燙金機(jī)是一種印后工序加工設(shè)備，主要用于各種包裝盒、賀卡、雜志封面等燙金工藝的處理。燙金的工藝種類有普通燙金、全息防偽燙金以及避縫燙金等三種。其中普通單色燙金使用最為普遍。從控制的角度講，全息防偽燙金控制最為復(fù)雜?？偛课挥谥袊?guó)上海的上海高威科電氣技術(shù)有限公司是一家國(guó)內(nèi)知名的工控系統(tǒng)集成商，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域具備充足的技術(shù)研發(fā)能力，擁有豐富的項(xiàng)目業(yè)績(jī)。2008 年，他們?yōu)樯虾Ｐ窈汨F工機(jī)械制造有限公司開發(fā)了一套基于Beckhoff CX1030嵌入式控制器的全功能自動(dòng)燙金系統(tǒng)。經(jīng)過多年來的實(shí)踐應(yīng)用證明：該系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)處于穩(wěn)定的批量生產(chǎn)階段，并已在同行業(yè)中得到大力推廣。
在使用Beckhoff CX1030嵌入式控制器來開發(fā)控制系統(tǒng)之前，上海高威科電氣技術(shù)有限公司曾經(jīng)使用過若干其它控制產(chǎn)品來開發(fā)燙金控制解決方案，但結(jié)果都不是特別理想。這些產(chǎn)品往往在做普通燙金的控制時(shí)，效果良好，但是，難以滿足全息燙金的控制要求。
高速、準(zhǔn)確地捕捉色標(biāo)位置
Beckhoff 的 EL5101增量編碼器接口端子模塊的 Touch Probe 功能為實(shí)現(xiàn)全息燙金控制方案提供了很好的功能支持。在 Touch Probe 功能的基礎(chǔ)上，當(dāng)光電傳感器以大于 2 米每秒的直線速度掃過電化鋁色標(biāo)時(shí)，EL5101 能夠非常準(zhǔn)確地記錄電化鋁色標(biāo)的位置。這一點(diǎn)非常重要，在類似的通過色標(biāo)校準(zhǔn)的控制方法中，高速、準(zhǔn)確地捕捉和記錄色標(biāo)位置是所有控制動(dòng)作能夠準(zhǔn)確完成的先決條件。在使用 CX1030 控制器之前，高威科公司所選用的其他品牌的控制器是以定義用戶中斷的方式來處理色標(biāo)信號(hào)的，用戶中斷的觸發(fā)和處理方式難以保證檢測(cè)到的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，無法及時(shí)、精確地采集到色標(biāo)的位置，從而產(chǎn)生誤差。
Cam曲線的在線調(diào)整
控制系統(tǒng)可以使用 EL5101 的 Touch Probe 功能獲得電化鋁色標(biāo)信號(hào)的精確位置，如何使用該位置信息實(shí)現(xiàn)精確的控制成為下一個(gè)急需解決的問題。Beckhoff 為此提供了相應(yīng)的軟件功能塊，用于在線修改當(dāng)前正在運(yùn)行的 Cam 曲線。
在進(jìn)給動(dòng)作啟動(dòng)時(shí)，先按照理論進(jìn)給值對(duì)控制軸進(jìn)行 Cam 控制；當(dāng)在指定的“窗口”位置捕捉到色標(biāo)時(shí)，再通過比較色標(biāo)位置和理論位置之間偏差的方式對(duì)當(dāng)前的控制動(dòng)作進(jìn)行修正。當(dāng)然修正數(shù)據(jù)還需要經(jīng)過一些統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行處理，其目的在于識(shí)別和避免單次錯(cuò)誤采樣或者過大的調(diào)整動(dòng)作。Beckhoff 控制器所具備的標(biāo)準(zhǔn)功能為上述問題的解決提供了很好的平臺(tái)支持。
集成溫度控制
在傳統(tǒng)的燙金控制方案中，電熱板的溫度控制使用單獨(dú)的溫控器實(shí)現(xiàn)。燙金機(jī)一般需要 12 至 18 個(gè)溫區(qū)。所以，溫控器的成本在整個(gè)控制柜中占了很大的比重。為了給用戶提供更具競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案，高威科使用了 Beckhoff 的溫控模塊代替單獨(dú)的溫控器，大大降低了硬件成本，并且將溫度控制功能集成到控制系統(tǒng)當(dāng)中。在此基礎(chǔ)上，高威科除了提供傳統(tǒng)的溫度控制功能，還提供了根據(jù)上下班時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行預(yù)熱、加熱的功能，大大節(jié)省了工作過程中熱板加熱所需的時(shí)間。
支持通過高級(jí)語言開發(fā)應(yīng)用界面
燙金機(jī)的控制需要復(fù)雜的后臺(tái)支持。傳統(tǒng)的控制在標(biāo)準(zhǔn)的觸摸屏產(chǎn)品上開發(fā)簡(jiǎn)單的觸控畫面，這樣的產(chǎn)品功能單一，后臺(tái)的管理和動(dòng)態(tài)后臺(tái)運(yùn)算功能難以實(shí)現(xiàn)。使用Beckhoff的產(chǎn)品后，可以使用高級(jí)語言（比如：Visual C++）開發(fā)友好的用戶交互界面，通過 ADS 接口和下位運(yùn)動(dòng)控制部分進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
在復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，Beckhoff 控制平臺(tái)所提供的開發(fā)模式為用戶提供了極大的自由和發(fā)揮的空間。
在以 CX1030 嵌入式控制器為核心的燙金機(jī)解決方案中，高威科完整地實(shí)現(xiàn)了燙金步法的自動(dòng)解算功能和大數(shù)據(jù)量配方的管理功能。同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的模擬運(yùn)行功能，為最終用戶的使用提供盡可能多的方便。通過自動(dòng)計(jì)算功能，在生產(chǎn)之初，該系統(tǒng)就能夠精確預(yù)算原材料的使用量，用戶可以通過這一數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地控制采購成本，避免材料浪費(fèi)。
在這些功能實(shí)現(xiàn)之前，燙金機(jī)操作也是一項(xiàng)需要很強(qiáng)技能的工種，上述功能的實(shí)現(xiàn)，為最終用戶解決了技工不足的難題。
總之，Beckhoff的產(chǎn)品為燙金機(jī)的開發(fā)提供了理想的平臺(tái)，高威科充分利用了這一平臺(tái)，盡情發(fā)揮他們的創(chuàng)造力，開發(fā)出了功能完善，操作簡(jiǎn)單的燙金機(jī)控制產(chǎn)品。
