Lenze伦茨自动化控制系统在圆网凹印一体壁纸印刷机上的应用

壁纸是一种具有绿色环保理念的高科技产品，讲究环保、采用多种材质、具有不同的艺术效果，消费者可根据个人喜好选择自己中意的款式。随着我国经济和社会的不断发展，人民生活水平的不断提高，壁纸的用途也越来越广泛，用量也越来越大。壁纸市场异常火爆。

1. 壁纸印刷机的设备结构及工艺

壁纸的印刷主要分凹版印刷和圆网印刷两大类，两种工艺各有千秋。凹版印刷壁纸的特点是着墨均匀、层次感强、印刷精度高;圆网印刷的特点是上浆量大，它将不同颜色和配方的PVC浆料印到纸基上以后，经过烘箱发泡，让这些浆料发泡成高低不一、立体感强、手感柔软的产品。目前市面上的凹版印刷机或圆网印刷机已无法满足生产的需求，开始被日益成熟的圆网凹印一体壁纸印刷机逐渐取代。

圆网凹印一体壁纸印刷机设备的工艺大致为：

双工位放卷→烫平机构→印刷组单元（圆网与凹印）→（卧室烘箱→压花机）或双工位收卷

注：目前市面上的圆凹一体壁纸印刷机一般在有压花机的情况下，其后面不再会有双工位收卷，而由收大卷或者收小卷取代;在没有压花机的情况下，才会有双工位收卷，因为规模较大的印刷厂，一般会有单独的压花生产线，规模较小的印刷厂才会在壁纸生产线上安装压花机。

● 工位放卷：由双工位放料架和输入牵引部分组成，放料轴采用气涨轴和磁粉制动器，配有磁粉张力检测及张力控制器，控制放卷张力，并具备不停机接纸功能。

● 烫平机构：由内部充满滚热油脂的三个内部空心的钢辊组成，这三个钢辊的直径拥有一定的差值，其主要作用是在张力作用下，纸张贴紧烫平辊，在滚油的热力作用下使纸张变得平整。

● 印刷组单元：印刷组单元包括凹版辊，圆网辊立式烘箱和冷水辊。凹版辊一般采用激光电雕法在钢辊上雕刻而成，凹版印刷是一种直接的印刷方法，它将凹版凹坑中所含的油墨直接压印到承印物上。圆网由镍金属制造，又称镍网，呈六边形网孔，圆网印刷是利用刮刀使圆网内的色浆在压力的驱使下印制到织物上去的一种印刷方式。立式烘箱由烘箱箱体、轴流风机和燃烧器组成。当天然气进入燃烧器后，烘箱箱体内的空气会被加热，在轴流风机的动作下，热空气会被均匀吹散在立式烘箱内，这样壁纸就会被很匀称地烘干。冷水辊中充满循环冷凝水的内部为空心的钢辊，其作用是经过立式烘箱烘干的壁纸迅速冷却下来以进入下一色组印刷。

● 卧式烘箱：其构成与立式烘箱相同，但是其较立式烘箱更矮更长一点，作用是供圆网印刷发泡使用。

● 压花机：由压花辊和四缸冷却机构成，其作用是使壁纸印刷图案在卧烘内经高温发泡以后，可形成凹凸不平图案的立体壁纸。压花机的作用是利用压花辊在凸出来的花纹上按压使其更具有立体感。

● 双工位收卷：收卷部采用双工位回转收料架，气涨轴收料，配备摆辊式全闭环张力控制系统，控制收卷张力，张力的调节由精密调压阀设定，低摩擦气缸执行。

壁纸生产工序流程：

原纸发送→涂布→干燥（胶化）→冷却→印刷→版间干燥→加热软化→压花→冷却→裁边→储料、检验→卷取→装箱→入库

2. Lenze伦茨自动化系统解决方案

Lenze伦茨提出以中央运动控制器3200 C为核心的自动化控制系统方案。在显示层采用独立的HMI p300控制器，在控制层采用I/O 1000和3200 C的完美组合可执行所有逻辑控制。在驱动层采用具有紧凑性和高灵活性的创新型伺服驱动器i700以及结构紧凑、动态响应性好且采用可插拔链接设计的MCS和MCA电机，更可靠地实现高精度运动控制功能。基于运动控制器的3200 C运动控制系统可以为更复杂、更精密的设备提供更完美的控制，在很大程度上能提高设备的控制性能，逻辑控制和运动控制不再分家，而是由同一套编程软件PLC Designer来完成，不再为运动控制和逻辑控制的配合而担忧。控制系统采用板载的高性能实时总线系统EtherCAT，其协议处理完全在硬件中进行，通过总线可以形成超高速控制回路，使网络性能达到了一个新境界，实现传统的现场总线系统无法企及的控制理念。

该系统以3200 C运动控制器为核心，囊括了若干台i700、一台9400、若干台MCS电机，一台MCA电机和四台异步电机，其中跟随虚轴做位置同步的MCS和MCA电机分别实现圆网印刷，凹版印刷，压花和冷水辊张力调整，跟随虚轴做速度同步MCS电机地实现烫平机全闭环张力控制，仅以虚轴作为速度来源，独立控制的四台异步电机分别实现收卷和放卷。

由于Lenze伦茨控制系统出色的表现以及与客户机械的完美配合，该圆网凹印一体壁纸印刷机生产速度凹版可达100m/min，圆网可达80m/min，无套准情况下套印精度可达0.15mm。

3. 方案优势

● i700具有安装体积小，通过直流母排供电，通过控制系统自动下载参数、固件，可插拔连接技术等特点，可为客户节省许多电柜安装空间，提高电源使用效率，更轻松地实现参数修改和固件升级，为替换和维护带来更多的便捷。

● 控制系统板载EtherCAT，使控制网络性能达到了新的高度，很大程度上提高了设备的性能。

● 搭载Intel® Atom™ 1.6 GHz高性能的3231C处理器，免电池无风扇设计，确保设备无需维护。此外，设备采用可插拔式存储卡设计，便于更换。

● 基于PLC Designer的L_TT1A_Technology Modules针对特定的应用开发专用的功能块，例如，针对收放卷有摆辊控制收放卷技术模块（Dancer-Controlled Winder Technology Module）、张力控制收放卷技术模块（Tension-Controlled Technology Module），针对凸轮控制有电子凸轮技术模块（FlexCAM Technology Module）等等，Lenze伦茨将多年的行业应用经验融入其中，让特定控制变得更加专业，同时操作更加简单，大大减少了编程的工作量。

● 使用基于PLC Desinger编程软件的技术模块Application Template PackML模板编程。

● 花20%的时间便可完成80%的工作，为客户机器上市节省了大量的时间。

工业4.0的战火已经燃起，而工业自动化控制更是核心，相信Lenze伦茨将以其卓越的运动控制器、完美的驱动、无与伦比的减速机打造出性能更加出色的自动化控制系统，为第四次工业革命增砖添瓦。

Lenze伦茨自动化控制系统在圆网凹印一体壁纸印刷机上的应用

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