙檢測保險裝置的電氣原理分析

弄清楚輸紙檢測保險裝置的電氣原理，對自主設(shè)計非常重要，而這一過程相當(dāng)復(fù)雜。在此，筆者將改造后的輸紙檢測保險裝置的電氣原理進行介紹，以便印刷同仁在進行類似改造時參看，也歡迎大家共同交流學(xué)習(xí)。

前面提到，當(dāng)紙張任意部位的厚度大于設(shè)計厚度時，如圖1所示的觸發(fā)電路中，LS-FF0開關(guān)將閉合。這時，經(jīng)過內(nèi)部邏輯電路程序控制，外部將產(chǎn)生一系列的動作，繼電器SG1和FS接收到PLC的輸出信號而動作（如圖2所示），直接效果是擺動牙吸鐵線圈失電，擺動牙不再接受主動進紙作業(yè)，此時印刷色組失去紙張供應(yīng)。

同時，繼電器SO-WPG也接收到PLC的輸出信號，控制位于飛達頭部的兩個氣缸動作（如圖3所示），目的是有效阻止后續(xù)紙張連續(xù)向前規(guī)供給，防止印刷機前規(guī)處堆滿紙張。

此時，內(nèi)部軟元件F0和F1也失去信號，內(nèi)部一系列連鎖動作又導(dǎo)致如圖1所示的外部電路反應(yīng)，從而引發(fā)如圖2和圖3所示的擺動牙吸鐵動作和飛達頭部的兩個氣缸動作。

PLC輸入點Y05.0022B也將停止響應(yīng)，即飛達離合器線圈因失能而停止運行，此時，飛達輸紙帶停止向前規(guī)擺動牙供紙。

正常印刷時合壓指示燈亮，當(dāng)紙張檢測裝置開關(guān)LS-FF0動作時，合壓指示燈滅，圖4為合壓指示燈工作原理圖。一旦檢測開關(guān)閉合，第1色組到第8色組的上、下座依次開始離壓，其運作機理為：依據(jù)時間凸輪給的脈沖信號TM25，輸入至PLC輸入點X04.001A，進入程序內(nèi)部的計算機進行運算來決定第1組下座何時首先開始離壓。

例如第5個脈沖輸入C P U之后，就會指令第1色組的上座合壓。M004CA1由規(guī)定的計算數(shù)值來決定是否動作。

M004D11的動作決定第1色組的下座是否開始合壓，直接負責(zé)紙張計數(shù)的軟元件是M004C88（如圖5所示）。

當(dāng)最后一組（第4組下座）由合壓功能轉(zhuǎn)為離壓初始狀態(tài)時，PLC輸入點Y05.0022B停止向LIO輸入信號（如圖6所示），即噴粉系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)，不再向無印刷狀態(tài)的情況下輸送粉源。

在印刷過程中對印刷完畢的產(chǎn)品噴粉，其目的是防止紙張上未干的油墨與下一張粘連。

外部電路人眼很容易看懂，但是由于內(nèi)部電路無法看清，下面將側(cè)重于對內(nèi)部程序邏輯電路原理進行分析。

內(nèi)部程序邏輯電路的F0/1是直接決定墨輥、水輥是否執(zhí)行動作的軟元件。F0控制印刷色組上座的墨輥、水輥動作，F(xiàn)1控制印刷色組下座的墨輥、水輥動作。一旦輸紙檢測保險裝置開關(guān)動作，印刷色組靠版墨輥、水輥分別抬起，墨輥、水輥停止向印版輸入墨量、水量（如圖7所示）。

初始印刷狀態(tài)時，變頻器多功能端子M1=0、M2=1、M3=0輸入至變頻器內(nèi)部二進制指令為010時，印刷機組即進入印刷速度。換言之，輸紙檢測保險裝置開關(guān)動作，繼電器MRFA動作（如圖8所示），立即指令印刷機組的印刷速度下降至空轉(zhuǎn)速度，操作人員發(fā)現(xiàn)降速，隨即對前規(guī)處進行檢查，判斷是否因紙張質(zhì)量而引發(fā)，從而有效阻止帶有紙漿的紙張進入壓印區(qū)域損壞護套。

可以看出，一旦輸紙檢測保險裝置開關(guān)動作，機座的印刷速度（最高為15500轉(zhuǎn)/小時，可調(diào)）立即下降至空轉(zhuǎn)速度（3500轉(zhuǎn)/小時），此作用的發(fā)生受控于復(fù)雜的內(nèi)部邏輯電路。簡而言之，輸紙檢測保險裝置開關(guān)信號的輸入直接作用于軟元件M004C74動作，繼而作用于主要軟元件M004C77（如圖9所示），從而產(chǎn)生更多的邏輯動作。圖10為本文相關(guān)的部分邏輯關(guān)系。

該印刷機電氣原理圖及內(nèi)部程序圖就有數(shù)千頁，設(shè)備傳動有變頻調(diào)速器，開關(guān)動作轉(zhuǎn)換有PLC，時間關(guān)系的主要轉(zhuǎn)換有編碼器，運算放大等有CPU及后繼電路。前面所述的動作都離不開外部電路和內(nèi)部程序的支持，它們之間相互關(guān)聯(lián)、環(huán)環(huán)相扣、錯綜復(fù)雜，要想在有限的篇幅內(nèi)將邏輯關(guān)系說清楚并非易事，所以筆者只能有針對性地將制作的輸紙檢測保險裝置開關(guān)電路后繼的邏輯關(guān)系與印刷部分的幾個要點充分說明，使專業(yè)人士能夠看清楚。