项目案例印刷包装

包装印刷机控制系统:4 色组 33 轴主从同步

为欧洲某包装机械制造商的 4 色组包装印刷机提供控制系统:33 轴主从同步,印刷速度 300 m/min,集成放卷张力、套准、上胶与断纸检测。

33 轴
主从同步伺服轴
300 m/min
印刷速度
4 色组
印刷单元
法国
海外交付

项目背景

客户是一家位于法国的包装机械制造商,设备为 4 色组包装印刷机。整机共 33 根伺服轴,额定印刷速度 300 m/min。我们负责设备的控制系统,包括运动控制程序、驱动配置、HMI 开发与调试。

控制难点

这类高速多色组印刷设备,控制上要同时解决四件事:

  • 多轴同步:33 根伺服轴以同一主轴为基准运行,任何一轴的相位偏差都会直接表现为套印不准。
  • 张力稳定:300 m/min 下,放卷张力的波动会一路传到印刷和后道工位。
  • 故障保护:断纸、堵料必须第一时间检测并停机,减少废料,避免损伤设备。
  • 海外使用:操作人员使用英文,HMI 与报警信息需要按英文设计。

这类设备的常见技术要求

以下为行业常见参考值,具体指标以项目合同和验收为准。

项目行业常见要求
套印精度±0.1~0.2 mm
运动控制周期毫秒级,常见 1~4 ms
张力控制恒张力闭环,升降速过程中保持稳定
断纸 / 堵料保护检测到异常后快速停机,减少废料

我们的方案

层级配置
控制器SIMATIC Drive Controller CPU 1507D TF
驱动SINAMICS S120(书本型)+ SINAMICS S200 伺服
人机界面SIMATIC HMI,英文界面
设备 HMI,英文界面
设备 HMI,英文界面
  • 主从同步:33 轴以主轴为基准按电子齿轮 / 凸轮关系跟随运行。HMI 设有主轴(Master)与轴监控(AxisMonitor)页面,便于调试和日常查看各轴状态。
  • 放卷与张力:放卷(Unwind)与张力(Tension)独立成页,参数集中管理。
  • 预印套准:HMI 提供套准偏移在线调整,操作人员可在运行中修正。
  • 上胶控制:侧缝上胶与底部上胶分别支持关闭、手动、自动三种模式。
  • 故障检测:断纸、成型处堵料、出料处堵料三项检测可分别启用。
  • 生产统计:按班次、工单和累计三个维度计数。
  • 配方管理:印刷参数按配方保存,换单时调用。
电柜:SINAMICS S120 书本型驱动与 S200 伺服驱动
电柜:SINAMICS S120 书本型驱动与 S200 伺服驱动

交付效果

  • 33 轴主从同步运行,印刷速度达到 300 m/min。
  • 控制系统随整机交付法国客户,英文 HMI 面向海外操作人员。

用到的平台

SIMATIC Drive Controller CPU 1507D TFSINAMICS S120SINAMICS S200SIMATIC HMI

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核心团队来自西门子、贝加莱,平均从业 10 年以上。电气设计、电柜、程序与调试,一个团队交付。