探究：機組式凹版印刷機刮刀和遞墨輥調速控制系統

本文介紹了一種新的機組式凹版印刷機刮刀和遞墨輥調速控制系統。其結構控制簡單，使用方便，解決了現有的機組式凹版印刷機刮刀及遞墨輥控制調速設定的不精確性及顯示的不直觀性問題。

軟包裝以其絢麗的色彩、豐富的功能、形式多樣的表現力，成為了最主要的商品包裝形態之一。刮刀部件及遞墨輥部件是機組式凹版印刷機印刷色組的一個重要組成部分，對其實施精準控制對于實現包裝材料高品質的印刷具有重要意義。

在機組式凹版印刷機中，刮刀裝置為雙氣缸氣動刮刀，三方位調整結構，營造了最好的刮刀位置和角度，刮刀竄動采用單獨的電機變頻調速。印刷上墨系統采用主動遞墨輥遞墨方式，保證了高速印刷時的印品質量和淺網還原。因此，在控制系統穩定的前提下，需要同時保證刮刀和遞墨輥的穩定運行，才有可能實現對包裝材料的高品質印刷。機組式凹版印刷機刮刀及遞墨輥部件結構如圖1所示。

研究目標

目前，在系列機組式凹版印刷機傳統的電子軸控制系統中，供墨方式均采用主動遞墨輥遞墨方式，保證高速印刷印品質量和淺網還原，刮刀電機竄動頻率更加穩定，因此刮刀和遞墨輥電機均采用變頻控制。而傳統的刮刀和遞墨變頻調速分為兩種方式：一種是手動狀態模式，通過外接電位器對速度進行單獨調節;另一種是自動狀態模式，將模擬量速度輸出信號通過功率放大器提供給設備，然后跟隨主機自動調節。在手動狀態下，通過電位器調速并不能精確設定刮刀及遞墨輥的速度頻率，調節頻率顯示不夠明確且不直觀，其設定值也不能進行量化。在此前提下，針對機組式凹版印刷機刮刀及遞墨輥數字化頻率設定系統的應用，實現調速頻率設定的數字量化，對于提高產品印刷質量具有重要意義。

本文主要針對機組式凹版印刷機刮刀和遞墨輥的數字量控制展開研究，其目的是要解決現有的機組式凹版印刷機刮刀及遞墨輥控制調速設定不精確及顯示不直觀的問題。

應用方案

通過吉泰科變頻器及貝加萊色組小屏的RS485 Modbus RTU通訊協議，刮刀及遞墨輥變頻器串接在貝加萊色組小屏 485 通訊接口上 (如圖 2 所示)，實現通訊連接和程序轉換，實現人機界面數字化設定頻率。通訊方式及變頻器參數設定如表 1、表 2 所示。

Modbus RTU 的功能主要是讀寫參數，不同的功能碼決定了不同的操作請求。變頻器的功能碼參數、控制參數和狀態參數都映射為 Modbus的讀寫寄存器。變頻器功能碼的組號映射為寄存器地址的高字節，組內索引映射為寄存器地址的低字節。變頻器的控制參數和狀態參數均虛擬為變頻器功能碼組，例如，變頻器功能碼參數 b0-02 的寄存器地址為0x0202，變頻器功能碼參數E0-07的寄存器地址為0x1107。

刮刀、遞墨變頻器控制參數能夠完成變頻器起動、停止、設定運行頻率等功能，通過檢索變頻器狀態參數能夠獲取變頻器的運行狀態、運行方式等參數。PLC 作為主機，對刮刀、遞墨變頻器的各項運動實施控制和數據采集。按照約定的通訊協議，PLC向變頻器發送控制命令或者查詢命令，變頻器根據命令執行動作或發送回答信息。人機界面上可以設定好需要的刮刀及變頻器頻率值(如圖3所示)，這一數據通過色組小屏 RS 485 Modbus RTU通訊程序轉換成通訊數據送入刮刀和遞墨輥變頻器，變頻器執行設定運行數據，完成對變頻器頻率的精確給定。刮刀及遞墨控制方式實現手動頻率設定和自動系數調整，直觀顯示運行輸出頻率。

隨著科學技術的不斷進步，印刷機械對控制系統的要求越來越高，提升產品檔次，提高產品競爭力，成為行業發展的必然趨勢。

在此方案實施中，可以通過每一色組控制小屏單獨設定每一單元刮刀及遞墨輥的控制頻率，也可以通過主人機界面集中設定，同時設定不同控制模式，這樣變頻調速的設定、顯示將更加直觀、細化、精確且是可量化的。同時，還實現了刮刀及遞墨輥控制的配方管理功能(如圖 4 所示)，針對客戶不同產品、不同工藝所設定的值進行配方保存，當再次使用時可以直接在控制系統中調取，從而簡化了操作步驟，設備使用性能得到提升，實現了真正意義上的數字化頻率設定。