印報機自動上下紙卷系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種印報機自動上下紙卷系統，包括印報機、上位機、載紙機器人、船車、PLC、紙卷縱向到位傳感器和紅外發射模塊，船車包括殘芯回收叉；紙卷縱向到位傳感器和紅外發射模塊分別接PLC；載紙機器人包括紅外接收模塊，紅外接收模塊接載紙機器人的CPU；PLC通過紅外發射控制載紙機器人進入船車，紙卷縱向到位傳感器檢測到載紙機器人的紙卷到位時，通過PLC關閉紅外發射，載紙機器人停止前進。本發明有效地改善了載紙機器人控制的響應速度和停車精度，提高了設備上紙的工作效率。
【專利說明】印報機自動上下紙卷系統
[【技術領域】]
[0001]本發明涉及印報機，尤其涉及一種印報機自動上下紙卷系統。
[【背景技術】]
[0002]高斯NeWSliner90印報機是大型高速印刷機組，自動化程度高，印刷速度快，是當前最新輪轉印刷技術的杰出代表之一。無線群控機器人自動輸紙系統，實現了快速的將紙卷輸送到要紙紙架的要求。但因印刷機只配備了手動操作的擺渡船車，所以當紙卷送達相應的紙架后，仍然需要人工通過手動操作擺渡船車來完成紙卷的裝卸操作，不僅需要大量的人力，而且需要不斷的調整位置和姿態，導致整個操作流程很長，嚴重的制約了整個機組的生產速度，成為整套系統中的一個技術短板。
[0003]載紙機器人包括CPU和無線收發模塊，無線收發模塊接CPU。載紙機器人的CPU通過無線收發模塊與上位機通信，控制載紙機器人的行走系統按照上位機的指令載紙到達印報機紙架的停車位。
[0004]當機器人裝載紙卷到達印報機的紙架時，紙架操作人員將機器人鎖車待命；當紙架上的一卷紙用完，再將機器人解鎖，操作人員操縱機器人載紙進入船車，根據肉眼觀察確定大致停車位置后再度鎖車；操作人員手動操作船車橫向移動至紙架的紙臂下方，然后再手動操作船車托盤上升至紙卷的中心孔與紙臂抱紙芯軸平齊，之后啟動紙臂夾紙操作。在整個過程中需要不停地調整紙卷的位置和角度，夾紙操作完成后操作人員手動逆序操作將船車開回原始中心位置，并手動操作回收叉將殘芯回收，將載紙機器人解鎖，載紙機器人按照既定線路返回，完成整個流程。
[0005]回收殘芯的過程如下:紙架在完成接紙后自動旋轉至卷紙裝載位置，準確定位后，自動縮回伸入殘芯孔中的夾紙臂，使殘芯自動掉落在船車靠近紙架一側的基坑中。當紙架的新卷紙裝載完成，船車返回到原始位置后，需要手動按鈕操作使船車上的回收叉旋轉將殘芯翻轉并掉落到空的載紙機器人上，完成殘芯回收。
[0006]如圖1所示，船車的橫向移動通過馬達驅動，船車的托盤上升通過液壓馬達驅動，紙芯回收叉通過馬達驅動，馬達和液壓馬達通過接觸器或繼電器控制。
[0007]由于載紙機器人和上位機之間是采用遠距離無線通信模式，所以，無可避免的會不時的出現信號不穩或延遲的狀況，無法保證載紙機器人在上下紙過程中的控制精度。
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【發明內容】
]
[0008]本發明要解決的技術問題是提供一種載紙機器人在船車上停車精度高的印報機自動上下紙卷系統。
[0009]本發明進一步要解決的技術問題是提供一種自動化程度高的印報機自動上下紙卷系統。
[0010]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種印報機自動上下紙卷系統，包括印報機、上位機、載紙機器人、船車、PLC、紙卷縱向到位傳感器和紅外發射模塊，船車包括殘芯回收叉；紙卷縱向到位傳感器和紅外發射模塊分別接PLC ;載紙機器人包括紅外接收模塊，紅外接收模塊接載紙機器人的CPU ;PLC通過紅外發射控制載紙機器人進入船車，紙卷縱向到位傳感器檢測到載紙機器人的紙卷到位時，通過PLC關閉紅外發射，載紙機器人停止前進。
[0011]以上所述的印報機自動上下紙卷系統，載紙機器人載紙到達印報機紙架的預停車位時，向上位機發出信號，載紙機器人的啟停控制由自主控制轉換成外源性紅外控制；上位機將載紙機器人到達信號傳遞給PLC，PLC確認船車在初始位置時，通過紅外發射控制載紙機器人進入船車。
