1.行業(yè)介紹

水墨印刷開槽機又稱為水性印刷開槽機、紙箱印刷

開槽機、水墨印刷開槽機或瓦楞紙板印刷開槽機，是將印刷、開槽、切角、壓線、切邊五道工序合為一體的綜合性紙箱加工設(shè)備，是瓦楞紙箱生產(chǎn)中不可或缺的后道加工設(shè)備。按照不同的色組，印刷開槽機又單色、雙色、三色、四色等多種機型。是目前國內(nèi)主要的紙箱制造機械之一。市場廣泛，效率高，節(jié)省材料，如圖1所示。

2.方案介紹

1. 
   

1. 方案背景

水墨印刷開槽機目前市場上使用的控制系統(tǒng)方案為PLC+HMI；其中PLC使用最多的品牌是三菱、信捷和歐姆龍；HMI使用最多的品牌是威綸通和昆侖通態(tài)。由于永

宏經(jīng)濟型PLC和HMI的性價比相對于其他品牌較高，所以永宏經(jīng)濟型PLC和HMI在水墨印刷開槽機中的應(yīng)用前景很好。水墨印刷開槽機系統(tǒng)方案如表1所示。

1. 
   

1. 客戶需求

表 1 水墨印刷開槽機系統(tǒng)方案

根據(jù)客戶要求，水墨印刷開槽機的整體動作需要達到快速定位，印刷清晰，快速修刀，壓力精準；另外客戶還需要實現(xiàn)快捷參數(shù)，訂單存儲，多組配方參數(shù)存儲/讀取等附加功能。水墨印刷開槽機具體功能要求如表2所示。

表 2 水墨印刷開槽機具體功能要求

2.3解決方案

水墨印刷開槽機主要用于完成對不同尺寸的紙張進行開槽并印刷對應(yīng)的廣告。根據(jù)動作及工藝要求，該方案主要包括系統(tǒng)硬件設(shè)計和系統(tǒng)軟件設(shè)計；其中系統(tǒng)硬件設(shè)計包括硬件（產(chǎn)品）配置、機械結(jié)構(gòu)和電氣控制等三部分， 系統(tǒng)軟件設(shè)計包括流程控制、I/O配置和程序設(shè)計等三部分；水墨印刷開槽機設(shè)計參數(shù)如表3。

基于上述各項技術(shù)指標，水墨印刷開槽機系統(tǒng)方案架構(gòu)如圖2 所示；本方案控制系統(tǒng)采用永宏功能型FBS系列PLC控制器，主要控制整體設(shè)備的動作流程；傳動部分采用四方的變頻器和永宏A5系列伺服，上位機采用永宏C3 系列HMI操作界面，提供自動操作、手動調(diào)試和定位參數(shù)以及分期付款等界面， 用戶可根據(jù)自身需求進行各項配置。

3.系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1 硬件配置操作和參數(shù)設(shè)置

水墨印刷開槽機的系統(tǒng)硬件由永宏FBS-60MBT2-AC

PLC控制器、FBS-CB5通訊模塊，F(xiàn)BS-20EX控制模塊， 永宏C3070SE HMI觸摸屏、永宏A5系列伺服驅(qū)動器及其變頻器電機、溫控模塊和外圍輸入輸出線路（包括按鈕、指示燈和蜂鳴器等）組成。水墨印刷開槽機系統(tǒng)硬件清單如表4所示。

表 4 水墨印刷開槽機硬件明細表

3.2機械結(jié)構(gòu)

水墨印刷開槽機的機械結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：送紙機構(gòu)，開槽機構(gòu)，模切結(jié)構(gòu)和印刷機構(gòu)。水墨印刷開槽機整體結(jié)構(gòu)解析如圖3所示。

3.3電氣控制

水墨印刷開槽機的電氣控制采用永宏P(guān)LC作為設(shè)備核心控制單元，實現(xiàn)對變頻器和伺服等執(zhí)行單元的控制。水墨印刷開槽機PLC接線原理如圖4所示。

3.3 程序控制

水墨印刷開槽機設(shè)備的程序控制截圖如5圖所示。

3.5觸摸屏程序

水墨印刷開槽機的觸摸屏程序截圖如6圖所示。

4.系統(tǒng)軟件設(shè)計

4.1工藝流程

水墨印刷開槽機的工藝流程主要包括三部分：送紙、定位、開槽模切和印刷；可以根據(jù)設(shè)定的紙箱的尺寸快速定位到加工的位置，使工作效率達到最大化。全自動工藝流程如圖7所示。

圖 7 水墨印刷開槽機工藝流程圖

4.2控制流程

水墨印刷開槽機的控制流程如圖8所示。

圖 8 水墨印刷開槽機控制流程圖

4.3  I/O點配置

根據(jù)水墨印刷開槽機工藝流程和控制流程要求，進行了永宏P(guān)LC程序I/O點配置；永宏P(guān)LC輸入點配置如表5， 輸出點配置表如表6所示。

表 5 PLC 輸入點配置表

表 6 PLC 輸出點配置表

1. 
   

1. 參數(shù)設(shè)置指令

2. PLC功能指令應(yīng)用

永宏P(guān)LC脈沖輸出的參數(shù)設(shè)置有專門的參數(shù)設(shè)置指令

（FUN141），永宏FUN141指令的參數(shù)設(shè)置方式采用表格的形式進行參數(shù)編輯。永宏P(guān)LC設(shè)置參數(shù)如表7 ，永宏P(guān)LC設(shè)置參數(shù)程序如圖9所示。

表 7 永宏 PLC 設(shè)置參數(shù)表

4.4.2脈沖輸出指令

永宏P(guān)L C脈沖輸出控制有專門的命令設(shè)置指令 

（FUN140），永宏FUN140指令的命令設(shè)置方式同樣是采用表格的形式進行命令編輯； 使用永宏脈沖輸出指令可以很好的實現(xiàn)對步進的高速定位控制。永宏P(guān)LC脈沖輸出控制程序如圖10，永宏P(guān)LC脈沖輸出控制設(shè)置表格如圖11。

4.4.3  MODBUS通訊指令

永宏P(guān)L C直有專門的MODB US 通訊命令指令 

（FUN150），永宏FUN150指令的命令設(shè)置方式同樣是采用表格的形式進行命令編輯；使用永宏150指令可以很方便的實現(xiàn)對外部485設(shè)備的通訊功能。永宏P(guān)LC通訊指令程序如圖12所示。

4.4.4  指針調(diào)用指令

永宏P(guān)LC指針緩存器共有12個（V、Z、P 0- P 9）； 使用永宏指針緩存器可以很好的實現(xiàn)動態(tài)變址，從而更方便的實現(xiàn)了拼紙機速度及目標位置的動態(tài)調(diào)用。坐標指針調(diào)用程序如圖13。

5.結(jié)論（實施結(jié)果）

通過現(xiàn)場調(diào)試，水墨印刷開槽機的加工速度可以達到

150片/min；定位精準，印刷效果清晰，精度可以達到

± 0. 1mm； 相對于之前的是設(shè)備效率增加了15%， 從而令到永宏P(guān)LC在水墨印刷開槽機上得到了很好的應(yīng)用。