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ABB经济型多轴运动控制器助力印刷机械

  2014年1月9日全球领先的电力与自动化集团ABB利用经济型多轴运动控制器及高级开发环境软件,帮助领先的印刷机械专业制造商Rollem实现其模块化精整加工系统的快速提升。运动控制架构便于向公司的印刷精整设备产品系列添加其他外设,印刷精整设备是用于对如名片等产品进行收集,并分组成精整数量以备装运。

  Rollem专注于超精密切削机、打孔机、记分器等产品,以向安全相关高品质的应用提供印刷精整线而享誉全球。公司对于极高精准度的关注意味着用户通常能借助Rollem精加工设备提高生产线的产量或标准尺寸纸张的产量。

  Rollem当前制造的机械产品的核心是ABB一款名为NextMove-ESB2的紧凑型运动控制器。这款紧凑型封装模块能控制多达八个伺服和步进电机轴,并包括支持一般机械控制的模拟和数字I/O,以及多个接口,其中包括用于控制分布式运动和I/O资源的CANopen端口等。根据特定的精整线配置和运动轴数,一个或多个控制器安装在分布式控制系统中。ABB的架构能为Rollem提供精准控制解决方案,可根据所需精整线的复杂程度经济划算地予以调整。NextMove具备广泛的运动和机器控制功能,可灵活满足Rollem不断扩展的模块化设备产品任何一道新工序的需求。

  新设计的递减卡堆垛机,通常用于Rollem印刷精整线的第三道工序,即安装在切割和整理工序之后。该外设采用步进电机的单轴运动方式,可动态改变堆垛托盘的高度,而堆垛托盘与检测印刷项目的位置和高度的激光传感器同步。例如印刷扑克牌,系统可对多个包进行分组,制作即时可用的21点牌。就名片而言,系统将特定的印刷数量(譬如,250或500)分成一组,以便进行最后的装运。

  设计和集成这款全新模块化外设的工作,通过ABB运动控制系统得以简化。步进电机轴及其ABB变频器,印刷精整线通过CANopen网络连接到主控制器和人机界面。具备软件智能,这是ABB'sMINT运动软件语言的特性,让Rollem开发人员可以更轻松地编写代码,因为该语言使用的是类似英语的命令,并提供几百个关键词,可针对运动任务提供单一命令指令。譬如,Rollem在整条精整线使用的一个最常用关键词是称为FOLLOW的一组命令,通过执行该组命令,让从轴可以联结,并按编程的比例跟随主轴运行。

  对于新型堆垛机,Rollem的主要软件开发人员StuartMurphy,花了不到半天时间编写了机器人机界面所需的控制码和辅助码,然后在原型机电硬件上进行了测试。关于快速反应的另一个最近的示例是,集成应用特定的条码扫描器,用于特定的自动化精整线这也是利用ABB的MINT语言在短短几个小时内编写的。

  Rollem多年来一直利用ABB运动控制技术,目前正在安装第二代NextMove多轴控制器。从外部承包商生产的专用的嵌入式微处理器系统,转而采用ABB运动控制的最初决定,是因为公司日益需要增添新功能。对于Rollem而言,ABB产品系列的主要卖点在于,MINT软件开发环境,为其提供了丰富的即用型运动控制功能资源库。MINT的高级命令,类似于Rollem公司总经理兼主要的软件开发人员StuartMurphy上大学时曾学过的BASIC和PASCAL风格编程语言,这让Rollem有信心完全依靠自己的员工开发新功能。

  在采用ABB运动控制之前,Rollem之所以能对客户需求做出反应,主要依靠大强度的开发工作,这类开发可能需要花费很长时间。选用ABB运动控制系统之后,Rollem能够非常快速地针对客户需求做出响应,并发挥想象力,设计全新功能从基本的操作/处理功能到融入制造信息系统。这种自由创新的氛围,是支撑公司占据目前领先地位的关键因素。借助Rollem设备,用户通常可实现公司工作流程的自动化,并调整工作流程,以适应新的印刷业务模式。

  Rollem公司的StuartMurphy表示:传统的印刷和精整线通常涉及繁琐并且耗时的手动操作和处理环节,譬如剪切,这完全依赖于熟练工。依托ABB的运动控制开发环境,我们能够完全控制机器运作,这样,我们就可以开发模块化系统,将精整环节变成在很大程度上以软件为中心的自动化过程。这有助于我们与客户齐头并进,共同发展,并将全新的印刷业务模式推向市场。

  制作名片的印刷电子商务公司web2print,在其Rollem生产线上安装了第一台新型堆垛机生产设备。这条完整的印刷加工生产线被称为RollemRevolution,可处理的纸张尺寸最大为1020x720mm。

  Revolution生产线由多道工序组成。处于核心的是送料机,带有用于抬高一叠纸张的垂直轴,由三相电机/逆变器组合驱动,而该组合通过ABBNextMove的板载D/A转换器进行控制。第二个伺服电机轴驱动送料辊。然后,由另一个电机/逆变器组合驱动的输送机移动纸张,进行调整和切割。光学传感器探测对准标记,并调整导轨。切割系统探测到纸张前缘,并使刀片加速到输送机的速度,然后进行单向中断切割这样可制成条带,但外缘连在一起。此边缘将条带固定住,而纸张则转过90度,进入第二个调整和切割阶段,将各打印项目分开。Rollem的切割系统非常精确,能进行非常精确的切割,甚至适用于生产安全应用纸张,速度高达4000张/小时。每个切割模块使用两个伺服电机,一个用于控制切割头的加速和返回,另一个用于旋转刀片的垂直定位。下一阶段是整理。譬如,最终产品为名片,则由三个伺服电机运动轴将分开的卡片整理成一组,运动轴以一个角度将卡片通过加工区,移到一个沟槽输出通道。

  ABB是位居全球500强之列的电力和自动化技术领域的领导企业。ABB致力于帮助电力、公共事业和工业客户提高业绩,同时降低对环境的影响。ABB集团业务遍布全球100多个国家,拥有15万名员工。ABB在中国拥有包括研发、制造、销售和工程服务等全方位的业务活动,拥有约1.9万名员工、36家本地企业和遍布全国90个城市的销售与服务网络。

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