[0012]以上所述的印報機自動上下紙卷系統，包括船車初始位置行程開關、船車托盤上升位置行程開關、船車紙卷裝載位置行程開關和紙卷高度到位傳感器，船車初始位置行程開關、船車托盤上升位置行程開關、船車紙卷裝載位置行程開關和紙卷高度到位傳感器的信號輸出端分別接PLC，船車平移電動機的繼電器和船車托盤升降驅動機構的繼電器分別接 PLC。
[0013]以上所述的印報機自動上下紙卷系統，載紙機器人載著紙卷在船車中停住后，船車朝向印報機的紙架移動，到達托盤上升位置后停??；托盤將載紙機機器人及紙卷一起向上提升到紙卷通孔與紙架的夾紙臂處在同一水平線；船車繼續朝紙架方向平移直到到達裝載位置，PLC發送一個到位信號給印報機，紙架啟動裝紙動作，夾紙臂伸入紙卷中心孔完成裝紙動作。
[0014]以上所述的印報機自動上下紙卷系統，所述的紙卷高度到位傳感器為對射式光電傳感器，通過紙卷中心的通孔實現對射觸發，對射式光電傳感器觸發時，紙卷通孔的位置和紙架夾紙臂處在同一水平位置。
[0015]以上所述的印報機自動上下紙卷系統，包括安全檢測光電傳感器，安全檢測光電傳感器的信號輸出端接PLC，安全檢測光電傳感器布置在載紙機器人裝載紙卷到位時的前方；安全檢測光電傳感器如檢測到載紙機器人裝載紙卷越過設定位置時，通過PLC強行關閉紅外發射，載紙機器人停止前進，同時PLC輸出報警信號。
[0016]以上所述的印報機自動上下紙卷系統，夾紙臂裝紙完成后，上位機向PLC發出裝載完成信號，PLC控制船車的托盤下降，船車退回初始位置，載紙機器人前行離開船車；載紙機器人離開船車后，向上位機發出信號，載紙機器人的啟停控制由外源性紅外控制恢復自主控制。
[0017]以上所述的印報機自動上下紙卷系統，船車殘芯回收叉馬達接PLC，船車退回初始位置時，如果回收叉上的觸碰開關檢測到有殘芯，觸碰開關向PLC發出信號，PLC向回收叉馬達發出信號，殘芯回收叉將殘芯回裝載到載紙機器人上。
[0018]本發明印報機自動上下紙卷系統有效地改善了載紙機器人控制的響應速度和停車精度，提高了設備上紙的工作效率。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0020]圖1是現有技術船車控制的原理框圖
[0021]圖2是本發明實施例印報機自動上下紙卷系統的原理框圖。[0022]圖3是本發明實施例印報機自動上下紙卷系統的流程圖。
[0023]圖4是本發明實施例載紙機器人進入船車的控制原理示意圖。
[0024]圖5是本發明實施例本發明實施例船車運動及紙架裝載的控制原理示意圖。
[【具體實施方式】]
[0025]本發明的印報機制自動上下紙功能就是當輸紙系統將紙卷送到要紙紙架旁待命之后，使用中的紙卷完成自動接紙后，自動上下紙控制系統在PLC的協調指揮下，與輸紙系統(主要是載紙機器人)和印報機(主要是紙架)通過信號的緊密聯系，控制載紙機器人、船車和紙架協調一致地動作，將載紙機器人送來的紙卷自動安裝到紙架上，并自動回收紙芯并由載紙機器人自動載回的過程。
[0026]由于一部船車要滿足左右兩個紙架的上下紙需求，為了保證在自動上下紙過程中，印刷機依然能正常高速運轉，同時預留充足時間來處理突發狀況，所以自動上下紙流程從啟動載紙機器人進入船車到載著殘紙芯離開船車為止，需控制在3分鐘以內，成功率要求在95%以上。
[0027]本發明的主要思路是通過增加一個自動上下紙系統主控PLC，將載紙機器人進入船車并準確停止、船車的平移、托盤上升以及紙芯回收叉回收動作納入自動控制，并在關鍵位置增加相應的傳感器進行位置感知，同時與紙架和載紙機器人之間建立信號連接，然后協調控制幾個機構逐步地共同完成整個上下紙流程。
[0028]本發明實施例印報機自動上下紙系統的架構如圖1所示，包括印報機、上位機、載紙機器人、船車、PLC、傳感器、行程開關和紅外發射模塊。
[0029]傳感器包括紙卷縱向到位傳感器、安全檢測傳感器和紙卷高度到位傳感器。紙卷縱向到位傳感器、安全檢測傳感器和紙卷高度到位傳感器為光電傳感器。
