自主加装输纸检测保险装置保护防划伤护套

成家声

改造原由

2011年5月我公司引进了一台小森LS-440SP对开双面8色胶印机。该设备主体部分的输纸单元、印刷单元、收纸单元和其他进口多色胶印机大致相同，但其可以实现纸张正反两面一次印刷，快速完成符合工艺要求的精美印刷品。

由于印刷机运行速度快（最高可达15500转/小时），正反两面同时印刷时，印品干燥不充分，会出现印品划伤。为解决这一问题，小森公司在压印滚筒和传输滚筒表面增加了印品防划伤护套（护套的主体材料是厚度为0.33mm的钢皮，并在表面涂有特殊复合材料），防止印品在快速印刷过程中出现划伤或粘拉。但防划伤护套是消耗品，若纸张不合要求，表面异物（如纸浆块、金属等）较多，将会加快防划伤护套的磨损，有时甚至会导致其损坏。

一台小森LS-440SP对开双面8色胶印机有14张防划伤护套，每张进口护套价格约3.5万元。全套换下来，需要近50万元，是一笔不小的开销。为减少更换防划伤护套的次数，我们对纸张的要求极高。

但纸张中难免会带有异物，为避免纸张对防划伤护套带来损害，我们决定在飞达的输出端加装一种输纸检测保险装置。该装置通过对进入正式印刷单元之前的纸张厚度进行实时检测，查找出局部有异物的纸张。

加装方案及成效

我们自主设计了一套输纸检测保险装置，并将其安装在飞达的纸张输出端，笔者设计的触发电路（如图1所示）就安装在输纸检测保险装置的右侧，二者形成一个整体，两端接24V直流电源。

输纸检测保险装置的触发开关型号为BZ-R-T4-J，当纸张任意部位的厚度大于设计厚度（设计厚度可调，依据实际印刷的纸张厚度而定）时，图1中LS-FF0开关闭合，PLC输入端X04.000D接收信号后会导致一系列连锁反应：前规摆动牙停止向印刷区域输纸→飞达及输纸带停止向前规处摆动牙供纸→转入离压状态→靠版墨辊、靠版水辊停止送墨、送水→喷粉系统停止供粉→印刷机脱离印刷状态，速度下降开始空转，接下来，操作人员检查降速原因，这就能有效阻止带有异物的纸张等进入压印区域损坏防划伤护套。

改造完成后，我们用胶将纸屑粘压到正常纸张的任意部位，人为地做了几百张带有“纸浆”的废纸（纸张局部厚度为0.30～1.00mm不等），再进行调试。经过若干次调试后，最终达到理想效果。经过几年的使用，我们再未发现因纸张质量问题而压伤防划伤护套的现象。

输纸检测保险装置的电气原理分析

弄清楚输纸检测保险装置的电气原理，对自主设计非常重要，而这一过程相当复杂。在此，笔者将改造后的输纸检测保险装置的电气原理进行介绍，以便印刷同仁在进行类似改造时参看，也欢迎大家共同交流学习。

前面提到，当纸张任意部位的厚度大于设计厚度时，如图1所示的触发电路中，LS-FF0开关将闭合。这时，经过内部逻辑电路程序控制，外部将产生一系列的动作，继电器SG1和FS接收到PLC的输出信号而动作（如图2所示），直接效果是摆动牙吸铁线圈失电，摆动牙不再接受主动进纸作业，此时印刷色组失去纸张供应。

同时，继电器SO-WPG也接收到PLC的输出信号，控制位于飞达头部的两个气缸动作（如图3所示），目的是有效阻止后续纸张连续向前规供给，防止印刷机前规处堆满纸张。

此时，内部软元件F0和F1也失去信号，内部一系列连锁动作又导致如图1所示的外部电路反应，从而引发如图2和图3所示的摆动牙吸铁动作和飞达头部的两个气缸动作。

PLC输入点Y05.0022B也将停止响应，即飞达离合器线圈因失能而停止运行，此时，飞达输纸带停止向前规摆动牙供纸。

正常印刷时合压指示灯亮，当纸张检测装置开关LS-FF0动作时，合压指示灯灭，图4为合压指示灯工作原理图。一旦检测开关闭合，第1色组到第8色组的上、下座依次开始离压，其运作机理为：依据时间凸轮给的脉冲信号TM25，输入至PLC输入点X04.001A，进入程序内部的计算机进行运算来决定第1组下座何时首先开始离压。

例如第5个脉冲输入C P U之后，就会指令第1色组的上座合压。M004CA1由规定的计算数值来决定是否动作。

M004D11的动作决定第1色组的下座是否开始合压，直接负责纸张计数的软元件是M004C88（如图5所示）。

当最后一组（第4组下座）由合压功能转为离压初始状态时，PLC输入点Y05.0022B停止向LIO输入信号（如图6所示），即喷粉系统停止运转，不再向无印刷状态的情况下输送粉源。

在印刷过程中对印刷完毕的产品喷粉，其目的是防止纸张上未干的油墨与下一张粘连。

外部电路人眼很容易看懂，但是由于内部电路无法看清，下面将侧重于对内部程序逻辑电路原理进行分析。

内部程序逻辑电路的F0/1是直接决定墨辊、水辊是否执行动作的软元件。F0控制印刷色组上座的墨辊、水辊动作，F1控制印刷色组下座的墨辊、水辊动作。一旦输纸检测保险装置开关动作，印刷色组靠版墨辊、水辊分别抬起，墨辊、水辊停止向印版输入墨量、水量（如图7所示）。

初始印刷状态时，变频器多功能端子M1=0、M2=1、M3=0输入至变频器内部二进制指令为010时，印刷机组即进入印刷速度。换言之，输纸检测保险装置开关动作，继电器MRFA动作（如图8所示），立即指令印刷机组的印刷速度下降至空转速度，操作人员发现降速，随即对前规处进行检查，判断是否因纸张质量而引发，从而有效阻止带有纸浆的纸张进入压印区域损坏护套。

可以看出，一旦输纸检测保险装置开关动作，机座的印刷速度（最高为15500转/小时，可调）立即下降至空转速度（3500转/小时），此作用的发生受控于复杂的内部逻辑电路。简而言之，输纸检测保险装置开关信号的输入直接作用于软元件M004C74动作，继而作用于主要软元件M004C77（如图9所示），从而产生更多的逻辑动作。图10为本文相关的部分逻辑关系。

该印刷机电气原理图及内部程序图就有数千页，设备传动有变频调速器，开关动作转换有PLC，时间关系的主要转换有编码器，运算放大等有CPU及后继电路。前面所述的动作都离不开外部电路和内部程序的支持，它们之间相互关联、环环相扣、错综复杂，要想在有限的篇幅内将逻辑关系说清楚并非易事，所以笔者只能有针对性地将制作的输纸检测保险装置开关电路后继的逻辑关系与印刷部分的几个要点充分说明，使专业人士能够看清楚。