商標印刷機進片傳輸改造設計研究

曹亮

（福耀集團（上海）汽車玻璃有限公司,上海 201805）

隨著我國經濟的發展，我國逐漸建立了完整的工業生產鏈；而商標印刷機就是隨著這股潮流發展出來的，該印刷機的優點有：配置靈活，可以針對不同的客戶進行針對性的設計；通過采用噴墨技術選擇不同幅面、不同色組數等進行印刷；印刷速度快與運行成本低，是商標印刷機比較顯著的優點。

項目概況：本項目關于某商標印刷機進片傳輸結構改造項目，原進片傳輸結構由光滑的皮帶輪與一般的平皮帶傳動，玻璃在平皮帶上部傳動時經常會出現跑位等現象，進而造成廢品率非常高，傳送的物品狀態很不穩定，影響印刷質量。因此需根據具體要求，對該機器進行重新的設計與改造，同時對同步帶及同步帶輪進行重新選擇。

1 設備的組成

設備的構成：整個機器為全封閉結構，由上片段、識別定位段、印刷段等組成。上片段由傳輸電機、工件檢測的傳感器等組成。定位識別段，這個組成部分主要用于識別工件輪廓和工件的位置，把結果反饋給計算機，而計算機則按照預定玻璃商標印刷位置進行調整從而實現印刷的定位。該段包括的機械零部件有高分辨攝像機、定位操作臺、LED發光面板。定位識別操作臺包括一個觸摸操控平臺與按鈕式的控制面板，這是整臺設備的控制中心。發光面板提供照明，從而讓攝像頭取得良好的圖像。印刷段是設備的核心部分，也是設備最復雜的部分，在此完成商標印刷，其組成的零件有印刷臺面、印刷頭等。如圖1所示。

圖1

2 控制系統組成

該機器的主要系統構成是一種可編程的控制器，專門用于工業控制的計算機，其基本構成為：（1）電源。一般交流電壓波動在正10%范圍內，并且可以將PLC直接連接到交流電網上。（2）中央處理單元。這個是可編程控制器的核心部位，它按照可編程控制系統賦予的能力，對存儲器、警戒定時器的狀態等都可以自動進行判斷。（3）存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊、通信模塊。該機器的控制系統流程分為以下幾個步驟，首先需要對玻璃定位，然后電磁閥對氣缸做檢測看是否合格，最后查看商標是否正確、氣缸磁環開關信號、開始印刷等。商標印刷工作原理：在電磁閥得到指令后，通過換向推動氣動換向閥進行換向，網框升降氣缸也會推動網板框向下進行運動，從而使得網板框壓住玻璃，同時加壓氣缸可以向下壓緊印刷氣缸。常通延時閥與常閉延時閥相互切換，才能讓凸輪推動機控閥進行換向。

3 進片傳輸改造

3.1 上片單元介紹

上片單元是設備的入口端，連接著外來工件傳輸線工件由此進入設備。上片梭子吸盤是將送進來的玻璃工件傳送至識別定位端和商標印刷段，且上片梭子長時間高速運轉，此為上片段十分重要的部件，如圖2所示。

圖2

3.2 進片傳輸問題分析

進片傳輸減速電機會在0.2s內啟動并連續24h不停，而這種長時間的反復運動就會造成機器的損耗，精度變低，由于新的同步帶尺寸存在偏差，且同步帶運行需要導軌、同時該材料需要具備無污染且耐磨等特點。傳輸減速電機還存在一些問題：（1）電機啟動后轉速低于額定轉速，而原因有以下幾種如負載過重、變頻器輸出頻率與輸出電壓設置出現問題。（2）電機有異常噪聲或者振動異常，這種情況有可能是因為電機軸承缺油或者損壞、缺相運行等。（3）電機溫升過高，這種情況有可能是因為通風不暢、變頻器的參數設置不當、電流大于額定值等。（4）軸承過熱、軸承損壞、或者是軸承與軸的配合過于松散、軸伸端油封安裝不良。（5）絕緣電阻低或者直接被擊穿，這種現象一般是由繞阻或者接線板受潮、電機過熱等原因引起的。

3.3 進片傳輸改造設計

（1）改進措施為把平皮帶設計為聚氨酯接口環形上下表面均帶齒的同步帶，因為同步帶上下存在齒狀物就會降低打滑的風險，同時還可以增加玻璃與同步帶之間的摩擦力，進而就能避免玻璃與接觸面出現打滑。（2）需要在動輪位置中設計一個張緊裝置，該張緊裝置用合適的螺栓進行固定，并鉆出合適的孔，最后使得用M8絲桿調節張緊度，而這樣一來就可以調節好機器的即時狀態。（3）為了輕便且耐磨，材料選為硬鋁6061加工同步帶輪，此材料可以通過熱處理強化合金成型性，退火后仍能保持良好的耐磨性并且該材料市場供應充足且價格實惠，所以筆者需要把原有的材料更換為聚四氟乙烯材料，聚四氟乙烯具有機械韌性、耐腐蝕性，它是最具耐磨特性的塑料材料，同步帶導軌如果靠近同步帶輪位置就會產生間隙，為了在最大程度減少間隙位置，將同步帶導軌靠近同步帶輪位置設計成倒三角形，這樣就可以保證機器的平穩運行。減速機故障解決辦法：首先，需要檢查電機的輸入電源電壓是否正常，并檢查相關的機器是否完好。軸承有問題，就需要檢查軸承是否存在松動等情況。傳輸功能分析：在設計機器時，需要注意任何傳輸機器都有自己的適用范圍，在開始重新對傳輸組織進行改造時，需要注意其適用范圍。結構復雜也就意味著成本的累積，所以在進行傳輸改造時，需要有明確的限定范圍。機器速度越快所能產生的效益越高。機器速度是指在滿足規定印品質量的前提下的最高速度。如果速度再快，但是達不到印刷質量的要求，那么這種機器速度就毫無意義，同樣也就不是機器的有效速度。速度變化范圍越大，對于用戶而言就越有好處，但是機器的不穩定性與質量可能也會有比較大的風險，所以在設計時筆者也考慮到這一問題。隨著時代的發展，機器噪聲成為人們關注的一個重點；按照現行的標準，一般機器的噪聲不能超過85dB，如果超過，操作人員也會存在一些不舒服的感覺，所以針對此類問題，在進行改造時，還需要注意整個機器的噪聲情況。要想降低機器的噪聲，就需要在加工、設計、安裝等方面做一些改善，這樣才能使得機器的噪聲越來越小，可以將傳輸機器的齒輪換成斜式齒輪，這樣也可以進一步地降低噪聲。在對機器改造完成后，必須再做一次安全性能的測試，必須符合相應的國家標準。

4 結語

本文先從項目概況、系統構成、外觀設計等方面進行了簡單的闡述，然后著重分析了關于進片減速電機的問題與改造。根據改造后的產品來看，完全解決了進片減速電機存在的問題，并提高了生產效率。