[0030]行程開關包括船車初始位置行程開關、船車托盤上升位置行程開關和船車紙卷裝載位置行程開關。
[0031]紙卷縱向到位傳感器、紙卷高度到位傳感器、船車初始位置行程開關、船車托盤上升位置行程開關和船車紙卷裝載位置行程開關的信號輸出端分別接PLC的控制信號輸入端。
[0032]船車平移電動機的繼電器和船車托盤升降驅動機構的繼電器分別接PLC。
[0033]紅外發射模塊分別接PLC的控制信號輸出端，
[0034]載紙機器人包括CPU、紅外接收模塊和無線收發模塊，無線收發模塊和紅外接收模塊分別接CPU，載紙機器人的CPU通過無線收發模塊與上位機通信，控制載紙機器人的行走系統按照上位機的指令載紙到達印報機紙架的停車位。
[0035]載紙機器人載紙到達對應的紙架后，在預停車位等待，并向上位機發出到達信號，上位機將信號傳遞給PLC。PLC通過紅外發射控制載紙機器人進入船車，紙卷縱向到位傳感器檢測到載紙機器人的紙卷到位時，通過PLC關閉紅外發射，載紙機器人停止前進。
[0036]本發明印報機自動上下紙系統的工作流程如圖2所示。
[0037](一)載紙機器人進入船車及準確停車
[0038]本發明在在載紙機器人主程序中增加了一個中斷控制程序，中斷程序的主要功能是讓載紙機器人的行進速度降低并將啟?？刂朴勺灾骺刂聘臑橥庠葱约t外控制。中斷程序的觸發條件是機器人上位機的模式選擇開關由“普通模式”轉換為“自動上下紙模式”且機器人已到達紙架同時已啟動進入船車的任務，中斷的結束條件是機器人已離開船車并越過駛離船車標志位。
[0039]在整個中斷程序控制期間，機器人的行進受其前方紅外發射器的控制，紅外發射器發射信號，機器人就前進，反之則停止。而紅外發射器是否發射信號還要受船車上部的停車檢測光電傳感器控制，停車檢測光電傳感器采用下降沿觸發方式關閉紅外線。這樣當機器人載著紙卷進入船車時，當紙卷的尾部剛好離開停車檢測光電傳感器時，將紅外發射器的紅外關閉，機器人停止前進，以此來實現紙卷在船車中的準確定位。當紙卷轉載完畢，船車回到初始位置并完成殘芯回收動作后再次打開紅外發射器，機器人便能繼續前行一直到駛離船車標準位，然后結束中斷，恢復載紙機器人自主控制，從而保證機器人能在整個流程中不需要人工干預卻能平順又安全的進行運行模式的轉換和銜接。
[0040]安全檢測光電傳感器的作用主要體現在機器人載紙進入船車的過程中起到安全保護的作用，安全檢測光電傳感器的信號輸出端接PLC，安全檢測光電傳感器布置在載紙機器人裝載紙卷到位時的前方。假如停車檢測光電傳感器發生信號延遲等故障導致紙卷超過停車檢測開關而沒有停車，一直往前走到安全檢測傳感器的位置，安全檢測光電傳感器如檢測到載紙機器人裝載紙卷越過設定位置時，就通過PLC強行關閉紅外發射，使載紙機器人停止前進，同時PLC輸出報警信號。
[0041]載紙機器人的進出船車的啟停改為紅外控制，當載紙機器人載著紙卷進入船車時，由上方的定位光柵進行監測，一旦檢測到紙卷到達指定位置，便向PLC反饋信號，PLC關閉紅外發射，載紙機器人便馬上剎車停止，有效地保證了高的響應速度和停車精度。
[0042](二)船車移動、托盤升降及紙芯回收控制的自動化
[0043]本發明的船車移動和托盤上升等一系列動作均是通過PLC的程序控制來完成。硬件上主要增加了三個行程開關一對對射式光電傳感器作為位置傳感器來對船車在移動和紙卷上升至裝載位置的過程中進行準確定位。
[0044]一旦載紙機器人載著紙卷在船車中停住，船車便載著機器人朝著紙架方向移動，船車到達托盤上升位置時觸發行程開關后停??；然后托盤將機器人及紙卷一起向上提升，一直提升到托盤上升到位，對射式光電傳感器通過紙卷中心的通孔實現對射，此時紙卷通孔的位置和紙架夾紙臂處在同一水平線，在PLC控制下停止提升。之后，船車繼續朝紙架平移直到到達裝載位置，PLC發送一個到位信號給紙架，紙架啟動裝紙動作，夾紙臂伸入紙卷中心孔并脹緊。紙卷裝載完畢后紙架返回一個完畢信號，上位機向PLC發出裝載完成信號，PLC控制船車的托盤下降，船車退回初始位置，載紙機器人前行離開船車；載紙機器人離開船車后，向上位機發出信號，載紙機器人的啟?？刂朴赏庠葱约t外控制恢復自主控制。。
