欧姆龙NJ控制器在香水瓶丝网印刷机的应用

　　【摘 　 要】：本文介绍了欧姆龙NJ控制器在香水瓶丝网印刷机上的应用，经实际测试，椭圆运动效果满足客户要求，三角弧面工件及带倒角矩形工件印刷效果客户基本满意。

　　1引言

　　香水瓶丝网印刷机(见图1)主要是对香水瓶、日用品等不规则产品表面进行印刷，多为圆形、椭圆形、三角形、方形等多样化外形。目前所用的印刷机多为机械凸轮机构，随着科技的发展，机械凸轮的印刷效率、精度已经难以满足市场需求，为了提升印刷机的性能，欧姆龙开发出一套以OMRON NJ为核心的电气系统来满足市场。

　　2系统结构及控制难点

　　香水瓶丝网印刷机的丝网印刷部分由六轴组成：旋转轴、浮动轴、网板轴、刮胶轴、送料轴、接驳轴，如图2所示。工件在皮带上由送料轴(M6)带动，接驳轴(M5)将未印刷、印刷完的工件分别夹取到印刷位置、下料位置。旋转轴、浮动轴、网板轴、刮胶轴四轴做电子凸轮运动，完成丝网印刷。

　　由于客户印刷产品种类、外形多样化，如圆形、椭圆形、三角形、方形等等，为了实现不同形状工件的360度印刷，需要对各种外形的工件做公式推导，计算出印刷轴之间的位置关系再做凸轮运动，达到客户要求的印刷效果，因此，确定印刷过程中各伺服轴之间的关系就成了系统的难点。

　　以椭圆印刷为例(见图3)，在对工件表面进行印刷时，为保证印刷质量，刮刀需要垂直印刷表面。工件旋转，椭圆中心随着移动，刮刀需要跟随中心做水平移动，浮动轴同时运动使印刷距离适当。为实现椭圆表面印刷，图例一椭圆中心在蓝线位置，刮刀在中心位置。旋转运行到图例二时，中心下降到橙色线位置，刮刀向右运行。

　　在本系统中，由于不是所有的自动化产品都是欧姆龙的，因此与第三方设备的通信问题，也是需要解决的难点之一。客户要求在触摸屏中设置简单参数即可更换产品进行印刷。客户使用的是威纶带以太网口的触摸屏，NJ与触摸屏都需要做相应设置。参数设置图见图4。

　　3系统硬件解决方案

　　3.1系统硬件配置(见表1)

　　3.2系统硬件结构(见图5)

　　4系统软件设计

　　4.1椭圆形工件程序推导

　　根据三角几何关系推导出当椭圆在旋转过程中，各伺服轴与旋转轴的位置关系式如下：

　　根据上述公式在NJ控制器中计算出各轴凸轮数据如下：

　　将凸轮数据导出SD卡中进行数据验证，结果见图6，从图中可以看出，椭圆在I—IV位置对应的轨迹关系是正确的，可以进行动作测试。经过实际的印刷动作测试，经过测试，伺服轴实际运动效果与运动轨迹一致。

　　4.2矩形工件程序推导

　　根据三角几何关系推导出当矩形在旋转过程中，各伺服轴与旋转轴的位置关系式如下：

　　图8 矩形工件数据验证

　　4.3三角形形工件程序推导

　　根据三角几何关系推导出当矩形在旋转过程中，各伺服轴与旋转轴的位置关系式如下：

　　图10 三角形工件数据验证

　　4.4 NJ与威纶触摸屏通信设置

　　采用标签或D0/D2都可以。此处标签还需要对应PLC内存地址，与网络标签有区别。

　　5结束语

　　经过客户检验，椭圆运动效果满足客户要求，三角弧面工件及带倒角矩形工件印刷效果客户基本满意。由于现场印刷条件不满足，半椭圆、八变形、矩形+椭圆工件暂未测试。椭圆、圆形、矩形等客户机械结构满足印刷条件时再为客户做精度测试。