摘要：隨著科技的進(jìn)步和自動化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器制造業(yè)發(fā)生了很大的變革，更多的自動化系統(tǒng)融入到了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備中，從而使機(jī)器結(jié)構(gòu)變得更加緊湊合簡練，設(shè)備的自動化和智能化水平也得到了提高。根據(jù)工藝需求，以貝加萊PP500平板式控制器為核心，設(shè)計(jì)、研發(fā)了折頁機(jī)自動化控制系統(tǒng)，本文概述了折頁機(jī)的設(shè)備與工藝，簡介了貝加萊PP500平板控制器的性能，著重討論了基于PP500的折頁機(jī)控制系統(tǒng)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，該控制器系統(tǒng)功能強(qiáng)大、可靠性高，完全能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：貝加萊PP500平板控制器；折頁機(jī)；工作原理；自動化控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP273  文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

0引言

一直以來，工業(yè)控制PC在工業(yè)自動化控制方面發(fā)揮著巨大作用，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了廣泛、可靠的控制應(yīng)用，適合當(dāng)前自動化工業(yè)企業(yè)的需求。奧地利貝加萊公司（B&R）作為世界知名自動化控制系統(tǒng)生產(chǎn)廠商，推出了將控制、HMI和驅(qū)動技術(shù)整合到一起的平板工業(yè)電腦，為用戶提供了一體化解決方案。MBO作為世界知名折頁機(jī)生產(chǎn)廠商，其新型折頁機(jī)對電氣控制系統(tǒng)及部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面升級，采用模塊化設(shè)計(jì)加貝加萊工業(yè)PC控制，使得設(shè)備操作更加簡單方便，更數(shù)字化、智能化。

1折頁機(jī)的設(shè)備與工藝概述

折頁機(jī)是印刷裝訂的重要設(shè)備，從上個世紀(jì)五十年代發(fā)展至今，經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展過程。近幾年來，隨著印刷、電子、計(jì)算機(jī)等相關(guān)技術(shù)的高速發(fā)展和印刷裝訂行業(yè)日新月異的折頁工藝和功能需求，折頁機(jī)產(chǎn)品無論從品種、規(guī)格、功能還是技術(shù)性能、制造水平都得到了很大的發(fā)展和提高，實(shí)現(xiàn)了量與質(zhì)的飛躍。

1.1折頁機(jī)機(jī)械設(shè)備

折頁機(jī)通常由給紙部、輸紙定位平臺、平行折頁部、橫折部、三折部、收集部等幾大部分組成，如圖一所示。

圖1折頁機(jī)構(gòu)造示意圖

1.2折頁機(jī)的工作原理

1.2.1柵欄式折頁

柵欄式折頁的原理如圖2所示。

圖2：柵欄式折頁的原理

要進(jìn)行柵欄式折頁時(shí)，需要有3根折頁輥和1個柵欄板。

（1）該折頁輥(1)和(3)將紙張(2)傳送到柵欄板(6)，一直到擋紙塊(7)處。

在進(jìn)一步通過折頁輥(1)和(3)的傳輸過程中，紙張?jiān)跂艡谇?5)中凸起。

（3）紙張(2)的凸起處被折頁輥(3)和(4)叼住，在紙張通過縫隙時(shí)進(jìn)行折頁。

1.2.2刀式折頁原理：

刀式折頁的原理如圖3所示。

圖3：刀式折頁的原理

要進(jìn)行刀式折頁，需要有2根以相反方向旋轉(zhuǎn)的折頁輥和一把可以垂直移動的折頁刀。

紙張(1)被傳送經(jīng)過折頁刀(6)的下方直到擋紙塊(4)處，由側(cè)向擋紙塊(5)對齊。

在折頁刀開始動作后，折頁刀將紙張(1)向折頁輥（2）和（3）的方向傳送。

紙張（1）由折頁輥（2）和（3）叼住，在經(jīng)過輥間間隙時(shí)完成折頁。

2貝加萊PP500平板控制器的性能

PowerPanel500平板式控制器的外觀如圖4所示。

圖4 PowerPanel500平板式控制器外觀

PowerPanel500平板式控制器，集控制、HMI和驅(qū)動技術(shù)于一體，由IntelAtom架構(gòu)驅(qū)動，具備處理復(fù)雜程序的能力。

主要參數(shù)特征如下：

英特爾AtomZ510，Z520或Z530處理器，操作系統(tǒng)可選配Windows7、WindowsEmbedded、AutomationRuntime、Linux

高達(dá)2GB的SDRAM

5.7-15英寸的顯示屏配備VGA或XGA接口

2-3個USB接口

1個RS232接口

1個以太網(wǎng)（10/100/1000M/S）接口

1個閃存卡接口

可選配擴(kuò)展接口：POWERLINK、CAN、X2X、GigabitEthernet、HDASound

3基于PP500的折頁機(jī)控制系統(tǒng)

