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在分析了J2108单张纸胶印机输纸机构的基础上， 提出了输纸机构气动化的设计方案，并且提出了利用PLC和相应的行程开关解决输纸机构与印刷系统同步性的具体解决方案， 给出了实现输纸机构运动的PLC梯形图 3 ?, L% L! o( n0 w4 R
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关键词：单张纸胶印机；分纸机构；气动% I1 ]+ c5 w7 B) B- {+ t
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- C' ?3 D1 z, L: i4 F* J 近年来随着科技的飞速发展，印刷行业也有了历史性的革新。光纤技术，计算机技术不断向印刷行业渗透。以数字化和网络化为核心的一大批新技术在印刷业的推广应用，使国际印刷业发生了巨大的变化。特别是印刷设备方面，印刷机简化了本身复杂的机构结构，光，电，液，气，计算机都运用到了现代印刷设备。因此，高速化、自动化、优质化是传统印刷设备发展的共同方向。为适应现代化印刷的需要，单张纸印刷机的输纸装置也在不断向气动、电动等自动化方向发展。
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气动技术是以压缩空气为介质来传动和控制机械的．门专门技术。由于它具有节能、无污染、高效、低成本、安全可靠、结构简单等优点，广泛应用于各工业部门? 。正是由于气动各方面的优点，在国外印刷机制造行业领域，机器设备的气动化设计也越来越成为一种趋势。如罗兰印刷机在输纸机构中就大量采用气动控制系统取代传统机械装置，它采用真空输纸板，变速吸气皮带及气动侧拉规，大大减少了机械机构，降低了机械制造与安装，调试的难度。纸堆的左右位置及给纸机的后关位置可通过气动开关精确控制，从而保证了双面印刷的套印位置准确。
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l 单张纸胶印机原分纸机构的工作原理
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人们知道，单张纸印刷机的输纸机构是胶印机中的一个很重要的部件，它的功能是将纸张分离，并将其传递到输纸装置。里 吸嘴机构，压纸机构和递纸吸嘴机构等组成，J2108机输纸机构的机构及其运动原理。
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其各部分在印刷工程中的运动工作原理为：3 ^; G, e4 _: j# Q
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1)分纸吹嘴向下移动，吸住最上面的一张纸，上抬并后翘，以防止双张并有利于压纸吹嘴的插入；
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$ N6 l" r2 G7 w 2)压纸吹嘴插入，压住下面的纸并打开吹气气路吹风，使上，下两张纸分开，同时探测纸堆高度；
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3 R4 ~/ [8 J9 g- Q. ]4 w 3)递纸圾嘴向右运动，吸住纸张，比时，分纸吸嘴与递纸吸嘴同时控制纸张，进行纸张的交接，即由分纸吸嘴交给递纸吸嘴；
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4)分纸吸嘴切断吸气气路放纸，完成纸张交接，并随即上升，此时，压纸吹嘴停止吹气离开纸堆，这时，递纸吸嘴向左运动将纸张输出。为保证纸张的正确交接与运输，递纸吸嘴应实现一定的轨迹。递纸吸嘴的运动轨迹按运动特点不同分成4个阶段。
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cd段：递纸吸嘴上升并向右返回；
0 f v* J+ V+ p6 A) u, a) l. _1 v, s dn段：递纸吸嘴下降至。点最低位置吸取纸张；
7 y) \1 y" ]1 Y: g" p n6段：递纸吸嘴吸住纸张上升，完成与分纸吸嘴的纸张交接，即当递纸吸嘴吸住纸张上升的过程中，在达到b点之前，分纸吸嘴也上升并进行放纸，所以n6段的运动轨迹是纸张的交接过程，在n6段，递纸吸嘴与分纸吸嘴同时吸住纸张。6c段：当到达b点分纸吸嘴放开纸张后，递纸吸嘴吸住纸张向左运动送纸。当递纸吸嘴到达c点时，纸张的左边缘已通过送纸轴即可放开纸张，接着进入一个工作循环。由图1 b分纸机构的运动原理图可以看出，实现保证输纸机各机构运动轨迹主要是由凸轮机构实现的，由于凸轮机构的特点，因此现单张纸胶印机输纸机构存在着以下缺点：
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1)由于机械凸轮各部件的制造和装配误差的调整十分困难、费时、费力；
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/ B- B" ?$ x/ _% W 2)凸轮长期运行磨损快、寿命短，易出现故障；
