歐姆龍NJ控制器在香水瓶絲網印刷機的應用
摘要：本文介紹了歐姆龍NJ控制器在香水瓶絲網印刷機上的應用，經實際測試，橢圓運動效果滿足客戶要求，三角弧面工件及帶倒角矩形工件印刷效果客戶基本滿意。
關鍵詞：歐姆龍 NJ控制器 絲網印刷機
1 引言
香水瓶絲網印刷機（見圖1）主要是對香水瓶、日用品等不規則產品表面進行印刷，多為圓形、橢圓形、三角形、方形等多樣化外形。目前所用的印刷機多為機械凸輪機構，隨著科技的發展，機械凸輪的印刷效率、精度已經難以滿足市場需求，為了提升印刷機的性能，歐姆龍開發出一套以OMRON NJ為核心的電氣系統來滿足市場。
圖1 香水瓶絲網印刷機實物
2 系統結構及控制難點
香水瓶絲網印刷機的絲網印刷部分由六軸組成：旋轉軸、浮動軸、網板軸、刮膠軸、送料軸、接駁軸，如圖2所示。工件在皮帶上由送料軸（M6）帶動，接駁軸（M5）將未印刷、印刷完的工件分別夾取到印刷位置、下料位置。旋轉軸、浮動軸、網板軸、刮膠軸四軸做電子凸輪運動，完成絲網印刷。
圖2 香水瓶絲網印刷機結構圖
由于客戶印刷產品種類、外形多樣化，如圓形、橢圓形、三角形、方形等等，為了實現不同形狀工件的360度印刷，需要對各種外形的工件做公式推導，計算出印刷軸之間的位置關系再做凸輪運動，達到客戶要求的印刷效果，因此，確定印刷過程中各伺服軸之間的關系就成了系統的難點。
以橢圓印刷為例（見圖3），在對工件表面進行印刷時，為保證印刷質量，刮刀需要垂直印刷表面。工件旋轉，橢圓中心隨著移動，刮刀需要跟隨中心做水平移動，浮動軸同時運動使印刷距離適當。為實現橢圓表面印刷，圖例一橢圓中心在藍線位置，刮刀在中心位置。旋轉運行到圖例二時，中心下降到橙色線位置，刮刀向右運行。
圖3 橢圓形印刷（圖中綠色為刮刀、紅色為橢圓工件）
在本系統中，由于不是所有的自動化產品都是歐姆龍的，因此與第三方設備的通信問題，也是需要解決的難點之一。客戶要求在觸摸屏中設置簡單參數即可更換產品進行印刷。客戶使用的是威綸帶以太網口的觸摸屏，NJ與觸摸屏都需要做相應設置。參數設置圖見圖4。
圖4 NJ與觸摸屏參數設置
3 系統硬件解決方案
3.1系統硬件配置（見表1）
表1 系統硬件配置
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設備名稱 |
設備型號 |
數量 |
|
1 |
NJ電源模塊 |
NJ-PA3001 |
1 |
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2 |
NJ四軸控制器 |
NJ301-1200 |
1 |
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3 |
750W伺服驅動器 |
R88D-KN08H-ECT |
1 |
|
4 |
400W伺服驅動器 |
R88D-KN04H-ECT |
3 |
|
5 |
750W伺服電機 |
R88M-K75030H-Z |
1 |
|
6 |
400W伺服電機 |
R88M-K40030H-Z |
3 |
|
7 |
PLC控制器 |
CP1H-XA40DT-D |
1 |
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8 |
以太網通信板 |
CP1W-CIF41 |
1 |
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9 |
RS485通信板 |
CP1W-CIF11 |
1 |
|
10 |
絕對值編碼器 |
E6C3-AG5C |
1 |
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11 |
400-750W動力電纜 |
R88A-CRKA005SR-E |
4 |
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12 |
400-750W編碼器電纜 |
R88A-CRKA005CR-E |
4 |
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13 |
伺服控制電纜 |
XW2Z-200J-B34 |
4 |
|
14 |
伺服接線端子臺 |
XW2B-20G5 |
4 |
|
15 |
ECAT電纜 |
5米 |
4 |
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16 |
1.5KW伺服——三菱/安川 |
客戶指定（價格原因） |
1 |
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17 |
750W變頻器——松下 |
客戶指定（價格原因） |
1 |
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18 |
觸摸屏——威綸 |
客戶指定（價格原因） |