3.1控制系統(tǒng)的構(gòu)成

折頁機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 折頁機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（1）真空吸紙輪、給紙部、平行折頁部、橫折部、三折部，分別采用施耐德變頻驅(qū)動電機(jī)，采用

CAN總線控制方式，各變頻器通過貝加萊CAN通訊模塊與PP500進(jìn)行通訊，確保同步運(yùn)行，并可以實(shí)時(shí)將變頻器狀態(tài)傳送至PP500，方便故障診斷。

（2）折紙柵欄檔塊調(diào)整及折紙輥間隙機(jī)構(gòu)采用帶CAN通訊的直流電機(jī)控制，通過CAN總線與

PP500連接，可以按照產(chǎn)品參數(shù)信息將柵欄檔塊尺寸及折紙輥間隙自動調(diào)整到位。

（3）I/O模塊通過POWERLINK總線方式同PP500連接，配備了CAN總線模塊、X2X模塊通訊模

塊，及DI、DO模塊，用來處理各傳感器及開關(guān)的輸入信號，繼電器、電磁閥輸出控制信號，模擬量輸出信號等。

（4）各部套按鈕控制面板通過X2X方式同PP500連接，減少了接線數(shù)量，安裝簡單方便。

（5）配備了Ethernet路由器，連接外網(wǎng)后可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷，方便設(shè)備故障維修及維護(hù)。

3.2.控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

該控制器具備以下特點(diǎn)：

（1）人機(jī)交互采用觸摸屏，以純文本及圖片顯示故障類型及發(fā)生故障的位置。

（2）提供標(biāo)準(zhǔn)USB接口，方便產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲。

（3）產(chǎn)品參數(shù)可保存，再次生產(chǎn)時(shí)直接提取即可，調(diào)整部件馬達(dá)自動移動到位。

（4）各部驅(qū)動采用獨(dú)立馬達(dá)同步控制，結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整方便。

（5）自動調(diào)整紙張間隙、進(jìn)紙和折頁的速度。

（6）機(jī)電式雙張檢測器。

（7）紙張監(jiān)控（檢測長度，到位檢測等，對紙張通過全機(jī)的過程進(jìn)行跟蹤，有效的預(yù)防堵紙、卡紙）。

（8）具備遠(yuǎn)程診斷和維修服務(wù)功能。

4結(jié)論

以貝加萊PP500平板式控制器為核心，設(shè)計(jì)、研發(fā)了折頁機(jī)自動化控制系統(tǒng)。通過生產(chǎn)實(shí)踐，表明了該控制系統(tǒng)功能強(qiáng)大，可靠性高。更換產(chǎn)品的時(shí)間較之前縮短了三分之一以上；同時(shí)由于飛達(dá)送紙系統(tǒng)采用獨(dú)立驅(qū)動模式，可根據(jù)不同的紙張工藝來調(diào)節(jié)紙張間距，也提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率；設(shè)備的操作也更簡單、更方便、更智能。

貝加萊控制系統(tǒng)在折頁機(jī)上的應(yīng)用，大大提高了機(jī)器的自動化和智能化水平。

參考文獻(xiàn)

[1]貝加萊工業(yè)自動化有限公司.PowerPanel500user'smanualV1.40[Z].2015.

[2]MBOBinderGmbh&Co.KG.M60-80-K型折頁機(jī)電氣原理圖[Z].2014.

[3]WolfgangMatzner.MBO折頁機(jī)操作手冊[Z].2013.

作者簡介

任永輝（1980-），男，工程師，大學(xué)本科，現(xiàn)就職于天津長榮科技集團(tuán)股份有限公司，從事機(jī)械設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試工作。主要研究方向是自動化控制。

關(guān)于貝加萊

貝加萊是一個總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新驅(qū)動型自動化企業(yè)，2017年7月，貝加萊成為ABB集團(tuán)全球機(jī)器與工廠自動化業(yè)務(wù)單元。作為全球工業(yè)自動化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，貝加萊融合了前沿技術(shù)與先進(jìn)的工程能力，為各個產(chǎn)業(yè)客戶提供機(jī)器與工廠自動化、運(yùn)動控制、HMI以及集成安全技術(shù)的完整解決方案。通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)如OPCUA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強(qiáng)大的AutomationStudio軟件開發(fā)環(huán)境，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。貝加萊保持持續(xù)的創(chuàng)新精神，為客戶提供更為簡化以及超出預(yù)期的工業(yè)自動化領(lǐng)域前沿技術(shù)與方案。

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