机器功能的图形化—图书制作的新趋势

机器功能的图形化—图书制作的新趋势

2008-5-27 9:35:00　贝加莱工业自动化（上海）有限公司　供稿

在莱比锡，工程领域的两家企业仅用15 个月就开发生产出了一套全新的图书包封设备。这一革新性的图书生产系统不仅提供了优异的图形式用户向导，而且切换时间极短。这些特性都是因为使用了贝加莱公司的远程PCC 网络以及基于PC 平台的图文显示系统。

当你购买畅销图书的时候，一般都会选择带有硬质封面的精装本，外面都包有完整的护封。也许你会认为在硬质封面的外面包上护封是一件很简单的事情。其实，整个过程并不简单。

给精装书的硬质封面再加一个护封

从最初的设计到第一台产品下线
在全新的莱比锡工业区中，Paltec 机器制造公司最近高效地策划了一个方案，并且研制出了产品。这个相当年轻的公司已经开发并生产出了一种名为“Jack Plus ”的新型图书包封设备。通常开发过程总是需要很长一段时间，而该设备的开发却是以一种异常高效的方式进行的。

Paltec 是什么样的公司呢？该公司是德国图书科技集团的成员之一，该集团专业生产和提供应用于书刊装帧领域的全套生产线。

两位大学毕业的工程师分别是Thomas Friese 设备制造专家、现任公司经理，以及Ulrich Schlegel 自动化工程师。1997 年4 月，在Paltec 公司准备建立莱比锡分厂时，他们接受了开发图书包封设备的任务。

现在Paltec 公司的新设备已经成功地采用了图书包封机器。不只是在德国，最近的18 个月里，Jack Plus 设备已经在许多国家的图书生产厂中投人使用，如法国、意大利、丹麦、奥地利，甚至在美国也有。象Bertelsmann 这样大型的知名公司也已成为其长期客户。

准确、贴合的图书封套这一设备功能是在新书的硬质封面外放置松紧适当、位置准确的护套。在图书生产线上，这是末端的最后工序之一。为了完成这一工作，采用了一个特殊的计时单元来区分不断送入的图书，将它们以书脊朝下的形式按照设定的速度分别送人系统中，并使它们与机器的运转同步。在输纸台，用吸气皮碗将封套从下方纸堆分离出来。这样就保证了封套可以连续地添加。经过分纸后，封套被放置在正确的位置上，并且在传送带上输送时也保持这一位置不变。在预热的压痕台上（温度预置），两个气动的压痕工具在封套上压出永久的折痕。这一过程使得许多不同的材料都可用作封套，同时也保证了封套准确地贴合。接下来，重要的部分就是书和封套放在一起，准确的排列对齐。书的封面用分页刀打开。然后，带有定位片的传送带将书和封套送入机器。接着，成型杆将封套沿边缘折起，滚轮将其压合到位。折好以后，装好护封的书一侧朝下，书脊朝前，由传送带送至生产线的末端。而所有的这些过程都在一个集中的操作台上设置及监控。

图1 输纸台自动加入封套

使用电子凸轮进行驱动藕合
“Jack Plus ”的设备能力能达到60 本／min （不定）。Paltec 公司的机器可以处理厚度从10 ～80mm 的书，最大尺寸达到390×30 omm （长×宽）。封套的尺寸最大可达900mm×390mm （封套打开时）。封套的材料可以是60～250g ／㎡重量的印刷用纸，其表面既可以是加工过的，也可以是未加工过的，或者是平滑的、贴箔的，甚至可以是织物。

该设备的驱动概念由8 个独立的驱动器组成，上位半成品书的传送系统、封套递送部分、成品书和封套的传送系统都应用了伺服技术，并且通过电子凸轮使它们藕合在一起。三个传送系统的同步是自了电子控制系统的主要任务之一。每个传送系统的精确定位与其他系统都有密切的关系。每个系统的精确定位可以通过偏移量的应用来改变。这是电子凸轮关键的优势。这使得书和封套的对齐过程可以精确地调节。Friese 说：“这样就能做到封套贴合紧密，位置准确，最终得到高质量的图书。”

规格变动在不到2min 内完成
由于Jack Plus 能适应如此大的规格范围，因此在很短的时间内将整个机器调整到正确的规格就显得非常重要。

当机器集成在生产线上以后，随着批量大小的变化，快速的切换时间变得更加重要，重新设置封套包装机的时间决不能比设置生产线上其他机器所需的时间更长。为完成当前任务而对整个系统所作的设置工作通过定位16 个可调节轴来实现。轴自动运行到预期位置的动作可以分别或同时进行。

书和封套的外形尺寸可以通过测量一本书得到，而后手动输入图形式用户界面，或者直接载人前一批次的生产数据。尺寸数据也可以从生产线上的前一工序或中央控制台得到。

图2 输入书和封套的尺寸后，机器在不到2min的时间内自动设置规格

包含所有机器功能的图形式用户界面
对于现代的图书生产来说，机器必备的特性之一就是能够在操作面板上用清晰的彩色图文形式表示大部分的自动规格转换。机器的操作人员在图形式用户界面的帮助下控制所有的机器功能。图文显示系统清晰地显示出机器各个部分的状况。甚至有可能对每一个轴进行单独的或统一的修正。Thomas Friese 强调：“尤其需要指出的是多轴修正。只需一个定位命令就可以对5 个轴一起调整，从而完成了对书脊标题位置的快速优化定位。”

Ulrich schlegel 谈到方案的选择时说：“对许多设备来说，规格的变化仍然是通过机械式手动轮调整的。我们特意选择了自动化的方案。有了详细的帮助诊断和维护功能的辅助，在中央平台上清晰而简单地操作对于机器操作人员来说是一个很受欢迎的改进。”

这一自动化的图书包封设备是通过中央操作面板上的记录来设置和操作的。对设备的交互式操作通过彩色触摸屏和贝加莱PR0VIT5000 工控机实现。工控机位于开关柜中，通过RS485 接口直接与B&R 2005 CPU 模块连接。CPU 模块也兼有CAN网络配置的主站作用。在系统的构建过程中，单个功能组的模块化是一个永远的前提。

B&R 2OO3 系列用于计时、递纸和计数平台的远程I/O 操作，与中央控制器分开放置。另外6 个变频器和伺服驱动器通过CAN 总线连接完成多种运动任务。CAN 接口还可以用来与过程控制工作站或其他图书生产设备建立连接。

Jack Plus 的自动化概念采用了基于贝加莱高性能PCC （可编程计算机控制器）的分布式模块化控制结构以及贝加莱Automation SoftwareTM 组件：B&R Autornation StudioTM 与PVI 。它充分吸收了国际上图书生产设备的优点，增加了清晰的功能原理和高速自动规格切换的特点。这些都是CAN 总线连接给中央控制平合带来的优势。用于远程诊断的Modem 连接也是这些设备的标准配置。

Schlegel 还以一个自动化工程师的身份表达了另一个重要的观点：“当我们以富于竞争力的价格从贝加莱公司得到所要的高速自动化模块的同时，我们还得到了优秀的技术支持。”

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