[0045]印刷機紙架在自動模式下，當接紙完成后，裝載著殘紙芯的紙臂自動旋轉到裝載位置并準確定位后，自動縮回伸入紙芯的夾紙臂，使殘紙芯掉落在船車靠近紙架一側基坑中。船車的前端貼近地面的紙芯回收叉在船車載著新紙卷朝著紙架移動的過程中，將船車基坑中的殘紙芯鏟入紙芯回收叉中。當紙架的上紙動作完成，船車退回到初始位置時，如果回收叉上的觸碰開關檢測到有殘芯，就會反饋信號給PLC，PLC輸出控制信號給回收叉馬達，回收叉帶著殘芯旋轉并翻轉，殘芯便掉落到空的載紙機器人上，完成殘芯回收。
[0046]本發明以上實施例的印報機自動上下紙系統，整個工作流程可以控制在兩分半鐘之內，實現了完全無人工干預的印刷機快速自動上下紙。大大提高了勞動生產率，降低了生產成本，創造了非常良好的經濟效益和社會效益。
【權利要求】
1.一種印報機自動上下紙卷系統，包括印報機、上位機、載紙機器人和船車，船車包括殘芯回收叉；其特征在于，包括PLC，紙卷縱向到位傳感器和紅外發射模塊，紙卷縱向到位傳感器和紅外發射模塊分別接PLC ;載紙機器人包括紅外接收模塊，紅外接收模塊接載紙機器人的CPU ;PLC通過紅外發射控制載紙機器人進入船車，紙卷縱向到位傳感器檢測到載紙機器人的紙卷到位時，通過PLC關閉紅外發射，載紙機器人停止前進。
2.根據權利要求1所述的印報機自動上下紙卷系統，其特征在于，載紙機器人載紙到達印報機紙架的預停車位時，向上位機發出信號，載紙機器人的啟?？刂朴勺灾骺刂妻D換成外源性紅外控制；上位機將載紙機器人到達信號傳遞給PLC，PLC確認船車在初始位置時，通過紅外發射控制載紙機器人進入船車。
3.根據權利要求2所述的印報機自動上下紙卷系統，其特征在于，包括船車初始位置行程開關、船車托盤上升位置行程開關、船車紙卷裝載位置行程開關和紙卷高度到位傳感器，船車初始位置行程開關、船車托盤上升位置行程開關、船車紙卷裝載位置行程開關和紙卷高度到位傳感器的信號輸出端分別接PLC，船車平移電動機的繼電器和船車托盤升降驅動機構的繼電器分別接PLC。
4.根據權利要求3所述的印報機自動上下紙卷系統，其特征在于，載紙機器人載著紙卷在船車中停住后，船車朝向印報機的紙架移動，到達托盤上升位置后停住；托盤將載紙機機器人及紙卷一起向上提升到紙卷通孔與紙架的夾紙臂處在同一水平線；船車繼續朝紙架方向平移直到到達裝載位置，PLC發送一個到位信號給印報機，紙架啟動裝紙動作，夾紙臂伸入紙卷中心孔完成裝紙動作。
5.根據權利要求3所述的印報機自動上下紙卷系統，其特征在于，所述的紙卷高度到位傳感器為對射式光電傳感器，通過紙卷中心的通孔實現對射觸發，對射式光電傳感器觸發時，紙卷通孔的位置和紙架夾紙臂處在同一水平位置。
6.根據權利要求1所述的印報機自動上下紙卷系統，其特征在于，包括安全檢測光電傳感器，安全檢測光電傳感器的信號輸出端接PLC，安全檢測光電傳感器布置在載紙機器人裝載紙卷到位時的前方；安全檢測光電傳感器如檢測到載紙機器人裝載紙卷越過設定位置時，通過PLC強行關閉紅外發射，載紙機器人停止前進，同時PLC輸出報警信號。
7.根據權利要求3所述的印報機自動上下紙卷系統，其特征在于，夾紙臂裝紙完成后，上位機向PLC發出裝載完成信號，PLC控制船車的托盤下降，船車退回初始位置，載紙機器人前行離開船車；載紙機器人離開船車后，向上位機發出信號，載紙機器人的啟?？刂朴赏庠葱约t外控制恢復自主控制。
8.根據權利要求6所述的印報機自動上下紙卷系統，其特征在于，船車殘芯回收叉馬達接PLC，船車退回初始位置時，如果回收叉上的觸碰開關檢測到有殘芯，觸碰開關向PLC發出信號，PLC向回收叉馬達發出信號，殘芯回收叉將殘芯回裝載到載紙機器人上。
【文檔編號】B41F13/03GK103587226SQ201310538064
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月1日 優先權日:2013年11月1日
【發明者】呂細文, 李照學, 羅永清, 歐陽東, 陶然, 謝偉國, 曾思儉, 易顯運, 陳偉彬 申請人:深圳報業集團印務有限公司