CT7000CDH印刷機輸送設備驅動系統(tǒng)改造

魏小軍

（河南日報報業(yè)集團印務中心 鄭州）

一、問題

2005年引進的日本東京機械CT7000CDH報紙印刷機，該印刷機配套的報紙輸送設備（以下簡稱龍骨線）由東京機械子公司金田機械生產(chǎn)，具有自動跟蹤速度、自動夾報、自動排接頭、自動排亂報等功能，是一套高速運轉的自動化印后設備，其主要構成如下。

（1）上報站。位于龍骨線前端，包括驅動裝置、自動排接頭裝置、夾報輸送軌道前端和傳送帶等部件。

（2）夾報輸送軌道。由軌道、夾子鏈條和夾報夾子組成。

（3）下報站。位于龍骨線中后部，由放報裝置、亂報檢測、傳送帶和電氣柜組成。

（4）收集亂報裝置。位于龍骨線最后端，也是夾報輸送軌道的最后端，用于收集排列較亂而無法直接送到下一道工序的報紙。

龍骨線使用兩年后，夾報輸送軌道轉彎部分軌道內側磨損較嚴重，因設備在質保期內，生產(chǎn)廠家免費更換磨損部分軌道。使用1年后，保養(yǎng)檢查時，發(fā)現(xiàn)更換過的軌道又磨損嚴重。進一步檢查發(fā)現(xiàn)，軌道中夾子鏈條的鏈節(jié)以及鏈節(jié)之間的鏈銷和軸套也有所磨損，導致整個夾子鏈條總長度增大。再加上軌道磨損后軌道面不平滑，夾子鏈條在軌道中運行時不順暢，又加速了軌道和鏈條的磨損。整個龍骨線運行時振動加大，噪聲大，隨時有損壞危險。龍骨線是報紙生產(chǎn)流水線重要環(huán)節(jié)，為此要徹底解決此問題。

二、問題分析

考慮到該龍骨線使用的軌道材料是鋁合金，因此初步認為原因是鋁合金材料強度不夠。經(jīng)咨詢廠家，考察同行業(yè)設備，發(fā)現(xiàn)很多使用相同材料的龍骨線未發(fā)生此類情況，據(jù)此排除材料原因。與同行業(yè)交流時發(fā)現(xiàn)，龍骨線使用的驅動裝置不止1個，均為兩個或兩個以上。單位其他品牌的4條龍骨線均采用3個驅動裝置，而該龍骨線僅使用1個驅動裝置，故懷疑原因可能是驅動裝置數(shù)量少。夾報輸送軌道長度較長，且有3個大的轉彎，夾報輸送軌道的夾子鏈條由驅動裝置驅動，驅動裝置位于夾報輸送軌道前端（上報站處），驅動裝置驅動夾子鏈條傳動時，導致夾子鏈條各部位受力不均。尤其是在轉彎處阻力相對較大的地方，夾子鏈條的鏈節(jié)有的被擠緊，有的被拉伸，長期下來鏈節(jié)與鏈銷與軸套因受力大而磨損。當鏈條在轉彎軌道中運行時，由于鏈節(jié)磨損而動作不靈活，導致對軌道表面施加的壓力加大，摩擦力增大，軌道便產(chǎn)生磨損。

徹底解決問題的方法是改造龍骨線，增加驅動裝置數(shù)量，使夾子鏈條的驅動力更平均。

三、改造實施

1.確定驅動裝置數(shù)量

龍骨線夾報輸送軌道長度為11 m，故增加1套驅動裝置即可滿足要求。

2.確定新增驅動裝置位置

由于下報站處空間大，又靠近夾報輸送軌道后端，與前端已有的驅動裝置的距離比較平均，故計劃在此部位增加驅動裝置。

3.配件和材料

1套驅動裝置機械傳動機構。1臺SGDM-50ADA型安川伺服驅動器。1臺SGMDH-44ACA61型安川伺服電機。兩節(jié)軌道（材料和樣式同原軌道，長度按實際需求定做，用于連接新增驅動裝置前后軌道）。1個600 mm×450 mm×1000 mm電氣控制柜。其他機械和電氣安裝配件和輔料。

拆除下報站處原有兩節(jié)軌道，增加支架來固定新增的驅動裝置（機械傳動機構和伺服電機），調整位置使新增的驅動裝置與夾子鏈條嚙合。再在新增的驅動裝置前后安裝訂購的軌道，使軌道聯(lián)通。為縮短接線距離，將新增電氣柜與原電氣柜背靠背安裝在一起，新增電氣柜電源取自原電氣柜，根據(jù)設計的電氣原理圖進行器件安裝、布線和接線。

4.電氣原理圖

增加SRV2（新增伺服驅動器）控制圖，修改PLC輸入/輸出信號圖等電氣原理圖（圖1，虛線框內為新增部分）。

圖1 SRV2轉矩給定

5.修改PLC程序

本機使用三菱Q系列PLC，為此使用三菱編程軟件GX Developer修改PLC程序。結合電氣原理圖，在原PLC程序中增加PLC輸入/輸出程序（圖2）和SRV2轉矩給定程序（圖3），然后將修改后的PLC梯形圖程序保存為新工程。方法：將QC30R2型編程電纜兩端分別連接電腦的com1端口和PLC的RS232端口；在電腦上運行GX Developer，在菜單中選擇“工程”→“打開工程”后彈出對話框，在對話框中選擇保存新工程的路徑和文件名，單擊“打開”；然后在菜單中選擇“在線”→“PLC寫入”后彈出對話框，在對話框內單擊“選擇所有”后，單擊"執(zhí)行"，上傳程序。

6.設置伺服驅動器參數(shù)

圖2 PLC輸入/輸出程序

圖3 SRV2轉矩給定程序

改造后的龍骨線具有兩個伺服驅動器，因此需要定義伺服驅動器的主從關系。將SRV1（原伺服驅動器）當作主伺服驅動器，SRV2當作從伺服驅動器，SRV1的控制方式仍為速度控制。為使SRV2按比例輸出轉矩，將其控制方式設為轉矩控制，而且新增伺服電機需按順時針方向旋轉，因此SRV2的Pn000參數(shù)應設置為0021。SRV2的轉矩給定信號由PLC的模擬量輸出模塊給出，PLC的模擬量輸出模塊輸出電壓范圍為0～10 V，對應的轉矩范圍為0至額定轉矩，即轉矩增益為10 V/額定轉矩，與之對應，SRV2的轉矩指令輸入增益應設置為100（單位為0.1 V/額定轉矩），即100×0.1 V/額定轉矩=10 V/額定轉矩，因此將 SRV2的參數(shù)Pn400設置為100。其他參數(shù)的設置均保留默認值，不用修改。

改造后，設備上電測試，龍骨線運轉平穩(wěn)，各項功能使用正常。經(jīng)過幾年測試檢驗，未發(fā)現(xiàn)明顯磨損情況，設備使用壽命有效延長。