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3)如果其运动工艺改变时就要重新设计凸轮。基于输纸机构的运动轨迹特点以及原机构在加工及使用上的不便，我们认为有必要对此机构进行改进，而气动元器件则是理想的选择。
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2 @! x2 J8 C0 h8 S, z 2 气动化设计方案 9 F' m, W& H; ~: k) ]8 `6 [
由以上原输纸机构的工作原理可以看到，输纸机构的运动分别由压纸运动、分纸运动以及递纸运动组成。其主要运动发生在接触纸张的时候，而其它时间段的运动轨迹对印刷质量无影响。因此根据原输纸机构的运动特点，利用气动元器件对输纸机构的压纸吹嘴机构、分纸吸嘴机构和递纸吸嘴机构分别进行气动化设计。
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1)压纸吹嘴运动。
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' d: z% d, q5 I" P7 u G% A3 a1 E4 r 压纸吹嘴机构是输纸机构中的一个重要机构，它是保证单张纸输出的一个重要环节，J21O8机是通过2个凸轮来保证其完成功能的。在这里，通过利用2个气缸同样也能保证其功能的实现。- M& K, {4 A+ N( _
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从图3可以看出，气缸I来控制压纸吹嘴的摆动，以避免分纸吸嘴和递纸吸嘴输纸时，压纸吹嘴与纸张的干涉。小气缸II保证压纸时压纸吹嘴的运动是直上直下的，以免搓动纸张，造成乱纸。" X) V- W9 B w; D
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3 r6 S' {; B* c' P3 z/ K 2)分纸吸嘴运动。
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分纸吸嘴机构在压纸吹嘴的协助下完成纸张的分离工作，对其运动也有着具体的要求。机构能够很好地代替原J21O8机中凸轮控制的分纸吸嘴机构，实现其功能。气缸I控制着分纸吸嘴的上下运动以保证分纸吸嘴可靠接触纸张并使其脱离纸堆。而气缸II则保证分纸吸嘴吸住纸张后能够立即快速翻转一个角度(摇头)，以避免双张及多张的出现。
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3)递纸吸纸运动。5 I6 x/ q! F/ a7 j0 k3 ^) V
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递纸吸嘴机构的运动相对压纸吹嘴机构和分纸吸嘴机构来说运动最为复杂，在这用3个气缸来实现其必要的运动轨迹(见图5)。首先气缸I作用控制递纸吸嘴下降到纸面上，这时吸气阀打开，吸嘴吸住纸张；再由气缸III控制吸嘴实现纸张向上及分纸吸嘴方向的运动，以使两吸嘴之间的纸张松弛，避免纸张撕破；气缸II 控制递纸吸嘴完成纸张向输纸台的转移。以上3种气动机构完全能够实现单张纸胶印机输纸机构所需实现的运动。对于单张纸胶印机来说，输纸机构的运动要保证与印刷部件运动的同步，这样才能保证EO,~U工作的顺利进行。J2108机是通过牙嵌式离合器来保证其同步的。对于所设计的气动机构来说，这种方法则不可能了。在此，可在压印滚筒轴上安装一开关凸轮来控制一行程开关以保证其同步。
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/ m D5 B& h! K5 A' g 由于本机构采用了大量的气缸，继电嚣蟹制无疑增加了控制系统的不可靠性，而PI C控制则结构紧凑、戛应快，使用安全可靠 。所以通过PLC来控制压纸吹嘴机构、分纸吸嘴机构以及递纸吸嘴机构之间的协调工作。设订出PLC的梯形图。
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图7输入端除0001接的是凸轮带动的行程开关外，其它均为各气缸的磁性开关，由此来保证气缸的顺序动作。将递纸吸嘴停止吸气以及吹气由凸轮开关控制能够保证递纸在多大速度时都能够与叼纸牙排以及前规同步。
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3 结 语
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由以上可看出，气动化结构简单易行，不但能够保证输纸机构的运动性能，而且在技术上保证了与其它部件工作的同步。由于其结构的简化,将大大地降低印刷机制成本上升,而且是由于某种原因取消了凸轮机构,可提高系统的动态特性,减少了故障的隐患.1 c: R! [9 s; V n+ B& v5 z6 ?! a
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发表于 2006-12-13 23:05:44
