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在分析了J2108單張紙膠印機輸紙機構的基礎上， 提出了輸紙機構氣動化的設計方案，并且提出了利用PLC和相應的行程開關解決輸紙機構與印刷系統同步性的具體解決方案， 給出了實現輸紙機構運動的PLC梯形圖 # U* T" V) _" s) {4 W+ Q9 Q
0 _: Z1 s1 I+ g z N8 v6 s 關鍵詞：單張紙膠印機；分紙機構；氣動
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近年來隨著科技的飛速發展，印刷行業也有了歷史性的革新。光纖技術，計算機技術不斷向印刷行業滲透。以數字化和網絡化為核心的一大批新技術在印刷業的推廣應用，使國際印刷業發生了巨大的變化。特別是印刷設備方面，印刷機簡化了本身復雜的機構結構，光，電，液，氣，計算機都運用到了現代印刷設備。因此，高速化、自動化、優質化是傳統印刷設備發展的共同方向。為適應現代化印刷的需要，單張紙印刷機的輸紙裝置也在不斷向氣動、電動等自動化方向發展。0 ~$ K$ y- @. c1 X ]. r" X
9 T/ v& l" P% f9 N2 ` 氣動技術是以壓縮空氣為介質來傳動和控制機械的．門專門技術。由于它具有節能、無污染、高效、低成本、安全可靠、結構簡單等優點，廣泛應用于各工業部門? 。正是由于氣動各方面的優點，在國外印刷機制造行業領域，機器設備的氣動化設計也越來越成為一種趨勢。如羅蘭印刷機在輸紙機構中就大量采用氣動控制系統取代傳統機械裝置，它采用真空輸紙板，變速吸氣皮帶及氣動側拉規，大大減少了機械機構，降低了機械制造與安裝，調試的難度。紙堆的左右位置及給紙機的后關位置可通過氣動開關精確控制，從而保證了雙面印刷的套印位置準確。
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l 單張紙膠印機原分紙機構的工作原理
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2 L, D! f6 Y8 ~ A 人們知道，單張紙印刷機的輸紙機構是膠印機中的一個很重要的部件，它的功能是將紙張分離，并將其傳遞到輸紙裝置。里 吸嘴機構，壓紙機構和遞紙吸嘴機構等組成，J2108機輸紙機構的機構及其運動原理。
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) d9 Z$ G" \* ^& w 其各部分在印刷工程中的運動工作原理為：
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1)分紙吹嘴向下移動，吸住最上面的一張紙，上抬并后翹，以防止雙張并有利于壓紙吹嘴的插入；
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& z4 U! l0 ^; J$ |2 _ 2)壓紙吹嘴插入，壓住下面的紙并打開吹氣氣路吹風，使上，下兩張紙分開，同時探測紙堆高度；
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) D3 K+ n% }, | 3)遞紙圾嘴向右運動，吸住紙張，比時，分紙吸嘴與遞紙吸嘴同時控制紙張，進行紙張的交接，即由分紙吸嘴交給遞紙吸嘴；
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4)分紙吸嘴切斷吸氣氣路放紙，完成紙張交接，并隨即上升，此時，壓紙吹嘴停止吹氣離開紙堆，這時，遞紙吸嘴向左運動將紙張輸出。為保證紙張的正確交接與運輸，遞紙吸嘴應實現一定的軌跡。遞紙吸嘴的運動軌跡按運動特點不同分成4個階段。) q# J6 Q% s. j- b( @1 @
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cd段：遞紙吸嘴上升并向右返回；" v- R. Q9 l& Q9 ]3 }
dn段：遞紙吸嘴下降至。點最低位置吸取紙張；: o- |! L" T3 t, y. b H$ }# I2 N# j
n6段：遞紙吸嘴吸住紙張上升，完成與分紙吸嘴的紙張交接，即當遞紙吸嘴吸住紙張上升的過程中，在達到b點之前，分紙吸嘴也上升并進行放紙，所以n6段的運動軌跡是紙張的交接過程，在n6段，遞紙吸嘴與分紙吸嘴同時吸住紙張。6c段：當到達b點分紙吸嘴放開紙張后，遞紙吸嘴吸住紙張向左運動送紙。當遞紙吸嘴到達c點時，紙張的左邊緣已通過送紙軸即可放開紙張，接著進入一個工作循環。由圖1 b分紙機構的運動原理圖可以看出，實現保證輸紙機各機構運動軌跡主要是由凸輪機構實現的，由于凸輪機構的特點，因此現單張紙膠印機輸紙機構存在著以下缺點：
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( E* R5 |8 C5 f/ _ 1)由于機械凸輪各部件的制造和裝配誤差的調整十分困難、費時、費力；
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( w; t. a" e1 b: U 2)凸輪長期運行磨損快、壽命短，易出現故障；
