商标印刷机进片传输改造设计研究

曹亮

（福耀集团（上海）汽车玻璃有限公司,上海 201805）

随着我国经济的发展，我国逐渐建立了完整的工业生产链；而商标印刷机就是随着这股潮流发展出来的，该印刷机的优点有：配置灵活，可以针对不同的客户进行针对性的设计；通过采用喷墨技术选择不同幅面、不同色组数等进行印刷；印刷速度快与运行成本低，是商标印刷机比较显著的优点。

项目概况：本项目关于某商标印刷机进片传输结构改造项目，原进片传输结构由光滑的皮带轮与一般的平皮带传动，玻璃在平皮带上部传动时经常会出现跑位等现象，进而造成废品率非常高，传送的物品状态很不稳定，影响印刷质量。因此需根据具体要求，对该机器进行重新的设计与改造，同时对同步带及同步带轮进行重新选择。

1 设备的组成

设备的构成：整个机器为全封闭结构，由上片段、识别定位段、印刷段等组成。上片段由传输电机、工件检测的传感器等组成。定位识别段，这个组成部分主要用于识别工件轮廓和工件的位置，把结果反馈给计算机，而计算机则按照预定玻璃商标印刷位置进行调整从而实现印刷的定位。该段包括的机械零部件有高分辨摄像机、定位操作台、LED发光面板。定位识别操作台包括一个触摸操控平台与按钮式的控制面板，这是整台设备的控制中心。发光面板提供照明，从而让摄像头取得良好的图像。印刷段是设备的核心部分，也是设备最复杂的部分，在此完成商标印刷，其组成的零件有印刷台面、印刷头等。如图1所示。

图1

2 控制系统组成

该机器的主要系统构成是一种可编程的控制器，专门用于工业控制的计算机，其基本构成为：（1）电源。一般交流电压波动在正10%范围内，并且可以将PLC直接连接到交流电网上。（2）中央处理单元。这个是可编程控制器的核心部位，它按照可编程控制系统赋予的能力，对存储器、警戒定时器的状态等都可以自动进行判断。（3）存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块。该机器的控制系统流程分为以下几个步骤，首先需要对玻璃定位，然后电磁阀对气缸做检测看是否合格，最后查看商标是否正确、气缸磁环开关信号、开始印刷等。商标印刷工作原理：在电磁阀得到指令后，通过换向推动气动换向阀进行换向，网框升降气缸也会推动网板框向下进行运动，从而使得网板框压住玻璃，同时加压气缸可以向下压紧印刷气缸。常通延时阀与常闭延时阀相互切换，才能让凸轮推动机控阀进行换向。

3 进片传输改造

3.1 上片单元介绍

上片单元是设备的入口端，连接着外来工件传输线工件由此进入设备。上片梭子吸盘是将送进来的玻璃工件传送至识别定位端和商标印刷段，且上片梭子长时间高速运转，此为上片段十分重要的部件，如图2所示。

图2

3.2 进片传输问题分析

进片传输减速电机会在0.2s内启动并连续24h不停，而这种长时间的反复运动就会造成机器的损耗，精度变低，由于新的同步带尺寸存在偏差，且同步带运行需要导轨、同时该材料需要具备无污染且耐磨等特点。传输减速电机还存在一些问题：（1）电机启动后转速低于额定转速，而原因有以下几种如负载过重、变频器输出频率与输出电压设置出现问题。（2）电机有异常噪声或者振动异常，这种情况有可能是因为电机轴承缺油或者损坏、缺相运行等。（3）电机温升过高，这种情况有可能是因为通风不畅、变频器的参数设置不当、电流大于额定值等。（4）轴承过热、轴承损坏、或者是轴承与轴的配合过于松散、轴伸端油封安装不良。（5）绝缘电阻低或者直接被击穿，这种现象一般是由绕阻或者接线板受潮、电机过热等原因引起的。

3.3 进片传输改造设计

（1）改进措施为把平皮带设计为聚氨酯接口环形上下表面均带齿的同步带，因为同步带上下存在齿状物就会降低打滑的风险，同时还可以增加玻璃与同步带之间的摩擦力，进而就能避免玻璃与接触面出现打滑。（2）需要在动轮位置中设计一个张紧装置，该张紧装置用合适的螺栓进行固定，并钻出合适的孔，最后使得用M8丝杆调节张紧度，而这样一来就可以调节好机器的即时状态。（3）为了轻便且耐磨，材料选为硬铝6061加工同步带轮，此材料可以通过热处理强化合金成型性，退火后仍能保持良好的耐磨性并且该材料市场供应充足且价格实惠，所以笔者需要把原有的材料更换为聚四氟乙烯材料，聚四氟乙烯具有机械韧性、耐腐蚀性，它是最具耐磨特性的塑料材料，同步带导轨如果靠近同步带轮位置就会产生间隙，为了在最大程度减少间隙位置，将同步带导轨靠近同步带轮位置设计成倒三角形，这样就可以保证机器的平稳运行。减速机故障解决办法：首先，需要检查电机的输入电源电压是否正常，并检查相关的机器是否完好。轴承有问题，就需要检查轴承是否存在松动等情况。传输功能分析：在设计机器时，需要注意任何传输机器都有自己的适用范围，在开始重新对传输组织进行改造时，需要注意其适用范围。结构复杂也就意味着成本的累积，所以在进行传输改造时，需要有明确的限定范围。机器速度越快所能产生的效益越高。机器速度是指在满足规定印品质量的前提下的最高速度。如果速度再快，但是达不到印刷质量的要求，那么这种机器速度就毫无意义，同样也就不是机器的有效速度。速度变化范围越大，对于用户而言就越有好处，但是机器的不稳定性与质量可能也会有比较大的风险，所以在设计时笔者也考虑到这一问题。随着时代的发展，机器噪声成为人们关注的一个重点；按照现行的标准，一般机器的噪声不能超过85dB，如果超过，操作人员也会存在一些不舒服的感觉，所以针对此类问题，在进行改造时，还需要注意整个机器的噪声情况。要想降低机器的噪声，就需要在加工、设计、安装等方面做一些改善，这样才能使得机器的噪声越来越小，可以将传输机器的齿轮换成斜式齿轮，这样也可以进一步地降低噪声。在对机器改造完成后，必须再做一次安全性能的测试，必须符合相应的国家标准。

4 结语

本文先从项目概况、系统构成、外观设计等方面进行了简单的阐述，然后着重分析了关于进片减速电机的问题与改造。根据改造后的产品来看，完全解决了进片减速电机存在的问题，并提高了生产效率。