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3)如果其運動工藝改變時就要重新設計凸輪。基于輸紙機構的運動軌跡特點以及原機構在加工及使用上的不便，我們認為有必要對此機構進行改進，而氣動元器件則是理想的選擇。0 X3 L0 \$ \2 N1 y t
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2 氣動化設計方案 4 g9 d! `/ E1 }2 k0 h3 T
由以上原輸紙機構的工作原理可以看到，輸紙機構的運動分別由壓紙運動、分紙運動以及遞紙運動組成。其主要運動發生在接觸紙張的時候，而其它時間段的運動軌跡對印刷質量無影響。因此根據原輸紙機構的運動特點，利用氣動元器件對輸紙機構的壓紙吹嘴機構、分紙吸嘴機構和遞紙吸嘴機構分別進行氣動化設計。0 m, u& f! F4 I, o9 a
' x* R7 [4 ~( s 1)壓紙吹嘴運動。
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壓紙吹嘴機構是輸紙機構中的一個重要機構，它是保證單張紙輸出的一個重要環節，J21O8機是通過2個凸輪來保證其完成功能的。在這里，通過利用2個氣缸同樣也能保證其功能的實現。7 T t$ ]9 e2 T
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從圖3可以看出，氣缸I來控制壓紙吹嘴的擺動，以避免分紙吸嘴和遞紙吸嘴輸紙時，壓紙吹嘴與紙張的干涉。小氣缸II保證壓紙時壓紙吹嘴的運動是直上直下的，以免搓動紙張，造成亂紙。
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2)分紙吸嘴運動。
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) k+ }/ D9 }4 B1 d) x 分紙吸嘴機構在壓紙吹嘴的協助下完成紙張的分離工作，對其運動也有著具體的要求。機構能夠很好地代替原J21O8機中凸輪控制的分紙吸嘴機構，實現其功能。氣缸I控制著分紙吸嘴的上下運動以保證分紙吸嘴可靠接觸紙張并使其脫離紙堆。而氣缸II則保證分紙吸嘴吸住紙張后能夠立即快速翻轉一個角度(搖頭)，以避免雙張及多張的出現。
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0 i" I9 v% m- N" Q: Y 3)遞紙吸紙運動。
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5 p W2 @" ^" X" n4 q 遞紙吸嘴機構的運動相對壓紙吹嘴機構和分紙吸嘴機構來說運動最為復雜，在這用3個氣缸來實現其必要的運動軌跡(見圖5)。首先氣缸I作用控制遞紙吸嘴下降到紙面上，這時吸氣閥打開，吸嘴吸住紙張；再由氣缸III控制吸嘴實現紙張向上及分紙吸嘴方向的運動，以使兩吸嘴之間的紙張松弛，避免紙張撕破；氣缸II 控制遞紙吸嘴完成紙張向輸紙臺的轉移。以上3種氣動機構完全能夠實現單張紙膠印機輸紙機構所需實現的運動。對于單張紙膠印機來說，輸紙機構的運動要保證與印刷部件運動的同步，這樣才能保證EO,~U工作的順利進行。J2108機是通過牙嵌式離合器來保證其同步的。對于所設計的氣動機構來說，這種方法則不可能了。在此，可在壓印滾筒軸上安裝一開關凸輪來控制一行程開關以保證其同步。. }$ r1 Z& t8 S1 z! ]- P" \
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由于本機構采用了大量的氣缸，繼電囂蟹制無疑增加了控制系統的不可靠性，而PI C控制則結構緊湊、戛應快，使用安全可靠 。所以通過PLC來控制壓紙吹嘴機構、分紙吸嘴機構以及遞紙吸嘴機構之間的協調工作。設訂出PLC的梯形圖。
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9 N. ~3 l+ s: j; x: L8 m$ t 圖7輸入端除0001接的是凸輪帶動的行程開關外，其它均為各氣缸的磁性開關，由此來保證氣缸的順序動作。將遞紙吸嘴停止吸氣以及吹氣由凸輪開關控制能夠保證遞紙在多大速度時都能夠與叼紙牙排以及前規同步。
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+ q1 c8 [. r, b& |. s5 ` 3 結 語
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由以上可看出，氣動化結構簡單易行，不但能夠保證輸紙機構的運動性能，而且在技術上保證了與其它部件工作的同步。由于其結構的簡化,將大大地降低印刷機制成本上升,而且是由于某種原因取消了凸輪機構,可提高系統的動態特性,減少了故障的隱患.
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發表于 2006-12-13 23:05:44
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